2019-2020学年度北师大版高中选修一生物第2章 酶技术第4节 固定化酶的制备和应用课后辅导练习第八十八篇
北师大版生物选修1:2.4 固定化酶的制备和应用 学案
固定化酶的制备和应用【学习目标】(1)掌握固定化乳糖酶的制备的原理、方法和操作步骤。
(2)掌握检测牛奶中乳糖的分解的原理、方法和操作步骤。
(3)理解固定化酶在酶学研究中的应用。
【学习重难点】重点:掌握固定化乳糖酶的制备的原理、方法和操作步骤。
难点:理解固定化酶在酶学研究中的应用。
【学习过程】一、实验原理固定乳糖酶用的是凝胶包埋法:凝胶是由丙烯酰胺(Arc)和N,N-甲叉双丙烯酰胺(Bis)形成的三维网状结构的高聚化合物,将酶和凝胶混合,酶即包埋在凝胶内部的微孔中,从而将酶固定。
二、实验操作1.2.3.三、检测牛奶中乳糖的分解方法步骤:1.2.3.4.四、练习1.制备固定化乳糖酶时要用缓冲液配制凝胶单体,下列说法错误的是()A.酶活性不受温度的影响B.酶活性易受酸碱度的影响C.缓冲液配制凝胶单体是保持溶液中pH的相对稳定D.缓冲液配制凝胶单体可以保证实验过程中酶的活性2.下列不属于固定化酶作用的特点的是()A.有利于酶与产物分解B.可以被反复利用C.能自由出入依附的载体D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应3.下列不属于固定化乳糖酶优越性的是()A.对酸、碱耐受力增强,且热稳定性强B.可以一直使用,缩短生产周期C.使成本显著降低D.有利于酶的活性4.将鲜牛奶进行无菌操作的正确方法是()A.将牛奶进行高压蒸汽灭菌B.将牛奶进行加热煮沸灭菌C.将牛奶在85 ℃~90 ℃下巴氏灭菌D.以上三种方法均可5.乳糖酶是一种二糖酶,它的作用是()A.能将所有的二糖分解B.能将麦芽糖分解成两分子葡萄糖C.能将动物体内糖原水解成葡萄糖D.能将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖6.下列说法中,哪项不是在应用酶的过程中常遇见的问题()A.酶与反应物混合,产品难以提纯B.酶在生物化学反应中往往难以回收C.酶遇强酸、强碱、高温等条件易失活D.酶作为催化剂,绝大多数是蛋白质。
2019-学年高中生物必修一北师大版课件:4.1 生物催化剂——酶(共41张PPT)教育精品.ppt
相同
相同
-31-
实验指导
设计体验
(2)实验步骤。
注意:在加入酶之前,让底物先在各自温度下处理至少 5 min,以确保试 管内外温度一致。同时注意酶与底物作用前,要确保其 pH 已经调至所要验 证的 pH。 (3)实验设计分析。 实验中的自变量是一系列不同温度(或 pH),因变量是底物分解速度或 底物剩余量。
-20-
探究一
探究二
特别提醒
①温度和 pH 是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。②反应物浓 度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触而影响酶促反应的速率,并不影 响酶的活性。
-21-
探究一
探究二
典例提升 2
如图所示是在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,下列有关叙述错 误的是( ) A.影响 AB 段反应速率的主要因素是底物浓度 B.影响 BC 段反应速率的主要限制因子可能是酶量 C.温度导致曲线Ⅰ和Ⅱ的反应速率不同 D.曲线Ⅰ显示,该酶促反应的最适温度为 37 ℃
-13-
探究一
探究二
解析:酶具有专一性,蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下, 甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降,故甲酶的本质不是蛋白质,有可能 是 RNA 或 DNA;而乙酶的化学本质是蛋白质,在蛋白酶的作用下其空间结 构被改变。 答案:B
-14-
探究一
探究二
变式训练 1 下列有关酶的叙述,不正确的是( ) A.酶是有机物 B.酶的催化效率很高 C.酶起催化作用时,和无机催化剂相同,是降低分子的活化能 D.酶在催化反应中本身也发生了变化 解析:酶是一种有机催化剂,具有无机催化剂的一些特点,如降低化学反 应的活化能,改变反应速率;和无机催化剂一样,在化学反应前后,性质和数 量不变。 答案:D
固定化酶
A.重氮法
⑶ 去除多余的苯胺基(用0.5 M NaOH洗三次,水洗至无 色)
⑷ 重氮化盐制备。用5% NaNO2及1MHCl在10℃以下反应 15min,然后用预先冷却的0.05M HCl及H2O洗涤抽干即 成。
举例:
链霉蛋白酶55℃,120min全失活;用乙烯和 马来酸酐聚合物固定化后,相同条件下存活30%; 用溴化氰活化的纤维素固定化后,相同条件下存 活50%。
用DEAE -纤维素通过离子结合固定化转化酶在 40℃下加热 30min活力仅存4%,而游离酶在同一 条件下存在100%。
固定化酶(细胞)热稳定性变化(延胡索酸酶,千烟一郎)
1) 分配效应 2) 空间障碍效应 3) 扩散限制效应
微环境是指在固定化酶附近的局部环境,而把主体溶液 称为宏观环境。
二.固定化后酶性质的变化-酶活性的影响
活力变化的原因:
1、酶分子在固定化过程中,空间构像可能发生了变化 有时活性中心的氨基酸也会参加反应。
2、固定化后的空间障碍效应的影响。 3、内扩散阻力的影响使底物分子与活性中心的接近受
⑶ 叠氮化。肼解后的CM-纤维素(1g)加入150ml 2% HCl在冰浴中混合,搅拌滴加9ml 3% NaNO2反应 20min,过滤用冷蒸馏水洗涤,同时加酶
(4) 偶联:经叠氮化后的载体加入0.05N pH 8.0 磷酸 缓冲液(内含250-500mg酶),5℃搅拌2-3小时, 过滤,用 0.001N HCl,水洗涤,即为固定化胰蛋白 酶(冻干保存)
5. 底物特异性变化
2019-2020学年度北师大版高中生物选修二第2章 生物科学与工业第2节 酶在工业生产中的应用复习巩固第九十四
2019-2020学年度北师大版高中生物选修二第2章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用复习巩固第九十四篇第1题【单选题】探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验,下列说法不正确的是( )A、应根据当地一年中实际气温变化来确定水温B、可选择洗涤不同污渍的白布作对照C、选择水温应考虑衣物的承受能力D、选择水温应考虑洗涤成本【答案】:【解析】:第2题【单选题】下列对生物技术及应用的有关叙述中,正确的是A、制作果醋时通氧不足或温度过低,会导致发酵失败B、作为消化酶使用时,蛋白酶制剂不能以口服方式给药C、将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗,目的是洗去CaCl2和杂菌D、植物组织培养时需要对外植体和接种器材进行灭菌处理【答案】:【解析】:第3题【单选题】关于酶的叙述中,正确的是( )A、酶只有在生物体内才能起催化作用B、酶都有消化作用C、调节新陈代谢的物质不一定是酶D、酶都是在核糖体上合成的【答案】:【解析】:第4题【单选题】某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响,选择了10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃的温度梯度,在其他条件都一致的情况下,发现40℃时洗涤效果最好,由此可以得出( )A、40℃为该酶的最适温度B、40℃不是该酶的最适温度C、40℃时该酶的活性最高D、不能确定该酶的最适温度【答案】:【解析】:第5题【单选题】下列不能影响酶活性的是( )A、温度B、pHC、酶的抑制剂D、酶的数量【答案】:【解析】:第6题【单选题】果子酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济于事,这说明( )A、酶具有专一性B、酶的成分是蛋白质C、酶的活性受环境影响D、该沉淀的是氨基酸【答案】:【解析】:第7题【单选题】同一个体内的各类活细胞所含的酶( )A、种类有差异,数量相同B、种类有差异,数量不同C、种类无差异,数量相同D、种类无差异,数量不同【答案】:【解析】:第8题【单选题】储存水果常常用低温条件下控制空气流动的方法,其目的是( )A、抑制酶的活性和无氧呼吸B、促进酶的活性和无氧呼吸C、抑制酶的活性和有氧呼吸D、促进酶的活性和有氧呼吸【答案】:【解析】:第9题【单选题】下列能表示酶活性高低的是( )A、单位时间、单位体积内反应物的总量B、一段时间后,一定体积内消耗的反应物的量C、一段时间后生成物的总量D、单位时间、单位体积内反应物的减少量或产物的增加量【答案】:【解析】:第10题【单选题】下列有关酶的叙述不正确的是( )A、大多数酶是蛋白质,少数为RNAB、在最适温度下酶的活性最高,低温使酶的活性降低,高温会使酶失去活性C、DNA连接酶通过碱基互补配对可以形成重组质粒D、DNA复制需要模板、能量、原料和酶【答案】:【解析】:第11题【单选题】在“探究果胶酶的用量”实验中,下列说法中,不正确的是( )A、反应液的pH必须相同B、底物浓度一定时,酶用量越大,滤出的果汁越多C、应控制在适宜温度和pH条件下D、实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液【答案】:【解析】:第12题【多选题】下列与酶的活性有关的说法中,正确的是( )A、酶的活性是由蛋白质结构决定的,不受外界条件的影响B、酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力C、酶的活性受温度、pH等因素的影响D、酶活性高低与反应物浓度无关【答案】:【解析】:第13题【多选题】蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶,但洗衣粉中,蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉,下列解释不正确的是( )A、蛋白酶处于抑制状态B、其他几类酶不是蛋白质类C、蛋白酶具有识别作用,不分解作为酶作用的蛋白质D、缺少水环境或各种酶在添加前已作了保护性修饰【答案】:【解析】:第14题【实验探究题】请根据表中数据,在下面的坐标图中画出pH与酶活性的关系曲线。
