高中生物第2部分酶的应用第4课时α_淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测学案浙科版选修1
高中生物浙科版(浙江专版)选修一课件：第二章 实验四 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
解析：果胶酶可将紫甘薯匀浆中的果胶水解成半乳糖醛 酸和半乳糖醛酸甲酯，以提高紫甘薯的利用率；有些微 生物，如黑曲霉、苹果青霉都可用于生产果胶酶；由于 酶在水溶液中不稳定，所以常将酶固定在某种介质上制 成固定化酶。紫甘薯匀浆流经 α淀粉酶柱后，淀粉会被 水解成糊精，糊精经脱色后加入 KII2 溶液后呈红色。 答案：(1)黑曲霉(或苹果青霉) 固定化酶 (2)D (3)B
3．判断下列叙述的正误 (1)固定化 α淀粉酶可永久使用 (×)
(2)用固定化 α淀粉酶进行淀粉水解实验时不需考虑温度及 pH 的影响 (× )
(3)α淀粉酶固定化实验结束后，将固定化柱放在常温下即可 (× )
核心要点| 酶的固定化方法及实验步骤分析
1．酶的固定化方法
名称 包埋法 化学结 合法 吸附法 原理 将酶或微生物细胞均匀地包埋在不溶于 水的多孔性载体中，分为凝胶包埋法和 微囊化法 利用共价键、离子键将酶分子或细胞相 互结合，或将其结合到载体上，分为交 联法、共价结合法、离子结合法 通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在 醋酸纤维素、琼脂糖、多孔玻璃或聚丙 烯酰胺等载体上 图示
“课下综合检测”见“课时跟踪检测(四)” (单击进入电子文档)
糊精
麦芽糖
3．α淀粉酶固定化实验步骤
注射器
淀粉溶液
KII2
4
1．如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶？
提示：可在试管中加入 1 mL 可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流 出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有 淀粉酶。
2．耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？
提示：可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而失活， 所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。
2019-2020学年高中生物 第2部分 酶的应用 第4课时 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的
第4课时α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测[学习目标] 1.尝试用吸附法制作固定化α-淀粉酶。
2.运用固定化α-淀粉酶进行淀粉水解的测定。
3.说明酶固定化的方法及制作原理。
4.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。
一、固定化技术的基础知识1.酶(1)作用：酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点：它有高度的专一性和高效性。
2.固定化酶(1)概念：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
(2)方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法。
教材实验中用的是吸附法。
特别提醒图示解读：酶固定化的方法①是吸附法：是将酶吸附到载体表面。
②是共价偶联法：是将酶通过共价键结合到载体的表面。
③是交联法：通过把酶交互连接、相互结合而将酶固定。
④是包埋法：是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
3.将酶改造成固定化酶的原因：酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。
4.固定化酶作用的机理：将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。
归纳总结直接使用酶和固定化酶的比较项目直接使用酶固定化酶酶的种数一种或几种一种常用载体—石英砂、高岭土、皂土、硅胶、凝胶制作方法—化学结合法固定化、物理吸附法固定化催化反应单一或多种单一反应底物各种物质(大分子、小分子) 各种物质(大分子、小分子)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 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 例1 (2019·嘉兴一中月考)下列不属于固定化酶在使用时的特点的是( )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 固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上，很容易与产物分离，同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点；通常固定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。
高中生物第二部分酶的应用实验6α_淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测自我小测浙科版选修精编版
