高中生物 实验6α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测辅导教案 浙科版

辅导教案

导学诱思

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________的酶用________或________方法________，使之成为________而又有________。

3．将酶改造成固定化酶的原因是：

由于酶________，且不利于________，所以要将酶改造成固定化酶。

4．酶固定化的方法有：

________法、________法、________法和________法等。本实验用的是________法。5．固定化酶作用的机理：

将固定化酶________，当________时，在________的作用下________。

答案：2.水溶性物理化学固定在某种介质上不溶于水酶活性的制剂

3．在水溶液中很不稳定工业化使用

4．吸附共价偶联交联包埋吸附

5．装柱底物经过该柱酶转变为产物

二、淀粉水解的过程及其在淀粉指示剂下的颜色反应：

答案：糊精蓝红不显

三、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________。

(2)进行________的测试。

2．实验原理：

将________酶固定在________上，一定浓度的淀粉溶液经过________后，可使淀粉水解成________。用________测试，若流出物呈________色，表明有________生成。

3．本实验使用的酶及特性：

本实验使用的酶是________酶，其作用的最适宜pH为________，最适宜温度为________。

4．实验设备及用品：

5 mL塑料注射器、50 mL烧杯、滴管、自行车用气门芯及夹子、注射器架、试管或微量离心管3支。

5．实验材料及其制备：

(1)材料：固定化的α­淀粉酶、可溶性淀粉酶、5 mol/L KI—I2溶液。

(2)部分材料的制备：

▲α­淀粉酶的固定化：

▲可溶性淀粉溶液：称取0.127 g________和0.83 g________。加蒸馏水100 mL，完全溶解后装入滴瓶中。

6．实验步骤：

(1)淀粉溶液流经固定化酶柱

将灌注了________的注射器放在注射器架上，用滴管加________溶液，使该溶液以

________mL/min的流速过柱。

(2)接取流出物

待从固定化酶柱中流出________mL的溶液后，接收________mL流出液。

(3)流出物鉴定

在流出物中加入________溶液，观察颜色。用水稀释________倍后再观察颜色。

(4)洗涤、保存固定化酶柱。

实验后，用________倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱。放置在________℃冰箱中保存。

(5)几天后取出冰箱中该固定化酶柱，重复实验，观察结果。

7．实验结果的比较：

答案：1.(1)固定化α淀粉酶(2)淀粉水解

2．α淀粉石英砂固定化酶柱糊精淀粉指示剂

红糊精

3．枯草杆菌的α淀粉 5.5～7.5 50～75 ℃

5．实验材料及其制备：

(2)α淀粉酶酶不纯石英砂气门芯夹子10

洗涤未吸附的游离淀粉酶50 热水碘碘化钾

6．(1)固定化酶淀粉0.3 (2) 5 0.5 (3)KII2

1 (4)10 4

7．蓝红红

核心解读HEXINJIEDU

1.酶与固定化酶一样吗？相对酶而言，固定化酶有什么优点呢？

不完全相同，固定化酶是酶的衍生物。酶是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，而固定化酶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。

固定化酶的优点：

①使酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管道化、连续化和自动化。

②酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化。

③固定化酶可反复使用，更经济，更利于工厂化生产。

④固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地贮存和使用。

固相酶是在20世纪60年代发展起来的一项技术，很快就得到了广泛的应用。

2．如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶？

可在试管中加入1 mL可溶性淀粉溶液，再加入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加1～2滴KI—I2指示剂，如仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。用固定在石英砂上的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液，使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。

3．固定化酶有哪些用途呢？

(1)固相酶在工业上的应用

①氨基酸酰化酶固相酶可使D型和L型氨基酸拆分，用于生产L型氨基酸。

②柚苷酶固相酶用于果汁脱苦。

③蛋白酶固相酶用于制造蛋白水解液。

④木瓜蛋白酶固相酶用于啤酒澄清。

⑤葡萄糖异构酶固相酶用于制造果糖，果糖是最甜的糖，制备的糖溶液可大大提高糖液的甜度。

(2)固相酶在化学分析和临床诊断上的应用

用尿酶固相酶可测定血液或尿中的尿素含量。

(3)固相酶在医药上的应用

①苯丙酮尿症患者是由于体内缺少苯丙氨酸羟化酶，不能使苯丙氨酸转变成氨基酸，使苯丙氨酸变成苯丙酮酸和苯乳酸而随尿排出。这种病人智力发育迟缓，又称精神幼稚病。如将苯丙氨酸羟化酶及其辅酶制成不溶酶，注射到患者体内，可有效治疗苯丙酮尿病。

②亚洲有15%的人体内缺少乳糖酶，不能水解牛乳中的乳糖，乳糖进入肠道后异常发酵，引起腹泻腹痛。这种现象大约在饮用后十几小时发生。有的人进入老年后缺少乳糖酶，也会发生上述现象。因此，可以用乳糖酶固相酶在体外或体内水解乳糖。

4．耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？

在实际生产中，总希望反应的时间愈短愈好，这就要提高反应温度。通常生产上淀粉酶是一次性使用的，加温虽在短时间内会使酶变性失活，但没有关系，只要使淀粉在短时间内水解即可。寻找耐高温的淀粉酶的目的是在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而在短时间内变性。在发酵生产中使用的往往是植物淀粉，如青霉素发酵、丙酮—丁醇发酵、乙醇发酵(生产啤酒)等都要水解淀粉。所以耐高温淀粉酶用途广泛。

5．实验中为什么要待固定化酶柱中流出5 mL液体后再接收流出液用于鉴定？

因为固定化酶柱中的酶与流经柱子的淀粉反应需要一定的时间，刚开始流出的液体中由于反应时间过短，糊精未生成或生成的量太少，所以不利于后面的颜色鉴定。

6．本实验中为什么选用石英砂来固定化酶？

固定化酶有许多方法，本实验中采用的是吸附法。吸附法有物理交换法和离子交换法两种。其中本实验采用的又是物理交换法。该方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，且对蛋白质要有高度吸附能力。自然界中有机硅胶、活性炭和石英砂等都可以被用于做载体。现已了解其中石英砂对固定化α­淀粉酶、胰蛋白酶作用较好。

题例领悟TILILINGWU

【例题1】下面关于固定化酶的说法，正确的是… ()

A．固定化酶是一种能溶解在水中，但依然保持酶活性的制剂