![海洋细菌纤维素酶的产酶特性研究[设计+开题+综述]](https://img.doczj.com/imge2/1qiglrogpk66wm5s0udh0blsa70wkpu6-21.webp)
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开题报告
生物工程
海洋细菌thalassobacter stemotrophicu纤维素酶的产酶特
性研究
一、选题的背景与意义
纤维素是高等植物细胞壁的主要组成成分，并且是自然界中含量最丰富的多聚糖类物质，地球上每年光合作用可产生大于100 亿吨的植物干物质，其中一半以上是纤维素和半纤维素。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称，属于糖苷水解酶，传统上被分为3 类组分：内切葡聚糖酶（endo-1,4-β-D-glucanase, EC 3.2.1.4）、外切葡聚糖酶（exo-l,4-β-D-glucanase，EC 3.2.1.91）、β- 葡萄糖苷酶（β-l,4-D
-glucosidase，EC 3.2.1.21）[3]。这三种酶协同作用，分解纤维素产生寡糖和纤维二糖，最终水解产物为葡萄糖。纤维素酶在医药、日用化工、食品发酵、废水处理、工业洗涤、中草药提取、以及畜牧饲料等领域都有广泛的应用。以往纤维素分解菌的研究多集中在真菌，而对细菌的研究很少见诸报道。
纤维素酶在食品工业中的应用
（1）果实和蔬菜加工：用纤维素酶进行果蔬处理可使植物组织软化膨松, 能提高可消化性并改良口感，降低生产成本。
（2）油料作物加工：酶处理法代替有机溶剂法, 一方面可以提高油的产量和质量; 另一方面, 控制酶反应条件, 使生产加工在较温和的条件下进行, 可以避免剧烈条件对产品质量的影响，不仅能提高主产物的产量,还能减少副产物的生成和降低废物处理费用
（3）茶叶加工：将纤维素酶加入砖茶中,缩短渥堆时间, 减少有效成分的损失, 提高水浸出物和可溶性糖的含量, 改善砖茶的品质及发展香气
酒精生产：使用纤维素酶,可同时将淀粉和纤维素转化为糖, 原料利用率提高,再经酵母分解全部转化为酒精,发酵过滤性好, 发酵时间缩短, 出酒率提高3%～5%, 且酒体质量纯正, 淀粉和纤维素利用率高达90%, 还可降低醪液的黏度(降低2～4 倍)。利用纤维素酶进行酒精浓醪发酵, 前景也十分看好。
（4）啤酒生产：将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中, 可增加麦粒溶解性, 加快发芽, 减少糖化液中β- 葡萄糖含量, 改进过滤性能
食醋生产：在食醋酿造过程中, 将纤维素酶与糖化酶混合使用,可明显提高原料利用率和出品率。
（5）酱油生产：酱油的天然酿造除了用蛋白酶、淀粉酶等各种酶作用的方法, 在入池发酵时加入纤维素酶, 可使大豆类等原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质、碳水化合物释放, 这样就可以缩短酿造时间, 成品酱油的氨基酸含量可提高12% , 糖分提高18% , 色泽好, 且不需要外加糖色。此外在酱油糟利用上也有效果,
纤维素酶在饲料工业中的应用
（6）制备低纤维饲料：饲料酶制剂的制作，使用饲料纤维素酶制剂, 可以促进动物的消化吸收, 大大提高动物对饲料的利用率。
（7）植物纤维原料酶水解生产饲料酵母：纤维素酶法水解替代酸水解用于植物原料生产饲料酵母是必然趋势。
（8）纤维素酶在纺织工业中的应用
在纺织业中生物酶的应用范围较广, 已在纤维改性, 真丝脱胶, 染整的退浆、精练、整理加工等方面有所应用, 生物酶具有可降解性, 可以对织物进行可控的整理。
由细菌所产生的纤维素酶一般最适pH 为中性至偏碱性，近20 年来，随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用，细菌纤维素酶制剂已显示出良好的应用前景。因此，细菌纤维素酶的研究与开发已成为研究的热点
本工作意义：优化产酶工艺，为深入研究和推广应用奠定基础
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：
1、研究碳源、氮源、培养温度、培养基初始pH、盐度等对生长及产酶的影响
2、研究温度、pH、金属离子等对纤维素酶活力和稳定性的影响
3、确定最佳产酶工艺
三、研究的方法与技术路线：
1、酶活测定方法：3，5-二硝基水杨酸法（DNS）
2、测定产酶菌株的生长与产酶曲线，确定最佳产酶时间
3、考察不同碳源、氮源、培养温度、培养基初始pH、盐度条件下菌株的生长
及产酶情况
4、考察不同温度、pH、金属离子等条件下的酶活和稳定性
5、用单因素优化到的最佳条件组合进行培养，验证菌株生长及产酶效果
四、研究的总体安排与进度：
五、主要参考文献：
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毕业论文文献综述
生物工程
纤维素酶的概述
【摘要】纤维素作为地球上分布广，含量丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机，粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。本文就纤维素酶的应用进行一个简要的概述。
【关键词】纤维素酶；纤维素酶的实际应用：应用前景
1.纤维素的概况
1.2纤维素酶的分类
纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10 种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切β- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和β- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) [1]。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止, 还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶, 只具有内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 又称CMC酶) 的活性, 有的还与中性CMC 酶组分共存[2]。