高中生物第二部分酶的应用实验6α_淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测自我小测浙科版选修精编版第二部分酶的应用实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1淀粉在有关酶的作用下依次生成的物质是…()①糊精②葡萄糖③果胶④麦芽糖⑤蔗糖A．①②③④⑤ B．⑤④①②③C．①③⑤② D．①④②2本实验中α-淀粉酶的固定是将其水溶性的酶用物理或化学的方法固定在下列的哪一物质上( )A．有机硅胶 B．活性炭C．石英砂 D．明胶3下列叙述中不属于本实验所使用的α-淀粉酶特性的是( )A．是大肠杆菌的α-淀粉酶B．其作用的最适pH是5.5～7.5C．其作用的最适温度是50～75 ℃D．其化学本质是蛋白质4将固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物发生的变化是( ) A．底物被稀释了B．底物被浓缩了C．底物的结构变得更加稳定了D．底物被酶水解成产物了5本实验保存在冰箱中取出后再重复实验，将得到下列的哪一结果( )A．由于时间太久，酶已经失去了活性，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液不显色B．由于时间太久，酶已经失去了活性，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显蓝色C．固定化酶是能够较长时间保持活性的，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显红色D．固定化酶是能够较长时间保持活性的，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显无色6(2009江苏高考，3)下列关于固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是( )A．固定化细胞技术在多步连续催化反应方面优势明显B．固定化酶的应用中，要控制好pH、温度和溶解氧C．利用固定化酶降解水体中有机磷农药，需提供适宜的营养条件D．利用固定化酵母细胞进行发酵，糖类的作用只是作为反应底物7在淀粉水解成葡萄糖的过程中，依次起作用的酶是( )①糖化淀粉酶②β-淀粉酶③α-淀粉酶A．①②③ B．③②①C ．①③② D．③①②8下列关于对固定化酶中用到的反应柱的理解，正确的是( )A ．反应物和酶均可自由通过反应柱B ．反应物和酶均不能通过反应柱C ．反应物能通过，酶不能通过D ．反应物不能通过，酶能通过9关于固定化酶技术说法正确的是( )A ．固定化酶技术就是固定反应物，将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 ．固定化酶是将酶固定在一定空间的技术10多孔玻璃可使木瓜蛋白酶固定，这一固定化酶的方法属于下列的( )A ．共价偶联法B ．吸附法C ．交联法D ．包埋法11参照教材实验，请简述用多孔玻璃固定木瓜蛋白酶的方法。
上课用《实验六-α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测》(浙科版选修1)1
——固定化酶技术
一、酶与固定化酶
• 酶 活细胞产生的具有生物催化作用的 生物大分子。
• 固定化酶 (固相酶)
将水溶性的酶用物理或化学 的方法固定在某种介质上， 使之成为不溶于水而又有酶 活性的制剂。
固定化酶的优缺点
1、固定化酶（技术）的优点： （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物 分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。 2、固定化酶（技术）的缺点：
用水稀释淀粉滤液1倍后再观察颜色。
实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱，放置 在4℃冰箱中，几天后再重复上述实验，看是否有 相同的结果。
样品 水
① 对照 + ②样品1 ③样品2 ④样品3 -
淀粉溶 淀粉滤
液
液
-
-
+
-
-
+
-
+
KI-I2 稀释1 结果 溶液 倍
+
- 碘色
+
- 蓝色
+
- 红色
+
+ 浅红
不能催化一系列反应
二、酶的固定化
• 方法： 吸附法 包埋法 共价偶联法 交联法
•目的： 水溶性酶 物理、化学方法 不溶于水且有酶活性 • 机理：
将固定化酶装柱，当底物经过该柱时， 在酶的作用下转变为产物。
(一)、吸附法
吸附法是将酶与吸附剂接触，再经洗涤 除去未吸附的酶便能制得固定化酶。是最简 单的固定化技术，在经济上也最具有吸引力。
b.显色。在流出5mL后接取0.5mL过滤液， 然后向试管中加入1-2滴KI-I2 溶液。切记， KI-I2 溶液不要加入太多，以免碘液颜色覆盖 糊精淀粉反应后的颜色。
2013浙科版选修1第二部分《实验六 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测》word学案1
实验6：α—淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 导学一、酶和固定化酶1．酶：酶是生物体内催化各种反应的催化剂。
酶作为催化剂与一般的催化剂有共同特点：①用量少而催化效率高；②不改变化学反应的平衡点，酶本身在反应反应前后也不发生变化；③可降低反应的活化能。
酶作为生物催化剂的特性有：①催化效率高；②有高度的专一性；③易失活等。
通常情况下酶都是在水溶液中催化底物反应，因此酶在反应系统中是与底物、产物混在一起的，反应结束后，即使仍有较高活力，也很难再回收利用。
另外，在水溶液中起作用的酶也给产物进一步分离纯化带来了一定困难。
2．固定化酶：固定化酶又称固相酶、水不溶性酶，它是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
固定化酶与游离酶相比不但稳定性好，而且与底物和产物容易分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产。
因此，固定化酶在工业、医学和生化分析等方面的应用发展较快。
直接使用酶和固定化酶催化的优缺点比较二、固定化酶的制作原理酶固定化方法由酶的性质和载体特性所决定，主要包括：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
1．吸附法：有物理吸附法和离子交换法两种。
物理吸附法是将酶蛋白的分子吸附在惰性载体上，但要选择不引起变性且能保持一定酶活力的载体，对蛋白质有高度吸附能力的有机硅胶、活性碳和石英砂等。
离子交换法是利用蛋白质的两性性质，使其带有电荷的基团与离子交换剂形成离子键，而被交换结合至交换剂上。
2．共价偶联法（载体偶联法）：酶蛋白的一些基团，包括羧基末端、氨基末端等，在温和的条件下能与载体共价结合，从而被固定。
但结合的部位必须不是酶的活性中心，也不是维持其空间结构的必需基团。
这种结合稳定性好，酶不易脱落，可使用较长时间。
3．交联法：是指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法，交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。
4．包埋法：是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。