(新人教版)2020高中生物 第2章 酶技术检测 北师大版选修1【提高练习】
第2章酶技术检测(时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(每小题3分,共60分)1.下列有关固定化酶的说法,正确的是( )A.固定化酶能反复使用,但酶的活性迅速下降B.固定化酶技术一次只能固定一种酶C.固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应D.对固定化酶的活性影响较小的固定方法是吸附法答案:D2.在果汁生产中主要应用的酶是( )A.果胶酶、纤维素酶B.脂肪酶、淀粉酶C.淀粉酶、果胶酶D.蛋白酶、纤维素酶答案:A3.下列有关果胶的叙述,不正确的是( )A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一B.果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C.果胶影响出汁率D.果胶酶能够分解果胶,因此果胶酶是一种酶答案:D4.在果汁生产中,果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。
为了节约成本,某工程人员在适宜的温度和pH下,利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量,实验结果如图。
下列对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是( )A.酶促反应时间不合理;延长反应时间B.苹果汁的用量不合理;减少用量C.果胶酶用量不合理;减少用量D.果胶酶体积梯度不合理;增大体积梯度答案:C解析:分析图中的实验结果可知,该实验中苹果汁的用量太少或者果胶酶用量太多,导致实验组的实验结果没有差异,因此加大苹果汁的用量或者减少果胶酶的用量即可。
5.加酶洗衣粉能够除去衣物上的奶渍和血渍,主要是因为它含有( )A.脂肪酶B.蛋白酶C.淀粉酶D.氧化酶答案:B6.从环保方面来说,与普通洗衣粉相比,加酶洗衣粉只含少量甚至不含( )A.NB.PC.CaD.Mg答案:B7.下列验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度实验的操作,正确的是( )A.取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度中去污的效果最好B.在不同温度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪种效果好C.将加酶洗衣粉加入30 ℃的水中不如加入45 ℃的水中洗涤效果好,说明45 ℃为最适温度D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37 ℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37 ℃答案:A8.下列关于酶的叙述,不恰当的是( )A.不应将加酶洗衣粉溶于沸水中使用B.所有消化酶只有分泌到消化道中才起作用C.麦芽糖酶水解后产生许多氨基酸分子D.淀粉酶可高效地促进淀粉水解答案:B9.生物体内的酶很容易降解、失活。
2019-2020学年高中生物第3章第4节酶的固定化检测含解析中图版选修1
第四节酶的固定化E3因钉自主学习•基础知识、固定化酶i •含义通过物理或化学的方法,将水溶性的酶与不溶性的载体结合, 使酶固定在载体上,并在定的空间范围内进行催化反应。
2•方法(1) 共价键结合法:通过化学反应将酶以共价键结合到尼龙等载体上。
(2) 包埋法:将酶包埋到多孔性凝胶中的固定化方法。
(3) 物理吸附法。
3. 优点(1) 固定化酶的活性稳定,可反复使用;(2) 固定化酶能与反应液分开,制品较易纯化_(3) 工业化生产可实现大批量、连续化、自动 _(4) 极大地降低了生产成本。
4. 缺点需要制备纯净的酶,稍有不慎,酶就会失活。
二、固定化细胞1. 含义用适当的载体将合成酶的细胞固定起来。
2. 优点比固定化酶更简捷,使用寿命更长。
三、木瓜蛋白酶的固定化操作技术取尼龙布浸入等体积的CaCb溶液和甲醇溶液中10 s左右一-盐酸溶液中室温下水解45 min —蒸馏水冲洗至中性一宀室温下放入戊二醛溶液中浸泡20 min —磷酸缓冲液(pH 为7.8)反复洗涤——木瓜蛋白酶溶液中固定 3.5 h,温度为4上一-用NaCI溶液洗去多余的蛋白酶。
疑难问题卡片预习完成后,请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题4ZMONGNANTUPO突破^------直接使用酶固定化酶固定化细胞缺点①对环境条件非常敏感,易失活②难回收,成本高,影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应反应物不易与酶接近,尤其是大分子物质,反应效率下降优点催化效率咼、耗能低、污染低①既能与反应物接触,又能与产物分离②可以反复利用成本低,操作容易、寿命长②固定化细胞由于保证了细胞的完整性,因而酶的环境改变较小,酶活性受外界影响也较小。
二、固定化酶的制备及利用1. 酶的固定化:(1)18.6%的CaCb溶液和甲醇溶液处理(10 s),冲洗、吸干。