1.3 纤维素酶的作用机理
纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时, 可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质, 有利于动物胃肠道的消化吸收[3]。同时, 纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌, 补充内源酶的不足, 并对内源酶进行调整, 保证动物正常的消化吸收功能, 起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液, 增加消化物的粘度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶可降低粘度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分接触面积, 促进饲料的良好消化。而纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物, 在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物, 从而使消化道内的消化作用得以顺利进行[4]。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素, 促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外, 还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化[5]
2. 纤维素酶的一些历史及研究成果
在吴琳,景晓辉,黄俊生[3]的产纤维素酶菌株的分离，筛选和酶活性测定中，他们利用“采
样—培养—分离单菌落—初筛—复筛—测OD值”的方法筛选出分解纤维素能力较强的菌株。[结果]经反复培养和划线分离从80份样品中初选出35株具有分解纤维素能力的菌株。其中10株由白转绿,长势较好;6株深绿色,长势一般;4株绿色,长势较好。这20株都产孢子,被初步鉴定为绿色木霉。用刚果红培养基进行复筛选,得到9株透明圈较大的菌株。将这9株菌株再进行发酵培养,用DNS法进行酶活测定得到2株酶活较强的菌株。这2株菌株被鉴定为棘孢木霉。通过滤纸崩解测试筛选出20株降解纤维素能力较强的菌种。DNS法酶活测定结果表明采自甘蔗堆积处和甘蔗地的2个菌株的产酶活性最高。得到的结论采自甘蔗堆积处和甘蔗地的2个菌株可以作为降解纤维素的新菌种[7]。
在苏贝，韩峰，于文功（中国海洋大学医药学院海洋药物教育部重点实验室山东青岛266003）海洋细菌Cellulophaga sp. QY201 产内切纤维素酶发酵条件的研究中，研究人员采用的材料及方法：测酶活用羧甲基纤维素钠（CMCNa）购自Fluka；酸水解干酪素购自北京鼎国（Genview 分装）；蛋白胨、酵母提取物购自上海生工；其它试剂均为国产分析纯。TB-12R-3F 振荡摇床为日本Takasaki Scientific Instruments Co. 产品；J2-MC 冷冻离心机为Beckman 公司产品。唯一碳源基础培养基组成如下：（w/v）CMCNa 0.3 %, NaCl 3 %,（NH4）2SO4 0.2 %, Na2HPO4 0.15%, NaH2PO4 0.1 %, 100 kPa 灭菌15 分钟。粗酶液的制备：不同发酵条件下的发酵液经10000 r/min 离心10 min 后，上清液即为粗酶液。纤维素酶活力测定：取0.9 mL 1 %（w/v）CMCNa 底物（0.02 mol/L pH 7.0 磷酸盐缓冲液配制）加入0.1 mL 酶液，在50 ℃下温育10 min,迅速加入1 mL DNS 试剂，沸水浴5 min 后，迅速冷却，加5 mL 蒸馏水，于520 nm 下测定吸光值。用100℃灭活5 min 的酶液作对照。在此条件下，每分钟产生1 μmol 还原糖的酶量定义为一个酶活力单位（U）。他们得到结论经发酵条件优化，确定海洋细菌Cellulophaga sp. QY201产纤维素酶的最佳培养基配方为（w/v）：CMCNa 0.5 %，CaSein0.3 % ，NaCl 3 % ，MgSO4·7H2O 0.3 % ，Na2HPO4 0.15 % ，NaHPO4 0.1 %，pH=7.0。最适培养条件为：500 mL 三角瓶装液150 mL，温度28℃，转速100 r/min,发酵时间36 h。优化后发酵液上清的酶活最高可达7.85 U/mL，约为优化前的3.5 倍。在发酵优化过程中发现，菌株Cellulophaga sp.QY201生长及产酶对NaCl 和Mg2+ 有一定的要求，表明了其海洋微生物的特性。经过优化所得的发酵培养基和培养条件使产酶量大幅度提高，且稳定性好，为纤维素酶的大规模制备以及以后的分离纯化和性质研究工作奠定了基础[8]。
在孔凯,孟宁,冯琳,李师翁(兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070)产纤维
素酶细菌的分离鉴定及产酶特性研究里。他们利用刚果红染色鉴定法用接种针将斜面单菌落转移到复筛产酶培养基,25℃恒温培养3 d,向培养皿中加入适量1 mg/mL的刚果红溶液,染色1
h后,用1 mol/L的NaCl溶液洗脱.得到的结果是菌株的分离纯化与筛选从取自青藏高原的一份牦牛粪材料中,经稀释涂布平板分离到能在以CMC为唯一碳源的培养基中生长的菌株6株,用刚果红染色,产生透明圈直径较大的菌株有一株,给该菌命名为Tibet-YD5000-3.Tibet-YD5000-3菌落为橙黄色,圆形边缘整齐,菌落表面为低凸面.革兰氏染色表明Tibet-YD5000-3为杆状革兰氏阴性菌.他们结论是纤维素是地球上最丰富而可再生的生物聚合物。经初步统计，已发现的具有降解纤维素能力的微生物有近200 种，分布在真菌、细菌和放线菌中。现今分泌降解纤维素酶微生物的研究主要集中在陆生菌，且集中在丝状真菌的研究上，对海洋菌的研究较少[8]。在很多平板降解圈直接分离法分离CMCase 菌株的方法中，以刚果红法为最好。其它的方法有的受底物来源的限制，有的灵敏度低需培养较长时间，有的则因杀死菌体而需用影印移植，这就造成很多不便。运用CMC平板、透明圈法和滤纸崩解法从青藏高原牦牛粪中分离到可产生胞外纤维素酶的黄杆菌属.菌株Tibet-YD5000-3.实验表明, Tibet-YD5000-3最适生