高二生物课件第二部分实验六《α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测》课件4(浙科版选修1)
直接使用酶和固定化酶的优缺点
类型 优点 不足
直接 使用 酶
固定 化酶
催化效率高，低耗 对环境条件非常敏感，容易 能、低污染等 失活；溶液中的酶很难回收， 不能被再次利用，提高了生 产成本；反应后酶会混在产 物中，可能影响产品质量 酶既能与反应物接 一种酶只能催化一种化学反 触，又能与产物分 应，而在生产实践中，很多 离，同时，固定在 产物的形成都通过一系列的 载体上的酶还可以 酶促反应才能得到的 被反复利用
1、α淀粉酶的固定化。5mg α淀粉酶溶于4ml 蒸馏水，加入5mg石英砂，搅拌30min 2、将石英砂装入含气门心并用夹子封住的注 射器中。用40ml蒸馏水用流速1ml/min来洗 涤除去未吸附的游离淀粉酶 3、使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱，在流 出5ml后接收0.5ml流出液。加入1-2滴KI-I2 溶液，观察颜色变化。 实验预期结果： 水解产物糊精遇碘呈红色
三、 酶的固定化方法 1、物理吸附法：将酶吸附到固体吸附剂表面的 方法，固体吸附剂多为活性碳、 多孔玻璃等 2、包埋法： 将酶包裹在多孔的载体中，包埋成格子型或 包埋成微胶囊型 3、化学结合法： 将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、 琼脂糖，离子交换树脂等载体上的固定方式
酶的固定化 定义：采用一定的技术直接从动植物或微生 物的组织、细胞中将酶提取出来 缺点：要有充足的原材料，广泛应用受到限制 ②化学合成法 缺点： 成本高、已知分子结构的酶 ③发酵法——常用方法 定义：通过微生物发酵获得所需要的酶。
优点： 易培养、繁殖速度快、便于大规模生产。
二 、酶的特点 ①天然酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶 剂等条件非常敏感，容易失活 ②溶液中酶很难回收，不能再次利用，提高 了生产成本 ③反应后，酶会混在产物中，影响产品质量， 难以在工业生产中广泛应用 针对酶的特点，如何在生产实践中加以应用？ 固定化酶：将水溶性的酶用物理或化学的方法固 定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活 性的制剂。
实验6-α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
固定化原生质体
注意：一般要添加渗透压稳定剂，以防止原生质体破裂。 ①由于去除了细胞壁的扩散障碍，有利于氧气和营养物 质的传递和吸收和胞内产物的分泌。 ②原生质体不稳定，容易破裂，固定化后，由于载体的 保护作用，稳定性提高，可反复使用和连续使用较长的 时间，利于连续化生产。 ③易于和发酵产物分开，有利于产物的分离纯化，提高 产品质量。
①溶解淀粉：50 mg 可溶性淀粉溶于100 mL热水 中，搅拌均匀。 ②过柱：使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速过柱， 在流出5mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液。 ③检测：加入1-2滴KI-I2溶液，观察颜色变化。 用水稀释1倍后再观察颜色。
固 定 化 酶 柱
淀粉完全水解？
每分钟6滴
控制流速：让淀粉和淀粉酶充分接触反应。
关的问题：
（1）通常从腐烂的水果上分离产果胶酶的微生物，其
原因除水果中果胶含量较高外，还因为
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）为了获得高产果胶酶微生物的单菌落，通常对分
离或诱变后的微生物悬液进行
。
腐烂的水果中含产果胶酶的微生物较多 涂布分离或划线分离
（3）在某种果汁生产中，用果胶酶处理显著增加了产量
，其主要原因是果胶酶水解果胶使
什么是固定化酶
固定化酶：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某 种非水溶性介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的 制剂。
游离酶
酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。
固定化酶的优点
①能提高酶的稳定性。 ②可以反复多次使用，大大降低生产成本。 ③反应后易于与产物分离，利于提高产品质量。 ④反应条件易于控制，生产可实现连续化和自 动化。
。果汁
生产中的残渣果皮等用于果胶生产，通常将其提取液浓
浙科版高中生物选修一 第二部分 实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测(共18张PPT)
难以一次性固定化多种酶
物理 吸附法
通过物理吸附Leabharlann 用，把酶固定在纤 维素、琼脂糖、多孔玻璃或离子交
换树脂等载体上
考点二
要点突破
命题设计
技法提炼
返回
实验1.a-淀粉酶的固定化： 方法： 吸附法 载体： 石英砂
淀粉溶液
固定化酶柱
实验二、固定化α淀粉酶对淀粉水解作用的检测
实验原理：一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后 ，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示剂溶液测试， 流出物呈红色表明水解产物糊精生成
酶。
(3)作用：将果胶分解成可溶性的分子，使出汁率提高，也使
浑浊的果汁变得澄清。
考点一
要点突破
命题设计
返回
1.制备固定化a-淀粉酶 2.用固定化a-淀粉酶进行淀粉水解的测定 3.进行固定化a-淀粉酶重复利用效果实验
固定化酶：就是将水溶性的酶用物理或化学的方 法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有 酶活性的制剂。
优点： （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。
吸附法、 交联法、 包埋法、 共价偶连法
α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
2.酶的固定化方法及适用对象
名称
原理
图示
将微生物细胞均匀地包埋在不溶于 包埋法
水的多孔性载体中
化学 利用共价键、离子键将酶分子或细 结合法 胞相互结合，或将其结合到载体上
1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?