(2) 3.65 mol/L 的盐酸水解(45 min),蒸馏水冲洗至中性。
(3) 在5%勺戊二醛溶液中浸泡(20 min)。
【优化方案】高中生物 第二章第4节固定化酶的制备和应用课件 北师大版选修1
学习导航 1.学会固定化酶的制备。
2.检测牛奶中乳糖的分解。
新知初探•思维启动
一、固定化酶的制备 1.固定化乳糖酶的制备
(1)实验原理
将酶与凝胶混合,酶即包埋在凝胶内部的
微孔 中,这样酶分子被“网”在凝胶内 ________ 底物和产物 易通过凝胶孔 部不易泄露,而____________
使用固定化酶技术往往利用一个反应柱, 下端有一个分布着小孔的筛板,酶颗粒无
法通过筛板,而反应液却可以自由出入。
反应过程中,反应液从反应柱上端流入, 流过反应柱,与固定化酶接触,产物从反 应柱下端流出。
【答案】 孔的筛板
(1)反应柱
固定化酶
分布着小
(2)既能与反应物接触,又能与反应物分离 (3)酶颗粒无法通过筛板上的小孔,反应溶液 可自由出入
解析:选D。固定化酶是利用物理或化学方法将 酶固定在一定空间内的技术,其优点是酶被固定
在一定装置内可重复利用,不足是无法同时解决
一系列酶促反应。在固定过程中,固定的是酶而 不是反应物,因此A、B、C均错误。
固定化酶的性质和特点
1.性质 游离酶在水溶液中,酶分子与底物同处于液
相中,几乎是十分邻近,酶固定化后,酶分
3. 固定化酶的反应柱及工作原理 ( 以高果糖浆 的生产为例)
使用固定化酶技术,将生产高果糖浆需要的 葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状的载体上, 再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,如图。 柱子底端装上分布着许多小孔的筛板。酶颗 粒无法通过筛板上的小孔,而反应溶液却可
以自由出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从
二、固定化酶的应用 1.检测牛奶中乳糖的分解
(1)实验原理
半乳糖和葡萄糖 , 乳糖酶可以将乳糖分解为_________________ 还原糖可和斐林试剂反应产生砖红色化合物, 根据化合物颜色的深浅变化,可以了解乳糖酶 的作用活性。
固定化酶技术
1.4交联法 交联法是用多功能试剂进行酶蛋白 之间的交联,使酶分子和多功能试 剂之间形成共价键,得到三向的交 联网架结构,除了酶分子之间发生 交联外,还存在着一定的分子内交 联。多功能试剂制备固定化酶方法 可分为:(1) 单独与酶作用;( 2) 酶 吸附在载体表面上再经受交联;( 3) 多功能团试剂与载体反应得到有功 能团的载体,再连接酶。交联剂的 种类很多,最常用的是戊二醛,其 他的还有异氰酸衍生物、双偶氮二 联苯胺、N,N-乙烯马来酰亚胺等。 交联法的优点是酶与载体结合牢固, 稳定性较高;缺点是有的方法固定 化操作较复杂,进行化学修饰时易 造成酶失活。
用固定化酶处理受污染水体中的农药也取 得了很好的效果。
用聚丙烯负载二氧化钛膜固定农药降解酶, 降解农药甲基对硫磷。研究发现,甲基对 硫磷在30 min 内降解了70%以上。尤其等 以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂,固定 化真菌漆酶对农药氯苯嘧啶醇进行降解。 研究认为,在酸性条件下,固定化漆酶对 氯苯嘧啶醇具有良好的降解作用。
4.2.3 其他应用
CO2是一种重要的温室气体。目前全球每 年排放的数十亿吨CO2需要得到妥善的处 置。固定化酶技术在固定CO2方面也取得 了成果。据报道,以工业固体废弃物为原 料, 利用固定化碳酸酐酶和超重力强化反 应可得到CO2的有效固定 固定化酶技术在清洁生产领域具有潜在的 应用价值。固定化的木聚糖酶和漆酶用于 纸浆漂白, 可以避免产生传统造纸工艺过 程中用氯漂白产生的难以生物降解的各类 氯代有机物。
包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等 多空载体中,而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法 比较简便,酶分子仅仅是被包埋起来,生物活性被破坏的程度低, 但此法对大分子底物不适用。
(1)网格型 将酶包埋在凝胶细微网 格中,制成一定形状的 固定化酶,称为网格型 包埋法。也称为凝胶包 埋法。
【中图版】高中生物选修一34《酶的固定化》PPT课件
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固定化细胞的优点 (1)固定化细胞含有一系列的酶,可以催化一系列的反应。 (2)反应的条件较易控制。 (3)使用时间更长。
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1.生产酒精时,使用固定化细胞比固定化酶更好,原因不包括( ) A.固定化细胞中含有一系列酶(与生产酒精有关) B.固定化细胞比固定化酶更经济、成本更低 C.固定化细胞需要提供营养物质 D.固定化细胞比固定化酶对环境条件要求低