长温度为20℃,最适生长pH值为8.0.Tibet-YD5000-3菌株最适产酶温度25℃,最适产酶pH值为8.0.Tibet-YD5000-3所产纤维素酶反应最适pH值为8.0,最适反应温度30℃,经测定该菌株最适
培养条件、酶最适反应条件下测得纤维素酶活为12 U/mL,具有进一步开发应用的前景.目前对黄杆菌属细菌的研究相对较少,最近的研究发现,该属细菌具有产褐藻酸酶等活性,尚未发现
该属细菌具有产纤维素酶活性,我们的研究首次分离到一株产胞外纤维素酶的黄杆菌属菌株Tibet-YD5000-3,有必要对该细菌的纤维素酶基因进行分离鉴定和更深入地研究[9]。
在王全，李术娜，李红亚，雷白时，陈妍，张立静，朱宝成（河北农业大学生命科学学院，河北保定071001）的产芽孢纤维素降解细菌XN-13 菌株筛选及酶活力测定。他们试验的时间与地点：试验于2008 年在河北农业大学生命科学学院制药工程系微生物研究室进行。他们使用的实验材料：新鲜牛粪，取自河北农大牧场健康奶牛直肠或粪便。他们配制的培养基：NA培养基、NB培养基、CMC-Na 培养基、刚果红纤维素钠培养基见《微生物学实验》。生理生化鉴定培养基及试剂见《常见细菌系统鉴定手册》。研究人员使用的试剂是0.05 mol/L 醋酸-醋酸钠缓冲液；3,5-二硝基水杨酸显色液（DNS）；0.5%羧甲基纤维素钠溶液；0.2 mg/ml 纤维素酶；2 mol/L盐酸溶液；72%硫酸溶液；中性洗涤液。他们使用的方法：（1）取新鲜牛粪10.0 g 于试管中，在水浴锅内80 ℃水浴10 min，杀死菌体。（2）称取5.0 g 处理过的牛粪，于150 ml NB培养基中170 r/min，37 ℃培养48 h。将培养后的发酵液进行梯度稀释，依次稀释为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6。分别取稀释到10-4、10-5、10-6的发酵液20~30 μl 到刚果红纤维素钠平板中，三角刮涂布，37℃恒温箱中倒置培养48 h。（3）观察平板，标记出圈的菌种、测量水解圈直径并记录试验结果。复筛初筛所得菌株在液体发酵培
养基中进行发酵，考察发酵代谢产物的降解活性。一方面按初筛方法考察发酵上清液的产酶能力；一方面定量测定发酵上清液酶活。将初筛得到的菌株扩培，转接到NB培养基上，置于37 ℃恒温培养24 h 以活化菌株。将活化后的菌株接种至复筛液体发酵培养液中，37 ℃静置培养48 h后，以10 000 r/min，4 ℃离心5 min，取上清液点样于刚果红平板的微孔，每孔点样100 μl。37 ℃避光培养5天后观察并记录脱色圈的有无及大小。他们做的纤维素酶活力的测定：（1）CMC酶活力测定。酶活力（U/ml）=OD×H×N×2×1000/30。是H—标准曲线系数，N—酶液稀释倍数，2—换算成每毫升酶液，1000—葡萄糖毫克数换算成微克数。精确称取分析纯无水葡萄糖100 mg，溶于蒸馏水中，定容至100 ml。将初筛的菌种分别接种于不含葡萄糖的NB培养基中170 r/min，37 ℃培养48 h。分别吸取各个菌种的发酵液1 ml 于EP 管中，10 000 r/min离心10 min后上清液即为粗酶液。在试管中加入1.0 ml 0.5%羧甲基纤维素钠溶液，1.0 ml 0.2 mg/ml 纤维素酶液，于50 ℃反应30 min 后，加入DNS试剂终止反应，沸水浴5 min，于550 nm比色并记录实验结果。以光密度为纵坐标，含糖量为横坐标，绘制标准曲线。他们做的菌株降解能力测定：取1.0000 g 样品置于烧杯中，加入2.0 mol/L HCl，70 ml 之后放入高压蒸汽灭菌锅，100 ℃保温50 min。依次用95%乙醇、无水乙醇和丙酮洗涤2 次（之前称量滤纸重量），将残渣连同漏斗置于烘箱中，干燥至恒重减去滤纸重为W2。将漏斗中残渣取出，置于烧杯中，加入72%硫酸，10 ml，20 ℃降解4 h 后，加入蒸馏水90 ml 过夜。次日，将样品抽滤，残渣洗至pH 6.5 左右，将残渣连同漏斗置于烘箱中，干燥至恒重减去滤纸重为W3。测完后，用以下公式计算分别得到各组分的含量。纤维素(%)=(W2-W3)/W2×100纤维素降解率(%)=(对照秸秆中纤维素含量-处理后秸秆含量)/对照秸秆纤维素含量×100。该实验的结论：试验中虽然复筛到5 株活性比较高的菌株，但是某些初筛活性很高的菌株进入复筛后，其降解活性明显降低，甚至消失，这可能是由于降解机制不同，或者是发酵条件不合适所导致的，可以换其他培养基或将培养基优化后再试，估计还可以获得降解效果不错的菌株。事实也证明了适当改变培养基配方时，以前降解活性较弱的菌株其降解活性有明显提高，这也表明发酵条件对降解物质的产生具有重要影响。秸秆纤维素和木质素的生物降解是作为秸秆发酵饲料最有前景的方法之一，在秸秆回收利用上最大幅度的增加了农作物的利用率，提高农业生产的经济效应和社会效益方面具有重大意义。另外，试验所用菌株来源于牛粪，系动物的肠道菌，对饲料的后续饲喂提供了安全保障。目前，秸秆降解所涉及的芽孢杆菌种类主要有枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilies）、嗜碱芽孢杆菌（Alkaliphlic Bacillus）、地衣芽孢杆菌（Bacilluslicheniformis）等.。因此，笔者主要是针对产芽孢细菌进行筛选，这样可以增加试验成功的几率，也可以使试验成果更便捷的进行农业生产应用。当然，试验虽然筛选出纤
维素酶活力较高，降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌XN-13，但是离实际应用还有一段距离，还需要对很多的内容进行进一步研究。比如：发酵条件的优化、产芽孢条件的优化、降解机制研究和用基因工程方法构建、诱变产生更高效的降解菌株等多方面的研究[10]。
3 纤维素酶的应用
3.1 纤维素没在食品工业上的应用