◦ 可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液 ，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没 有淀粉酶了。
2.耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?
α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测
α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的教案教学目标：教学内容分析：试验的基本原理：淀粉遇碘变蓝，糊精遇碘变红； α淀粉酶可以将淀粉水解成糊精；石英砂可以作为物理吸附剂固定化α淀粉酶。
实验的基本步骤：1、配置可溶性淀粉溶液。
取35mg 可溶性淀粉溶于50ml 沸水。
（可溶性淀粉先用冷水调成糊状，再加入沸水中。
这样溶解才会形成澄清的溶液）将配置好的淀粉溶液放置在60℃（酶的最适温度50℃~75℃，使后期淀粉酶经过时能达到酶的最高催化活性）的水浴锅（水浴锅中添加去离子水）中备用。
2、α-淀粉酶的固定化。
在50ml 烧杯中将5mg α-淀粉酶溶于4ml 蒸馏水中。
（注意：由于酶不纯，可能有些不溶物。
）再加入5g 石英砂，不时搅拌（搅拌切忌太用力），固定15min 。
（使酶能吸附到石英砂表面）3、检验未吸附的游离淀粉酶。
小心倒掉上清液后（未吸附的游离淀粉酶应该在上清液中），用10~15ml 的蒸馏水小心清洗石英砂2~3次，每次取其上清液0.5ml 于试管中，同时滴加淀粉溶液充分混匀。
再加入1滴KI-I2溶液，若溶液变为蓝色，说明上清液中已无游离α-淀粉酶，如果溶液为红色，继续用蒸馏水清洗，直至淀粉溶液变为蓝色为止。
（检验未吸附的游离淀粉酶实验内容动作技能认知领域 情感领悟观察思考 实验报告 固定化α淀粉酶①学会固定化酶的基本步骤②检验水洗液中是否还有为固定的酶观察淀粉遇碘反应的变化，和淀粉经酶反应后遇碘的变化①固定过程中，搅拌石英砂应注意什么 ②如何检验倒掉的上清液是否还有酶。
按照试验要求填写通过实验培养学生的思考能力，以及养成做事认真，细心的习惯 淀粉水解作用检测①掌握如何装柱②控制层析柱中的液体流速③检验反应后的流出液①层析柱液体的流速 ②糊精的显色反应为什么要控制流速为6滴每分钟是否洗涤干净，每次蒸馏水洗涤都可以使未吸附的游离淀粉酶溶于上清液，而游离淀粉酶可以与加入的淀粉溶液反应，产生的糊精遇碘变红。
高中生物 第2部分 酶的应用 实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测学案 浙科版选修1(20
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实验6 α—淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测课标解读重点难点1。
制备固定化α—淀粉酶。
2.进行淀粉水解的测定。
3.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。
1.固定化酶的方法和优点.2.固定化酶装柱后的使用。
一、酶与固定化酶1．酶活细胞产生的具有催化作用的一类有机物,它是生物体内各种化学反应的催化剂。
2．固定化酶将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上,使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
3．将酶改造成固定化酶的原因由于酶在水溶液中很不稳定,且不利于工业化使用，所以要将酶改造成固定化酶。
4．酶固定化的方法吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
本实验用的是吸附法。
5．固定化酶作用的机理将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。
在酶固定化的各种方法中，哪一种方法对酶的作用影响较小？【提示】吸附法二、α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验1．实验目的(1）制备固定化α—淀粉酶。
(2)进行淀粉水解作用的检测。
2．实验原理将α—淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后,可使淀粉水解成糊精。
(浙江专版)2017_2018学年高中生物第二章实验四α_淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测教学案浙科版
实验四 α淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1．固定化酶(1)概念：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
(2)方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
2．枯草杆菌的α淀粉酶的固定化(1)枯草杆菌的α淀粉酶作用的条件：最适pH 为5.5～7.5；最适温度为50～75_℃。
(2)方法：吸附法，介质是石英砂。