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(4)制备固定化大肠杆菌的步骤为: ①______________________________________________________________; ②______________________________________________________________; ③______________________________________________________________; ④______________________________________________________________。
优点
催化效率高、耗能低、 污染低
①既能与反应物接触, 又能与产物分离 ②可以反复利用
成本低,操作容易、 寿命长
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①固定化细胞使用的都是活细胞,因此应提供一定的营养物质。 ②固定化细胞由于保证了细胞的完整性,因而酶的环境改变较小,酶活性受 外界影响也较小。
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二、固定化酶的制备及利用 1.酶的固定化:(1)18.6%的 CaCl2 溶液和甲醇溶液处理(10 s),冲洗、吸干。 (2)3.65 mol/L 的盐酸水解(45 min),蒸馏水冲洗至中性。 (3)在 5%的戊二醛溶液中浸泡(20 min)。 (4)0.1 mol/L 的磷酸缓冲液洗涤,(多次)吸干。 (5)放 1 mg/mL 的木瓜蛋白酶溶液中(4 ℃处理 3.5 h)。 ↓
2019高中生物 第2章 酶技术 2.4 固定化酶的制备和应用练习 北师大版选修1
第4节固定化酶的制备和应用课时过关·能力提升一、基础巩固1.酶制剂、固定化酶已经广泛地应用于各个领域,下列有关叙述错误的是( )A.用乳糖酶分解乳糖,可以提高牛奶的可消化性B.制备固定化酶的常见方法之一是凝胶包埋法C.固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D.检测牛奶中乳糖的分解时需用双缩脲试剂答案:D解析:检测牛奶中乳糖的分解时应用斐林试剂。
2.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是( )A.有利于酶与产物分离B.可以被反复利用C.能自由出入依附的载体D.一种固定化酶一般情况下不能催化一系列酶促反应答案:C解析:固定化酶在利用时被固定在一定的空间内,不能自由出入。
3.下列关于固定化酶技术的叙述,正确的是( )A.固定化酶技术就是固定反应物,使酶依附着载体围绕反应物旋转的技术B.固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C.固定化酶中的酶无法重复利用D.固定化酶技术是将酶固定在一定空间内的技术答案:D解析:固定化酶技术是利用物理或化学的方法将酶固定在一定空间内的技术,其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用,不足是无法同时催化一系列酶促反应。
4.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。
如将从大肠杆菌中得到的磷酸二酯酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与用微生物降解相比,其起作用不需要适宜的( )A.温度B.pHC.水分D.营养答案:D解析:固定化酶与微生物相比较,它的活性发挥不需要营养。
5.下列有关酶的制备和应用的叙述,正确的是( )A.酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶B.透析和酸解等方法常用于酶的分离与纯化C.蚕丝织物能使用添加蛋白酶的洗衣粉进行洗涤D.多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层答案:A解析:酸解法不能用于酶的分离与纯化。
多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂的最表层。
二、能力提升6.固定化酶的优点是( )A.有利于增加酶的活力B.有利于产物的纯化C.有利于提高反应速度D.有利于酶发挥作用答案:B解析:固定化酶将酶固定在载体上,使酶与反应物分开,大大提高了产物的纯度。
【优化方案】高中生物 第二章第4节固定化酶的制备和应用知能演练轻巧夺冠 北师大版选修1
【优化方案】2013高中生物第二章第4节固定化酶的制备和应用知能演练轻巧夺冠北师大版选修1A卷1.固定化酶的优点是( )A.有利于增加酶的活力B.有利于产物的纯化C.有利于提高反应速度D.有利于酶发挥作用解析:选B。
固定化酶将酶固定在载体上,使酶与反应物分开,大大提高了产物的纯度。
2.(2012·太原高二检测)关于固定化酶中用到的反应柱的理解,其中正确的是( ) A.反应物和酶都可以自由通过B.反应物能通过,酶不能通过C.反应物和酶都不能通过D.反应物不能通过,酶能通过解析:选B。
在固定化技术中,酶都是被固定的,并且不与产物混合在一起。