3.1.1 纤维素酶在酿酒工业上的应用
在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率及原料的利用率, 降低溶液的黏度, 缩短发酵时间, 而且酒的口感醇香, 杂醇油含量低[11]。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面: 一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用; 另外, 由于纤维素酶对植物细胞壁的分解, 有利于淀粉的释放和被利用。将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性, 加快发芽, 减少糖化液中单一葡萄糖含量, 改进过滤性能, 有利于酒精蒸馏。用纤维素酶预处理啤酒糟, 可提高啤酒糟蛋白酶解率10%以上; 纤维素酶在清香型优质白酒中的应用, 出酒率可提高13%, 而且不影响酒的感官品质; 在日本清酒生产中, 浸米时加入0.02%～0.1%的纤维素酶浸泡17 h,米的溶解性好, 糖化发酵顺利, 酒渣少, 出酒率高[12]。
3.1.2 纤维素酶在酱油酿造中的应用
在酱油的酿造过程中添加纤维素酶, 可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放, 这样既可提高酱油浓度, 改善酱油质量, 又可缩短生产周期, 提高生产率, 并且使其各项主要指标均提高3%。采用固体制曲、固态酒精发酵和固态[13]。
3.1.3 纤维素酶在醋酸发酵生产中的应用
醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究, 结果表明纤维素酶添加量为10～50 umol/min, 产酒精量比CK 提高7.5%～23.8%, 食醋产量提高0.25～
1.36kg, 主料出品率提高5.1%～27.2%[14]。
3.2 纤维素酶在农牧业上的应用
3.2.1 纤维素酶在养殖业中的应用
在瘤胃微生物区系结构正常的情况下,添加纤维素酶能以几倍的效率提高粗纤维和其他营养物质的酵解强度,提高消化吸收水平。在瘤胃发生病理变化即微生物区系失去平衡进入腐解过程时,高活性纤维素酶能迅速调整微生物区系结构,恢复平衡关系和正常酵解、吸收、合成过程[15]。有试验表明在瘤胃正常状态下,添加纤维素酶饲喂奶牛5昼夜以后,其粪便干物
质和饲喂前相比,减少了30 %左右;1周以后,封闭牛舍氨气含量下降70 %左右,粗饲料采食量提高10 %-20 %,粪便中蛋白质提高8 %-10 %,尿中尿素下降58-9 %(赵长友,1993)。有试验表明,在奶牛饲料中添加纤维素酶可在降低采食量的同时,提高增重和产奶量,提高饲料报酬,而在产
奶量增加的同时对乳脂率没有明显影响。纤维素酶在降低采食量的同时提高产奶量的主要原因是:反刍动物的摄食量主要受血液内的挥发性脂肪酸(VFA)浓度的调节。挥发性脂肪酸是纤维素的分解产物,外源性纤维素酶增加了瘤胃中挥发性脂肪酸的生成量,而瘤胃对挥发性脂肪酸的吸收较快,大量的挥发性脂肪酸进入血液,并随其浓度的升高反馈性作用于食物调节中枢,导致采食量下降。一般认为奶牛的产奶量和乳脂率呈负相关,而试验表明在奶牛日粮中添加纤维素酶后,随着产奶量的上升乳脂率呈上升趋势。这说明纤维素酶通过提高奶牛血液中的各种营养物质的含量,增强乳腺细胞对各种营养物质的摄取能力,从而维持乳中的各种营养物质的含量始终处于平衡状态[16]。
除肠道中的微生物可以降解部分纤维素外,单胃动物不能分泌断裂β-1,4糖苷键的内源酶,所以饲料中含有的纤维素对单胃动物而言几乎不具有营养价值。此外,由于纤维素的交错、缠绕和粘附,阻碍营养物质的消化和吸收并影响肠道微生物菌群的平衡。因此在单胃动物日粮中添加纤维素酶具有营养和保健的双重功效[17]。
肉鸡在日粮中添加纤维素酶饲喂肉鸡可使肉鸡饲料消耗量下降16-25 %,体重增加
2-88 %,料肉比降低10-18 %(尹清强等,1993)。Francesh等(1994)同时使用纤维素酶、葡聚糖酶、木聚糖酶喂以大麦饲料为基础的雏鸡,结果使饲料消耗降低2-9 %,体重提高1-3 %。秦江明等(1996)对饲喂添加纤维素酶的肉鸡进行各阶段的体重分析,结果试验鸡于2周末、4周末体重在各日粮间差异极显著,说明酶制剂对肉鸡前期的生长作用显著;6周末、8周末试验鸡体重在各日粮间也呈增高趋势。说明添加外源酶制剂补充了内源酶的不足,因而在肉鸡发育前期具有更显著的效果[18]。
蛋鸡王怀凡等(1995)在蛋鸡常规饲料中添加0·1 %复合纤维素酶,试验组的产蛋率比对照组提高10·8 %,蛋重提高1·7 %,料蛋比下降14·6 %。徐奇支等(1998)用纤维素酶添加日粮饲喂蛋鸡,对蛋形指数、蛋壳厚度未产生明显影响,但添加0·1 %和0·5 %的纤维素酶降低了破蛋率。
猪王尧等(1995)用前期含草粉10 %、后期含草粉15 %的日粮添加纤维素酶喂肥育猪,试验组比对照组日增重提高0·255 kg,料肉比下降0·24,每头每日增加效益0·95元[19]。
3.3 纤维素酶在纺织上的应用
纤维素酶在染整上广泛应用, 特别在棉织物整理上, 经过纤维素酶整理后, 棉织物的手
感和外观获得很大的改善。由于织物表面的绒毛被除去, 处理后织物更光洁, 颜色更鲜艳。根据处理的目的不同, 可进行生化抛光、柔软滑爽、改善光泽以及石磨水洗等加工[20]。纤维素纤维织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重, 并引起许多性能变化。减量处理主要是改善织物的柔软度、弹性和悬垂性。减量加工大多数采用液体染色机和水洗机。棉织物经过纤维素酶整理后, 手感和外观可以有很大的改善。因为织物表面的绒毛被去除, 处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低, 光滑度和悬垂性提高, 使织物获得更好的手感。因此在保证处理效果的同时, 避免织物强力过度损失就显得非常重要[21]。
4. 纤维素酶实际应用中存在的问题