(3)淀粉水解作用的检测原理： 淀粉――→α――→――→糖化葡萄糖 遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色3．α淀粉酶固定化实验步骤↓↓ 流出5 mL 淀粉溶液后接收0.5 mL ↓滴加KII 2溶液，观察颜色，稀释1倍后再观察颜色↓1.固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
2.酶固定化的方法有吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等。
3．固定化酶的优点：(1)既能使酶与反应物接触，又能使酶与产物分离；(2)固定在载体上的酶可以被反复利用。
4.淀粉遇碘显蓝色，糊精遇碘显红色，麦芽糖遇碘不显色。
1．如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶？提示：可在试管中加入1 mL可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。
如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶。
2．耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？提示：可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。
3．判断下列叙述的正误(1)固定化α淀粉酶可永久使用(×)(2)用固定化α淀粉酶进行淀粉水解实验时不需考虑温度及pH的影响(×)(3)α淀粉酶固定化实验结束后，将固定化柱放在常温下即可(×)核心要点| 酶的固定化方法及实验步骤分析1．酶的固定化方法2．直接使用酶和固定化酶比较[题组冲关]1．下列关于固定化酶的叙述，错误的是( )A ．既能与反应物接触，又能与产物分离B ．可催化一系列反应C ．固定在载体上的酶可被反复利用D ．酶的活性和稳定性受到限制解析：选B 固化酶能催化一种或一类化学反应，不能催化一系列的化学反应。
浙科版高中生物选修1 第二部分 实验6α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测_教案设计1
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测【教学目标】（一）知识目标1．学生通过实验等教学活动，掌握酶的固定化技术、以及通过对实验结果的分析检测，能得出酶是否被固定，固定后的酶对底物是否产生了作用；2．学生通过实验探究，设置对照，对此项生物学的研究方法有了更深的认识；（二）能力目标1．学生通过实验过程的体验，提高实验设计能力，学会描述实验研究的基本过程；2．学生通过实验的探究和操作过程来提高实验动手操作能力；3．学生通过对本节课研究的原理在生物学里领域以及生活领域的实例分析，提高了学生的只是知识应用与分析能力。
（三）情感目标1．学生通过实验探究活动中的分工协作，形成合作的团队意识；2．引导学生思考实验部分内容，提高学生的思维能力，引导学生确认固定后的α-淀粉酶能是淀粉变为糊精；3．通过实验培养学生的思考能力，以及学生能够养成做事认真、细心的习惯。
【教学重点】1．掌握α淀粉酶的固定化技术；2．利用固定后的α淀粉酶进行淀粉的水解实验，并验证固定化酶是否有效。
【教学难点】1．淀粉酶固定化的过程中，学生需要掌握和理解这种固定化方式。
2．学生需要理解实验中相关步骤的中注意事项，由于实验教学课课时较少，本次实验操作过程比较繁杂，因此要掌握好讲授实验和实验期间辅导的内容。
【教学流程】1．题目和已有知识引入，牵入本次实验的主要思路；2．教学环节1：介绍α-淀粉酶的固定方法，以及注意事项；3．教学环节2：介绍为何使用层析柱，以及部分操作注意事项，期间提出问题引发学生思考；4．教学环节3：检测酶对淀粉的水解作用，依据实验原理，让学生自主探究如何检验淀粉是否水解；5．教学环节5：学生开始实验；6．总结。
【教学过程】教学程序教师行为学生活动设计意图引入（5min）进入课题“α-淀粉酶的固定化与淀粉水解作用的检测”。
已了解的：酶、淀粉、水解作用未接触过的：固定化通过现实中对固定的理解引到实验中的“固定化”；阅读课本上的原理和资料，学生理解：固定化酶、固定化酶的方法、吸附法、吸附剂（期间请同学起来分享自己了解到的相关信息、在对固定化酶的理解上借助磁铁和大头针的关系辅助理解）引出石英砂，简要解释石英砂的优势；游离酶与固定化酶的比较（为何用固定化酶）：此处通过讨论游离酶的不足引出固定化酶的优势。
a-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用实验教案--
实验三 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测一、实验目的1.制备固定化的淀粉酶。
2.进行淀粉水解的测定。
二、实验原理用吸附法将a-淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精，用淀粉指示剂溶液测试，流出物呈红色表明水解产物糊精生成。
这里使用的是枯草杆菌的a-淀粉酶，其作用的最适pH 范围为 5.5-7.5，最是温度为50-75℃。
1、酶的固定化酶：生物体内活细胞产生的具有催化作用的有机物。
固定化酶：将水溶性酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
一般酶的固定化方法：吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法。