生产高果糖浆时,反应物从反应柱中通过,有利于酶与反应物接触,但是生成物(产物)中不含有酶。
3.研究认为,用固定化酶技术处理污染物是很有发展前景的。
如将从大肠杆菌得到的磷酸二酯酶固定到尼龙膜上制成制剂,可用于降解残留在土壤中的有机磷农药,与微生物降解相比,其作用不.需要适宜的( )A.温度B.pHC.水分D.营养解析:选D。
酶与微生物相比较,它的活力发挥不需要营养。
4.关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法中,错误的是( )A.固定化酶生物活力强,可长久使用B.一般酶制剂应用后和产物混在一起,产物的纯度不高C.一般酶制剂参加反应后不能重复利用D.固定化酶可以反复利用,降低了生产成本,并能提高产品的产量和质量解析:选A。
固定化酶是因为可回收重新利用而可以较长时间使用的,并不是因为生物活力强而长久使用。
单纯从生物活力方面分析,固定化酶因经过了物理或化学方法处理,运动受到限制,其活力不会比一般酶制剂更强。
5.在乳糖酶固定化过程中,要用N,N-甲叉双丙烯酰胺(BiS),其作用是( )A.调节酸碱度B.与酶交联C.增强酶的活力D.消毒解析:选B。
在乳糖酶固定化过程中,N,N-甲叉双丙烯酰胺是作为交联剂。
6.下列有关乳糖酶的叙述正确的是( )A.最适pH为6.5~7.5B.制备的固定化酶常温保存C.商品用酶基本来源于微生物D.固定化的乳糖酶,对热稳定性较差解析:选C。
2固定化酶
• 1) 载体带负电荷,pH向碱性方向移动。
pH对固定化酶的影响
• 微环境是指在固定化酶附近的局部环境,而把主体溶 液称为宏观环境。
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• 2)载体带正电荷,pH向酸性方向移动。
• 3)产物性质对体系pH的影响
• 催化反应的产物为酸性时,固定化酶的pH值比游离 酶的pH值高;反之则低。
30
• 一般与游离酶差不多,但有些会有较明显的变化。
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共价键结合法制备固定化酶的“通式”
• 首先载体上引进活泼基团
• • • 然后活化该活泼基团 最后此活泼基团再与酶分子上某一基团形成共价键
9
(4)载体活化的方法
• • • • • A.重氮法(需载体具有芳香族氨基) B.叠氮法 C.烷基化反应法 D.硅烷化法 E.溴化氰法
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(三)交联法
• 交联法:借助双功能试剂使酶分子之间发生交
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固定化后酶稳定性提高的原因:
• a. 固定化后酶分子与载体多点连接。 • b. 酶活力的释放是缓慢的。 • c. 抑制自降解,提高了酶稳定性。
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3. pH的变化
• PH对酶活性的影响:
• (1) 改变酶的空间构象
• (2)影响酶的催化基团的解离 • (3)影响酶的结合基团的解离 • (4)改变底物的解离状态,酶与底物不能结 合或结合后不能生成产物。
• 葡萄糖异构酶——世界上生产规模最大的一种固定
化酶。
• 利用固定化乳糖酶可以连续生产低乳糖奶
• 固定化酵母细胞等微生物可用于生产各种酒类 • 热点:固定化原生质体的应用
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• 例1
2. 固定化酶在医药治疗上的应用
• 固定化青霉素酰化酶,只要改变pH值等条件,
第四章 固定化酶
第四章固定化酶固定化酶的是指是具有催化活性蛋白质的固定化,因此固定化酶一般为具有各种性状的颗粒,其反应过程必须在颗粒水平上进行描述和表达。
它的显著特征是:在描述其反应过程动力学时,必须包含有反应物系从液相主体扩散到颗粒内、外表面的传递速率的影响。
第一节固定化酶概论酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和、环保无污染等特点,但游离状态的酶对热、强酸、强碱、高离子强度、有机溶剂等稳定性较差,易失活,并且反应后混入催化产物等物质,纯化困难,不能重复使用。
为了克服这些问题,20世纪60年代酶固定化技术应运而生。
它是模拟体内酶的作用方式(体内酶多与膜类物质相结合并进行特有的催化反应),通过化学或物理的手段,用载体将酶束缚或限制在一定的区域内,使酶分子在此区域进行特有和活跃的催化作用,并可回收及长时间重复使用的一种交叉学科技术。
固定化酶(immobilized enzyme)这个术语是在1971年酶工程会议上被推荐使用的。
Trevan在1980年给出了固定化酶的定义:酶的固定化就是通过某些方法将酶与载体相结合后使其不溶于含有底物的相中,从而使酶被集中或限制在一定的空间范围内进行酶解反应。
其实,固定化酶并不是新的物质,例如,胞内酶是在细胞内起作用的,类似于用包埋方法制成的固定化酶。
因此,固定化酶研究一定程度上可以认为是为了使酶在更接近其原始状态下进行的反应。