纤维素酶作为畜禽饲料添加剂,从作用机理和实际生产中看,均能说明是个良好的添加剂[22]。但目前在应用方面还存在一些问题。如:1同种类动物不同发育阶段的酶系变化,以及饲喂纤维素复合酶后对动物消化酶系分泌的影响,需深入研究。2各种动物的最佳添加量。3加工、贮存对酶活的影响,以及饲料中的其他物质对纤维素酶的影响,都需深入研究。此外,添加纤维素酶后由于营养物质的利用率提高,如何对原有配方进行修订也是值得研究的问题[23]。
5. 纤维素酶的发展前景
据统计, 1995 年, 世界工业酶的销售量大于10 亿美元; 预计到2005 年, 销量将达到
17~20 亿美元, 而1999年实际达到16 亿美元。工业酶总供应量的60% 来自于欧洲, 其余40% 来自于美国和日本, 而且大约75% 的工业酶是水解酶, 其中糖苷水解酶居第二位。目前纤维素酶的应用还主要集中在微生物纤维素酶的应用上[24]。现在纤维素酶已被广泛地应用于食品、酿酒、饲料加工、纺织、洗衣、农业等多个领域中。随着人们对纤维素酶研究工作的深入, 纤维素酶必将在食品、饲料、环境保护、能源和资源开发等各个领域中发挥越来越大的作用。如何加大对纤维素酶研究和开发的科技投入和经费投入, 改变目前规模小、工艺设备落后、菌种酶活低、生产成本高、生产技术水平低下的现状,尽快采用各种行之有效的高新技术, 发展具有中国自己知识产权的新酶种、新产品、新剂型, 满足市场的需求是当务之急。同时, 动物纤维素酶与微生物酶系有所不同,作为一个新的纤维素酶体系, 它的研究也具有
重大的理论价值, 因此, 可能成为纤维素酶研究的热点[25]。
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本科毕业设计
（20_ _届）
海洋细菌thalassobacter stemotrophicu纤维素酶的产酶特性
研究
目录
中英文摘要
1 引言 (1)
1.2 纤维素酶在实际工作生产中的应用 (1)
1.2.1 纤维素酶在酿酒工业上的应用 (1)
1.2.2 纤维素酶在醋酸发酵生产上的应用 (1)
1.2.3 纤维素酶在养殖业中的应用 (1)
1.2.4 纤维素酶在纺织上的应用 (2)
1.2.5 纤维素酶在酱油酿造业上的应用 (2)
1.3 纤维素酶的发展前景 (2)
2 实验材料方法及准备工作 (3)
2.1 实验场所 (3)
2.2 实验材料和方法 (3)
2.3 培养基的配制 (3)
2.4 实验用到的主要仪器 (3)
2.5 实验菌种的来源 (3)
2.5.1 菌株的筛选 (3)
2.6 实验准备 (3)
2.6.1 羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的溶解 (3)
2.6.2 3，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂的配制 (3)
3 测定葡萄糖标准梯度曲线 (4)
3.1 酶活的定义 (4)
3.2 实验操作 (4)
3.2.1 葡萄糖标准溶液的配制（2 ml/L） (4)
4 测定菌株的生长曲线和酶活基础曲线 (5)
4.1 实验操作 (5)
4.1.1 接种及制备菌种液 (5)
4.1.2 粗酶液的制备 (5)
4.1.3 测定酶活的基础曲线 (5)
4.1.4 酶活性的测定 (5)
4.1.5 结果及数据处理 (5)
4.1.6 测定菌株的生物量标准曲线 (6)
4.1.7 结果及数据处理 (7)
5 研究不同条件对产酶的影响………………………………………………………………..8.
5.1 研究pH对该菌株产纤维素酶的影响 (8)
5.1.1 实验操作 (8)
5.2.1 实验结果...................................................,, (8)
5.2 研究培养基发酵温度对细菌产纤维素酶的影响 (9)
5.2.1 实验操作 (9)
5.2.2 实验结果 (9)
5.3 研究NaCl浓度对该菌株的影响 (10)
5.3.1 实验操作 (10)
5.2.1 实验结果 (11)
5.4 研究摇床转速对该菌株产酶的影响 (11)
5.4.1 实验操作 (11)
5.4.2 实验结果 (12)
致谢 (13)
参考文献 (15)
【摘要】纤维素作为地球上分布广，含量丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机，粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。在宁波大学菌种库里筛选出透明圈和菌种直径比值大的产酶表现比较好的菌株E-9，采用2216E液体培养基，在600 nm处测定其吸光度测定其生长曲线，再利用3,5?-二硝基水杨酸（DNS）和CMC（羧甲基纤维素钠）
试剂测出其酶活曲线，得出菌株的最佳的生长时期和产酶的最佳时期，通过实验得知在温度25℃是该菌株产酶的最佳条件，pH为7.5是该菌株产酶的最佳条件，摇床摇速为100 r/min是该菌株产酶的最佳条件，培养基NaCl含量为3%时是该菌株产酶的最佳条件，为研究其最佳的反映条件，优化生产提供基础资料。
【关键词】酶活性；发酵温度；培养基初始pH；摇床摇速；培养基德含NaCl的量；
【ABSTRACT】The degradation of cellulose play a important role on the carbon cycle in nature, which is widely distributed on earth. The utilization and conversion of cellulose is very important to resolve the energy crisis, food shortage and environmental pollution. We had obtained 9 strians have high activity to decompose cellulose. We seclect one strains, named E-9, for reseaching on properties of producing cellulase. The results showed, under the 25 ℃, pH 7.5, 100 r/min and 3% NaCl, respectively, the abilty of producing cellulase is higher.