吸附法：P32利用各种吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面上而使酶固定的方法。
通常有物理吸附法和离子吸附法。
常用吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。
采用吸附法固定酶，其操作简便、条件温和，不会引起酶变性或失活，且载体廉价易得，可反复使用。
2.石英砂的吸附作用石英砂吸附酶的物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力。
由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。
被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。
3.淀粉酶催化反应 淀粉酶：淀粉酶是指一类能催化分解淀粉(包括糖原、糊精等)的糖苷键的酶之总称。
淀粉酶包括α—淀粉酶、β—淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、脱支酶、麦芽寡糖生成酶等水解酶类和葡萄糖苷转移酶、环状糊精葡萄糖苷转移酶等。
α—淀粉酶是一种内切酶，它随机地从分子内部切开α—1．4糖苷键(水解中间的α—1．4键比分子末端的α—1．4键概率大)，遇到分支点的α—1．6键不能切，但能跨越分支点而切开内部的α—1．4糖苷键，由于产物的还原性末端葡萄糖残基上的C1碳原子呈直接使用酶缺点固定化酶优点 通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地储存和使用；（更能耐受温度、PH 的变化） 溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本固定化酶可以被反复使用，更经济，更利于生产 反应后会混在产物中，可能影响产品质量(难分离） 酶既能与反应物接触，又能与产物分离纯化α—构型(光学)，故称这种酶为α—淀粉酶。
浙科版高中高二生物选修1《生物技术实践》模块第二部分 酶的应用 实验6“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测温州市第八高级中学张伟健一、使用教材浙科版高中高二生物选修1《生物技术实践》模块第二部分酶的应用实验6“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”。
二、实验器材1.用具：5mL注射器、试管、试管架、100mL烧杯、50mL烧杯、玻璃棒、胶头滴管、恒温水浴锅、培养皿、药匙2.试剂：1%α-淀粉酶溶液、2%海藻酸钠溶液、0.2%羧甲基纤维素钠溶液、2%氯化钙溶液、0.6%淀粉溶液、KI-I2溶液三、实验创新要点教材中实验从酶的固定化至淀粉水解作用检测共需约128分钟，由于时间过长而无法让学生在一节课内进行操作。
本实验采用包埋法固定化α-淀粉酶，利用海藻酸钠滴入钙离子溶液中可形成凝胶微球体这一性质将α-淀粉酶固定化。
将固定有α-淀粉酶的微球体装至注射器中，将淀粉溶液加入注射器与酶进行反应后，可将注射器内溶液注射到试管中进行检测，而固定有酶的微球体仍留在注射器内可多次重复利用。
本实验整体操作时间约为35分钟，可让学生在一节课内完成。
四、实验原理1.α-淀粉酶的固定化：将α-淀粉酶溶液与海藻酸钠溶液、羧甲基纤维素钠溶液混合后，滴入氯化钙溶液中可形成光滑的凝胶微球体将α-淀粉酶包埋在球体中。
2.淀粉水解作用的检测：淀粉（遇碘显蓝色）糊精（遇碘显红色）在装有固定化α-淀粉酶的注射器中加入淀粉溶液反应一段时间后，将溶液注射至试管中滴加KI-I2溶液检测水解情况。
五、实验教学目标（一）生命观念1.认同酶是由活细胞产生的。
2.说出绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，理解酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响。
（二）科学思维1.通过实验操作及分析实验结果结果，能够说出固定化酶的概念。
2.对实验操作各步骤进行分析，能够说出操作要点及原理。
（三）科学探究通过实验操作，掌握固定化酶的技术手段，能够描述实验研究的基本过程。
（四）社会责任关注固定化酶技术的发展，形成可持续发展的思想。
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第4课时α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测[学习目标] 1.尝试用吸附法制作固定化α-淀粉酶。
2.运用固定化α-淀粉酶进行淀粉水解的测定。
3.说明酶固定化的方法及制作原理。
4.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。
一、固定化技术的基础知识1.酶(1)作用：酶是生物体内各种化学反应的催化剂。
(2)特点：它有高度的专一性和高效性。
2.固定化酶(1)概念：将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
(2)方法：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法。
教材实验中用的是吸附法。
特别提醒图示解读：酶固定化的方法①是吸附法：是将酶吸附到载体表面。
②是共价偶联法：是将酶通过共价键结合到载体的表面。
③是交联法：通过把酶交互连接、相互结合而将酶固定。