对各种酶的固定化技术进行积极的研究与开发始于20世纪50年代,通过重氮化共价结合法将羧肽酶、淀粉酶、胃蛋白酶等固定在聚氨基苯乙烯树脂上;1963年,利用聚丙烯酰胺包埋法固定了多种酶;1969年,日本的一家制药公司首次将固定化的酰化氨基酸水解酶用来从混合氨基酸中生产L-氨基酸,开辟了固定化酶工业化应用的新纪元。
通常的生物催化剂,如酶或细胞同其它溶质一样,分散在溶剂或溶液中,可以自由移动,称为游离酶或游离细胞。
若通过固定化技术将酶固定于载体表面或其内部,则与液相主体相分离,形成了固定化生物催化剂,即固定化酶。
北师大版高中生物选修1:生物技术实践第二章 酶技术 复习课件
1.在植物中果胶与果胶酶的作用 在植物未成熟的果实中,果胶质含量较多,果肉细胞结合 得很紧密,因而果实较硬。在果实的成熟过程中,果实细胞不断 生成果胶酶。果胶酶能把果胶质分解成小分子有机物,使果肉细 胞相互分离,因而果实由硬变软。 2.果胶酶的组成及特点 果胶酶并不特指某一种酶,而是能分解果胶的多种酶的总 称;果胶酶的化学本质是蛋白质,能被蛋白酶水解。 果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。工业上通常采用 曲霉、青霉等微生物发酵来生产果胶酶。 规律总结:能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母 菌和细菌等,食品工业生产中需要的果胶酶主要来自霉菌的发酵 生产。可生产果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。培 养曲霉可用液体培养法,需添加果胶作为诱导物。
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3.下列关于果胶酶的说法,正确的是( ) A.制备果胶酶时不用调节pH。 B.果胶酶活性不受温度的影响。 C.果胶酶不特指某种酶,而是能分解果胶的一类酶的总称。 D.果胶酶的化学本质是蛋白质和RNA。 答案:C 解析:果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称,其化学本 质是蛋白质,基本组成单位是氨基酸。酶的活性受温度、pH等的 影响,故制备果胶酶时需要调节pH。
第2节 酶活力的测定
1.记住酶活力的概念。 2.阐明检测果胶酶活性的方法。 3.探究温度、pH和酶浓度对果胶酶活性的影响。
一二
思考: 利用果胶酶对果泥进行处理时,可不可以再加入蛋白酶促 进细胞壁分解? 提示:不可以。因为果胶酶是蛋白质,加入蛋白酶后会使 果胶酶分解。
一二
二、果胶酶的制作及其对苹果匀浆的作用 1.实验原理 果胶酶可被盐类抽提并激活。由于酶是有活性的蛋白质, 其活性受到许多因素如温度、pH、激活剂等的影响,所以酶的提 取要在低温、合适的pH下进行。为了提高酶的活性,有时还要加 入酶的激活剂。 果胶溶于水形成黏稠状液体,新鲜苹果汁由于含果胶而混 浊,在果胶酶的作用下,苹果汁中的果胶会被分解而使果汁变得 澄清。 2.实验步骤 (1)制备果胶酶:获取匀浆→过滤→离心→收集上清液。 (2)观察果胶酶对苹果匀浆的作用:制作苹果匀浆,过滤, 收集滤液→分装→混合→观察。
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【解析】:
乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:
筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用______作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是______。从功能上讲,这种培养基属于______。
培养微生物L前,宜采用______方法对接种环进行灭菌。
实验者还进行了海藻酸钠固定化乳糖酶及化学结合法固定化乳糖酶的催化效果的比较研究,发现用______法固定化酶的效果更好,原因可能是______。
工业生产中,使用固定化酶和使用游离酶相比,优点是______。
【答案】:
【解析】:
固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶,研究固定化酶的性质,并对其最佳固定条件进行了探究。下图显示的是部分研究结果(注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率),分析回答下列问题。
【答案】:
【解析】:
下列有关固定化酶和固定化细胞的说法正确的是
A、某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应
B、固定化细胞技术一次只能固定一种酶
C、固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都可在细胞外起作用
D、固定化酶和固定化细胞都能反复使用,但酶的活性迅速下降
【答案】:
【解析】:
同工酶具有以下哪个特性?( )
利用玉米秸杆生产酒精时,水解秸杆所用的纤维素酶可来自微生物.分离产生该酶的微生物时,所需要的培养基为______(按功能分),培养基中的碳源为______.微生物培养时对培养基常用______灭菌.