【KEYWORDS】Enzyme activity; fermentation temperature; medium initial pH; shaker shaking speed; the amount of NaCl-containing medium;
1．引言
纤维素是自然界里含量最多，种类最复杂的多聚糖类物质，是高等植物细胞的细胞壁的主要的组成成分[1]。地球上的植物每年光合作用可以合成出大于100 亿吨的植物干物质，约占地球植物干重的1／3，该物质含有很多高能氢键，难以水解，很难被人类和大多数动物直接利用。纤维素酶是能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称，隶属与糖苷水解酶系。纤维素酶在药物用品、化工、食品工程、废水处理、工业洗涤、中草药提取和畜牧饲料等领域都有很好的应用前景。以往的科学研究纤维素分解菌的研究多集中在真菌，而对细菌的研究很少见诸报道[2]。产纤维素酶的细菌一般最适pH值为中性至偏碱性，另外，细菌主要产中性和碱性纤维素酶，在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中具有特殊应用价值。我国作为一个纺织大国，每年在纺织业中需消耗纤维素酶5万余t，而目前中性纤维酶主要靠进口，大大提高了生产成本。因此筛选具有高活性纤维素酶的菌株以及相关研究是当前研究的热点和难点。近20年来，随着中性纤维素酶和碱性纤维素酶在棉织品水洗整理工艺及洗涤剂工业中的成功应用，细菌纤维素酶制剂已显示出良好的应用前景[3]。
1.1纤维素酶的分类
纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10 种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切β- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和β- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) [4]。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止, 还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶, 只具有内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 又称CMC酶) 的活性, 有的还与中性CMC 酶组分共存[5]。
1.2纤维素酶在实际工作生产中的应用
1.2.1纤维素酶在酿酒工业上的应用
在进行酒精发酵时添加纤维素酶可显著提高酒精和白酒的出酒率及原料的利用率, 降低溶液的黏度, 缩短发酵时间, 而且酒的口感醇香, 杂醇油含量低。纤维素酶提高出酒率的原因可能有两方面: 一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用; 另外, 由于纤维素酶对植物细胞壁的分解, 有利于淀粉的释放和被利用。将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒溶解性, 加快发芽, 减少糖化液中单一葡萄糖含量, 改进过滤性能, 有利于酒精蒸馏。用纤维素酶预处理啤酒糟, 可提高啤酒糟蛋白酶解率10%以上; 纤维素酶在清香型优质白酒中的应用, 出酒率可提高13%, 而且不影响酒的感官品质; 在日本清酒生产中, 浸米时加入0.02%～0.1%的纤维素酶浸泡17h,米的溶解性好, 糖化发酵顺利, 酒渣少, 出酒率高[6]。
1.2.2纤维素酶在醋酸发酵生产上的应用
醋酸发酵生产工艺对纤维素酶在食醋酿造方面的应用进行了系统研究, 结果表明纤维素酶添加量为10～50 umol/min, 产酒精量比CK 提高7.5%～23.8%, 食醋产量提高0.25～1.36 kg, 主料出品率提高5.1%～27.2%[8]。
1.2.3纤维素酶在养殖业中的应用
在瘤胃微生物区系结构正常的情况下,添加纤维素酶能以几倍的效率提高粗纤维和其他
营养物质的酵解强度,提高消化吸收水平。在瘤胃发生病理变化即微生物区系失去平衡进入腐解过程时,高活性纤维素酶能迅速调整微生物区系结构,恢复平衡关系和正常酵解、吸收、合成过程。有试验表明在瘤胃正常状态下,添加纤维素酶饲喂奶牛5昼夜以后,其粪便干物质和饲喂前相比,减少了30 %左右;1周以后,封闭牛舍氨气含量下降70 %左右,粗饲料采食量提高10 %~20 %,粪便中蛋白质提高8 %~10 %,尿中尿素下降58?9 %(赵长友,1993) [9]。有试验表明,在奶牛饲料中添加纤维素酶可在降低采食量的同时,提高增重和产奶量,提高饲料报酬,而在产奶量增加的同时对乳脂率没有明显影响。纤维素酶在降低采食量的同时提高产奶量的主要原因是:反刍动物的摄食量主要受血液内的挥发性脂肪酸(VFA)浓度的调节。挥发性脂肪酸是纤维素的分解产物,外源性纤维素酶增加了瘤胃中挥发性脂肪酸的生成量,而瘤胃对挥发性脂肪酸的吸收较快,大量的挥发性脂肪酸进入血液,并随其浓度的升高反馈性作用于食物调节中枢,导致采食量下降。一般认为奶牛的产奶量和乳脂率呈负相关,而试验表明在奶牛日粮中添加纤维素酶后,随着产奶量的上升乳脂率呈上升趋势。这说明纤维素酶通过提高奶牛血液中的各种营养物质的含量,增强乳腺细胞对各种营养物质的摄取能力,从而维持乳中的各种营养物质的含量始终处于平衡状态[10]。
1.2.4纤维素酶在纺织上的应用
纤维素酶在染整上广泛应用, 特别在棉织物整理上, 经过纤维素酶整理后, 棉织物的手感和外观获得很大的改善。由于织物表面的绒毛被除去, 处理后织物更光洁, 颜色更鲜艳。根据处理的目的不同, 可进行生化抛光、柔软滑爽、改善光泽以及石磨水洗等加工[11]。
纤维素纤维织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重, 并引起许多性能变化。减量处理主要是改善织物的柔软度、弹性和悬垂性。减量加工大多数采用液体染色机和水洗机。棉织物经过纤维素酶整理后, 手感和外观可以有很大的改善。因为织物表面的绒毛被去除, 处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低, 光滑度和悬垂性提高, 使织物获得更好的手感。因此在保证处理效果的同时, 避免织物强力过度损失就显得非常重要[12]。
1.2.5纤维素酶在酱油酿造业上的应用