④是包埋法：是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。
3.将酶改造成固定化酶的原因：酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。
4.固定化酶作用的机理：将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。
归纳总结直接使用酶和固定化酶的比较例1 (2019·嘉兴一中月考)下列不属于固定化酶在使用时的特点的是( )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 固定化酶由于酶被固定在不溶性的载体上，很容易与产物分离，同时酶也能反复使用，这是固定化酶的主要优点；通常固定化酶的种类单一，所以不能催化一系列酶促反应。
例2 下列与固定化酶相关的叙述中正确的是( )A.固定化酶是将水不溶性酶固定于某种介质上，使之成为易溶于水，而又具酶活性的制剂B.将固定化酶装柱，当酶流过该柱时，可催化柱内底物转变为产物C.酶固定的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等D.固定化酶的缺点是酶在水溶液中很不稳定，且易与产物混在一起不易分离答案 C解析 固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂；与普通酶相比，固定化酶易与产物分离，且固定化酶反应柱中酶已被固定，不能从柱内流出；酶的固定化方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
二、α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测实验 1.枯草杆菌的α-淀粉酶的固定化(1)枯草杆菌的α-淀粉酶作用的条件：最适pH 为5.5～7.5；最适温度为50～75_℃。
(2)固定化方法——用吸附法将α-淀粉酶固定在石英砂上。
在烧杯中将5mg α-淀粉酶溶于4mL 蒸馏水中，再加入5g 石英砂，不时搅拌，30min 后，装入1支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中(石英砂体积约4mL)。
用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器以除去未吸附的游离淀粉酶。
(3)淀粉水解作用的检测原理淀粉――――→α-――――β-――→糖化葡萄糖遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色2.α-淀粉酶固定化实验步骤↓↓流出5mL淀粉溶液后接收0.5mL流出液↓↓3.实验结果归纳总结1.图示解读：α-淀粉酶的固定化反应柱示意图(如图所示)(1)α-淀粉酶的固定化的介质是石英砂，方法是吸附法。
(2)过程和原理：将α-淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精。
(3)用淀粉指示剂测试，若流出物呈红色，表明有糊精生成。
2.两次洗涤的作用(1)α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测实验过程中，涉及两次对固定化酶柱的洗涤，第一次是α-淀粉酶的固定化时，目的是洗去未吸附的游离的α-淀粉酶。
(2)第二次洗涤是在实验结束时，目的是清除未反应的淀粉和产物以便于下次固定化酶柱的继续使用。
两次洗涤都使用10倍柱体积的蒸馏水对固定化酶柱进行洗涤。
例3 (2018·嘉兴高二检测)下列有关淀粉水解作用检测的叙述，错误的是( )A.实验后，反应柱可常温保存B.正常情况下，向流出液中滴加KI－I2溶液呈红色C.实验后，用蒸馏水洗涤反应柱，可洗去未反应的淀粉和产物糊精D.实验中，向反应柱中滴加淀粉溶液宜慢，使淀粉溶液以0.3mL/min的流速过柱答案 A解析实验后反应柱应低温(4℃)保存，以延长酶的寿命。
例4 如图为固定化酶反应柱的示意图，请回答下列问题：(1)将α-淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这样α-淀粉酶就可以固定在石英砂上。
这种固定化的方法称为________________。
30min后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是______________。
洗涤时，蒸馏水流速______________(填“能”或“不能”)过快。
(2)实验时，将此反应柱固定在支架上，用滴管滴加可溶性淀粉溶液，并以0.3mL/min的流速过柱，控制流速的目的是__________________________________。
在流出5mL后接收0.5mL 流出液，加入1～2滴___________________________________________________________，观察颜色。
为了使观察到的颜色变化明显，可________后再观察。
如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为________。
(3)实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是_______________________。
洗涤后，放置在4℃冰箱中保存。
几天后，可重复使用。