【答案】:无
【解析】:
根据相关信息,回答下列问题:
筛选产乳糖酶的微生物时,宜用______作为培养基中的唯一碳源。
科研人员用海藻酸钠作为包埋剂来固定乳糖酶,以研究固定化酶的相关性质和最佳固定条件。研究结果如下图所示。酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括______和______等方面,根据图示信息,在______的条件固定化酶催化效果较好。
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可观察到的现象为______,同时会闻到酒味。利用酵母菌发酵产生酒精时要控制的必要条件是______。
利用玉米秸杆生产酒精时,水解秸杆所用的纤维素酶可来自微生物。分离产生该酶的微生物时,所需要的培养基为______(按功能分),培养基中的碳源为______。微生物培养时对培养基常用______灭菌。
2019-2020学年度北师大版高中选修一生物第2章酶技术第4节固定化酶的制备和应用课后辅导练习第八十八篇
下列说法不正确的是( )
A、固定化酶和固定化细胞在应用上的主要区别是后者需要一定的营养
B、固定化酶技术一次只能固定一种酶
C、固定化酶和固定化细胞的共同点之一是酶都是在细胞外起作用
D、固定化酶和固定化细胞都能反复使用
C、固定化酶固定时可能会造成酶的损伤而影响活性
D、固定化细胞可以催化一系列酶促反应
【答案】:
【解析】:
下列实验准备工作中,合理的是( )
A、为了活化干酵母将其用蒸馏水处理
B、为了倒平板需要将琼脂加热使其熔化
C、为观察植物有丝分裂准备紫色洋葱鳞片叶
D、为双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验准备沸水浴
【答案】:
固定小麦酯酶不仅采用海藻酸钠直接包埋,同时用戊二醛作交联剂,这是因为______。
【答案】:无
【解析】:
酵母菌与人们的日常生活密切相关,也是现代生物技术研究常用的生物。
制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可在饱和的______溶液中形成凝胶珠。若形成凝胶珠颜色过浅,则说明______。酵母细胞的固定化技术是包埋法,而制备固定化酶则不宜用此方法,原因是______。
A、具有相同的蛋白质分子结构
B、理化性质相同
C、催化相同的化学反应
D、免疫性能相同
【答案】:
【解析】:
固定化酶和固定化细胞常用的方法不包括( )
A、射线刺激法
B、包埋法
C、化学结合法
D、物理吸附法
【答案】:
【解析】:
加酶洗衣粉既能提高洗涤效果又能缩短洗涤时间而得到普及,洗衣粉中不包括的酶制剂是( )
X处理的作用是使______。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著______白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
【答案】:
【解析】:
亚洲人体内普遍缺乏乳糖酶,造成饮用牛奶后出现肠胀、腹胀、腹泻等不良症状。某牛奶制品生产厂家致力开发新产品,生产低乳糖新品,欲筛选出高产乳糖酶的微生物,制备乳糖酶并固定化,具体步骤如下:
【答案】:
【解析】:
下图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置,下列说法中不正确的是
A、为使固定化酵母可以反复使用,实验要在无菌条件下进行
B、加入反应液后应保持活塞1始终打开,活塞2则必须关闭
C、装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D、加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞失水过多而死亡
测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的______或产物的______来表示。
从对温度变化适应性和应用范围的角度分析,甲图所示结果可以得出的结论是______。
乙图曲线表明浓度为______的海藻酸钠包埋效果最好,当海藻酸钠浓度较低时,酶活力较低原因是______。
固定化酶的活力随使用次数的增多而下降,由丙图可知,固定化酯酶一般可重复使用______次,酶活力明显下降。
【解析】:
小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
步骤①中加入的C是______,步骤②中加缓冲液的目的是______。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是______;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越______。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应______。小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案:
纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量越______.
乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的______确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括______、______、离子吸附法及交联法等。
A、蛋白酶
B、纤维素酶
C、淀粉酶
D、脂肪酶
【答案】:
【解析】:
在以如图所示酶的固定方法模式图中,属于载体结合法的是( )
A、
B、
C、
D、
【答案】:
【解析】:
酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经广泛地应用于各个领域,下列有关叙述错误的是( )
A、90 ℃高温会使Taq酶失去催化活性
B、制备固定化酶的方法主要有包埋法、交联法和吸ห้องสมุดไป่ตู้法
【答案】:无
【解析】:
酵母菌与人们的日常生活密切相关,也是现代生物技术研究常用的生物.
制作固定化酵母细胞时,充分混合均匀的酵母细胞溶液可以饱和的______溶液中形成凝胶珠.若形成凝胶珠颜色过浅,则说明______.酵母细胞的固定化技术是包埋法,而制备固定化酶则不宜用此方法,原因是______.
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可观察到的现象为______,同时会闻到酒味.利用酵母菌发酵产生酒精时要控制的必要条件是______.