在酱油的酿造过程中添加纤维素酶, 可使大豆类原料的细胞膜膨胀软化破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放, 这样既可提高酱油浓度, 改善酱油质量, 又可缩短生产周期, 提高生产率, 并且使其各项主要指标均提高3%。采用固体制曲、固态酒精发酵和固态[[13]。纤维素酶实际应用中存在的问题：纤维素酶作为畜禽饲料添加剂,从作用机理和实际生产中看,均能说明是个良好的添加剂。但目前在应用方面还存在一些问题。如:同种类动物不同发育阶段的酶系变化,以及饲喂纤维素复合酶后对动物消化酶系分泌的影响,需深入研究。2各种动物的最佳添加量。3加工、贮存对酶活的影响,以及饲料中的其他物质对纤维素酶的影响,都需深入研究。此外,添加纤维素酶后由于营养物质的利用率提高,如何对原有配方进行修订也是值得研究的问题[14]。
1.3纤维素酶的发展前景
据统计, 1995 年, 世界工业酶的销售量大于10 亿美元; 预计到2005 年, 销量将达到17~20 亿美元, 而1999年实际达到16 亿美元[16]。工业酶总供应量的60% 来自于欧洲, 其
余40% 来自于美国和日本, 而且大约75% 的工业酶是水解酶, 其中糖苷水解酶居第二位[15]。目前纤维素酶的应用还主要集中在微生物纤维素酶的应用上。现在纤维素酶已被广泛地应用于食品、酿酒、饲料加工、纺织、洗衣、农业等多个领域中。随着人们对纤维素酶研究工作的深入, 纤维素酶必将在食品、饲料、环境保护、能源和资源开发等各个领域中发挥越来越大的作用[17]。如何加大对纤维素酶研究和开发的科技投入和经费投入, 改变目前规模小、工艺设备落后、菌种酶活低、生产成本高、生产技术水平低下的现状,尽快采用各种行之有效的高新技术, 发展具有中国自己知识产权的新酶种、新产品、新剂型, 满足市场的需求是当务之急。同时, 动物纤维素酶与微生物酶系有所不同,作为一个新的纤维素酶体系, 它的研究也具有重大的理论价值, 因此, 可能成为纤维素酶研究的热点[18]。
2. 实验材料方法及准备工作
2..1 实验场所
宁波大学曹光彪科技楼5楼
2.2实验材料和方法
MgSO4?7H2O，氯化钠，氯化钙，碳酸氢钠，氯化钾，溴化钾，硼酸，磷酸高铁，琼脂，刚果红染色剂，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)，酒石酸钾钠，3，5-二硝基水杨酸，氢氧化钠，重蒸酚，无水亚硫酸钠，蛋白胨，酵母浸出液。
2.3培养基的配制
2216E培养基：蛋白胨5 g，酵母膏1 g，磷酸高铁0.01 g，琼脂18 g，人工海水（每1 L 人工海水含MgSO4?7H2O6.658 g，NaCl26.726 g，CaCl21.153 g，NaHCO3 0.198 g，KCl 0.721 g，KBr0.067 g，H3BO30.058g）1 L,琼脂18 g，pH值7.6-7.8。（不使用天然海水是因为拿到手的天然海水是近海海水，富营养化污染太严重，为了实验数据的可靠性，所以用人工海水）2.4实验用到的主要仪器
离心机，紫外可见光分光度计，高压蒸汽灭菌窝，控温摇床，超净工作台，恒温培养箱，4度冰箱
2.5实验菌种的来源
2.5.1菌株的筛选
由前期的筛选筛选出的产酶状况相对不错的菌株thalassobacter stemotrophicu作为实验对象。
2.6实验准备
2.6.1羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的溶解
羧甲基纤维素钠(CMC-Na)在海水中很难溶解并且在溶解过程中不能一起倒入，否则会造成结块至不溶，在加入的时候要轻轻拨入，均匀的撒在人工海水液体表面，若是加入速度
过快在人工海水表面形成少量的白色结块可用滴管吸取少量人工海水滴在其上，溶入后静置一天，让羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和人工海水形成相对均匀的粘稠性溶液。注意事项：（1）溶解、盛放CMC 的器具不能用金属容器，可用不锈钢容器或木盆，陶瓷或者塑料器皿盛放，防止二价金属离子渗入。（2）每次使用CMC 后，应及时盖上瓶盖，防止CMC 吸潮变质。
2.6.23，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂的配制
称取酒石酸钾钠182.0 g，溶于500 ml蒸馏水中，水浴加热（切不可超过50℃），于热溶液中依次加入3，5-二硝基水杨酸（DNS）6.3 g，NaOH21.0 g，重蒸酚5.0 g，无水亚硫酸钠5.0 g，搅拌至溶解完全，冷却后用蒸馏水定容至1000 ml，储存于棕色瓶中避光4℃冰箱保存，放置一周后使用，使用前用烧结玻璃过滤（有效期6个月）。注意事项：3，5-二硝基水杨酸（DNS）和NaOH的加入时间一定要很近，或者是先加入NaOH。否则会产生难溶性的沉淀，且配制过程中，溶液的加热温度不宜超过50℃。
3. 测定葡萄糖标准梯度曲线
3.1酶活的定义
将上面的操作后每分钟产生1ug葡萄糖所需要的酶量定义为一个酶活单位，制备葡萄糖梯度液。并将各个时段的酶活力和最高酶活力的比值作为以下曲线的坐标Y轴。
3.2实验操作
3,5-二硝基水杨酸在强碱溶液中与还原糖在沸水中加热反应后被还原成棕红色的氨基
化合物，该有色物质在540nm处有最大的吸光度，且在一定浓度范围内（0.2-0.8范围内线性较好），还原糖的量与反应液的颜色强度（吸光度OD值）呈线性关系，利用分光光度仪，以分析纯葡萄糖为还原糖测定的标准品，在540 nm处按梯度依次测定各葡萄糖浓度对应的反应液的吸光度（OD值）大小，通过电脑处理数据，定制葡萄糖标准曲线，确定3,5-二硝基水杨酸比色定糖法测定还原糖的回归方程。
3.2.1葡萄糖标准溶液的配制（2 ml/L）
准确称取2000 mg分析纯的葡萄糖（预先在105℃干燥至恒重），用少量蒸馏水溶液后定容至1000 ml冰箱保存备用。实验测定及线性方程
按表1进行实验操作，在50℃水浴中准确反应30 min，然后在沸水浴中反应5 min，操作完毕后流水冷却，加蒸馏水定容至25 ml，摇匀，用1 cm的比色皿于540 nm处测光密度值，并记录A540 nm处测的各浓度及样品对应的OD值