(4)一段时间后，某同学从冰箱中取出此反应柱，重复上述实验，却没有得到相同的结果，试分析可能的原因：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案(1)吸附法除去未吸附的游离的酶不能(2)保证酶与底物充分反应KI－I2溶液稀释1倍糊精(3)除去反应物及产物(4)酶已经失活或再次操作时相应的反应条件(如温度)不合适等解析(1)酶的固定化方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等，本题中为吸附法。
构成固定化酶反应柱后，用蒸馏水洗涤是为了除去未吸附的一些游离的酶，在洗涤时蒸馏水流速不能过快，流速为1mL/min。
(2)以相对较慢的速度使淀粉溶液流过反应柱，可以让吸附着的酶与底物充分反应。
根据KI－I2溶液与淀粉反应呈蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定反应情况。
(3)实验完成后还需要对反应柱进行洗涤，以除去参与反应的反应物及生成的产物，以便重复使用。
(4)一段时间后重复使用得不到相同的结果，排除反应物本身的问题，肯定是酶出了问题，可能这些酶已经失活或再次操作时相应的反应条件(如温度)不合适等。
1.判断正误：(1)固定化酶可反复永久使用( )(2)固定化酶技术所用的固定载体一般为液相的( )(3)反应物对固定化酶的活性没有影响( )(4)固定化酶既能与反应物接触，又能与产物分离，提高了产物品质( )(5)不管是固定化酶柱还是固定化悬浮体，回收后，在一定条件下贮存，还可以利用( )(6)固定化酶可反复多次利用，节约了经济成本( )(7)向亲和层析洗脱液中加KI－I2溶液呈红色( )(8)实验使用的α-淀粉酶的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75℃()(9)糊精遇碘显蓝色，淀粉遇碘显红色( )答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√(7)√(8)√(9)×2.(2018·浙江吴越联盟联考)在合适条件下，将果胶酶与海藻酸钠混合后，滴加到一定浓度的钙离子溶液中，使液滴形成凝胶固体小球。
该过程是对酶进行( )A.吸附B.包埋C.装柱D.洗涤答案 B解析分析题意可知，果胶酶在一定浓度的钙离子溶液中形成凝胶固体小球，说明凝胶固体小球对果胶酶进行了包埋，B项符合题意。
3.下列关于固定化酶和一般酶制剂应用效果的说法，错误的是( )A.固定化酶生物活性强，可永久使用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，降低生产成本，提高产量和质量答案 A解析固定化酶是将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与底物接触，又能与产物分离。
同时，固定在载体上的酶还可以反复利用，降低成本，产物中也不含酶，提高了产品的纯度；固定化酶虽可以多次利用，但不可永久使用。
4.淀粉在各种酶的作用下会依次水解，不同阶段的水解产物遇到指示剂会出现不同的显色反应，下列选项中属于α-淀粉酶的固定化实验中的反应产物和显色现象的是( )A.淀粉遇碘显蓝色B.糊精遇KI－I2溶液显红色C.麦芽糖遇碘不显色D.葡萄糖遇本尼迪特试剂显红黄色答案 B解析该过程所依据的原理是淀粉流经α-淀粉酶固定化酶柱时，淀粉被酶水解成了糊精，而糊精遇到KI－I2溶液显红色。
所以A、C、D选项中的反应产物都是错误的，不是淀粉、麦芽糖、葡萄糖，而是糊精。
只有选项B正确。
5.在20世纪50年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了70年代又发明了固定化酶技术。
请回答下列相关问题：(1)固定化酶技术将酶固定在________________上，使酶既能与__________接触，又能与__________分离，同时固定在载体上的酶还能__________。
常用的固定方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
(2)“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验中：①α-淀粉酶固定在____________上，使用了上图中的方法__________(填号码及名称)。
②实验中，用滴管滴加淀粉溶液时，使淀粉溶液以________的流速过固定化酶柱，目的是________________________________________________________________________。
③灌注了固定化酶的注射器在使用完后要__________________洗涤固定化柱，并放置在______________中保存。
答案(1)不溶于水的载体反应物产物反复利用(2)①石英砂乙、吸附法②0.3mL/min使淀粉充分与酶接触③用10倍柱体积的蒸馏水4℃冰箱解析(1)固定化酶技术将酶固定在不溶于水的载体上，使酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时固定在载体上的酶还能反复利用。
(2)①α-淀粉酶固定在石英砂上，使用了图乙——吸附法；②用滴管滴加淀粉溶液时，使淀粉溶液以0.3mL/min的流速通过固定化酶柱，目的是使淀粉充分与酶接触；③灌注了固定化酶的注射器在使用完后要用10倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化柱，并放置在4℃冰箱中保存。