《酶的特性》教案 第五章第1节 降低化学反应活化能的酶 、酶的特性 、教材分析 本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性 作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。 与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程, 方法和 研究精神。 二、教学目标： 1、知识目标：学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。 2、能力目标：学会用准确的语言阐明实验探究的结果。 概述温度和pH 影响酶的活性。 4、情感态度价值观：体验科学探究过程 ，领悟科学探究方法，体现团队合作精神。 、教学重点： 1、学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。 2、学会用准确的语言阐明实验探究的结果。 三、教学难点： 确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。 四、 学情分析 学生通过上一节课的学习已经有了实验操作基础， 这节课的三个实验是在前面的基础上 完成的，所以学生对此并不陌生。 五、 教学方法 1 ?实验法：比较过氧化氢在不同条件下的分解。 2 ?学案导学：见后面的学案。 3. 新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑f 情境导入、展示目标f 合作探究、精讲点 拨T 反思总结、当堂检测T 发导学案、布置预习 六、 课前准备 实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容 七、 课时安排：1课时 八、 教学过程 （一） 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了 针对性。 （二） 情景导入、展示目标。 ，教材对酶的本质和特性 自然界中的一切生命现象皆 培养学生建立科学的思维
酶的特性综述 酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的生物大分子，大多数酶是蛋白质，少数是RNA，另有一些需要辅助因子的辅助。酶的特性主要体现在这几个方面： 一、高效性 1、酶的高效性是和非酶的催化剂比较而言。主要是指催化能力，蛋白质（环境适宜）的催 化能力是普通化学催化物质的10^5—10^8倍。生物分子之间的反应首先要进行分子碰撞接触，如果在没有酶作用的情况下，分子主要靠自然的热运动来随机进行接触，这样的几率比较小，而在酶的作用下，由于酶和作用底物有特异性结合位点，相当于把反应需要的分子给拉到一起去了，所以这样的效率要高很多。 2、酶的高效性实验探究 材料： 新鲜猪肝研磨液（含有H2O2酶)、3%的FeCl3溶液（催化过氧化氢分解的化学催化剂）、清水、试管5支、试管架、酒精炉、线香、打火机、量筒 步骤： 1、在5支试管中分别加入5mLH2O2溶液，依次编号置于试管架上。 2、在1号试管中加入一定量的清水；2号试管中加入与清水等量的新鲜猪肝研磨液；3号试管中加入等量的3%的FeCl3溶液；4号试管中加入经过高温煮过的等量的新鲜猪肝研磨液；5号试管中加入高温煮过的FeCl3溶液。 3、用点燃但无火焰的线香插入试管检验。 现象： 氧气量效果 1号：—无催化作用 2号：﹢﹢高效催化 3号：﹢低效催化 4号：—无催化作用 5号：﹢低效催化 结论：过氧化氢酶比FeCl3催化剂高效。酶具有高效性。
二、专一性 酶对所作用的底物有严格的选择性。一种酶仅能作用于一种物质，或一类分子结构相似的物质，促其进行一定的化学反应，产生一定的反应产物，这种选择性作用称为酶的专一性。 酶的专一性是指酶对底物及其催化反应的严格选择性。通常酶只能催化一种化学反应或一类相似的反应，不同的酶具有不同程度的专一性，酶的专一性可分为三种类型：绝对专一性、相对专一性、立体专一性；也可分为：结构专一性和立体异构专一性。 如过氧化碳氢酶只能催化过氧化氢分解，不能催化其他化学反应。细胞代谢能够有条不乱的进行，与酶的专一性是分不开的。 探究酶的专一性的实验 序 号 项目 试管 1 2 1 注入可溶性淀粉2mL / 2 注入蔗糖溶液/ 2mL 3 注入新鲜淀粉酶溶液2mL 振荡 4 60℃温水保温 5 min 5 加斐林试剂1mL 振荡 6 将试管下部放入60℃热水 中 2 min 7 观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结 论 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 三、多样性 酶的种类很多，大约有5000多种，其中可以通过食用补充的酵素达2000多种；形态上主要有三种：专业级酵素为酵素胶囊，其次为酵素粉，而液体酵素含量低、效价低、易腐败而安全性较差一些，食用风险较高。 四、温和性
《酶的特性》教学设计 宗健康山东省福山第一中学 一、教材分析 “酶的特性”是《普通高中课程标准生物教科书分子与细胞（必修1）》（人教版）第五单元第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时的内容。本节教材内容包括“酶具有高效性”、“酶具有专一性”、“影响酶活性条件的探究与分析”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容，在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中学生已自我构建。有关“酶具有专一性”的内容，隐含着同一种酶对不同底物的作用和不同的酶对同一种底物的作用的内容，对于这一内容，只要引导学生对前一节所学实验就底物和酶进行改变，通过亲自实验及分析，很容易突破。因此，“影响酶活性的条件”的探究实验是本节课的重心所在，而这一内容所包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是前面所学的“酶的作用与本质”知识的延续和进一步理解，又是学生以后学习影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养非常好的内容，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。 二、学情分析 本节课之前，学生学习了第1课时“酶的作用和本质”，结合初中学习的人体内消化酶知识，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能基础，即对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法。然而，对科学探究的一般程序“提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究”还缺乏理论性的指导，有关影响酶条件的实验方案设计，特别是细节问题：如底物的选择、指示剂的运用等，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，为此采取学生讨论和教师引导结合的教学设计思路来突破这一困难。 三、教学设计思路 酶的特性这一节的教学，是在对酶的作用和本质有了初步认识的基础上，通过实验，对酶的催化作用做进一步的认识。由于本节课内容与生活贴近，实验性强，所以本节课内容适宜进行探究性学习。探究性学习是学生自主获取知识的学习方式，其突出特点是强调学生“亲历”。通过钻研教材，我挖掘了较多的探究内容，对于酶的专一性，课本是以呈现的方式给出，为了使学生从“听和背”中解脱出来，我设计了专一性探究实验。 我的设计思想就是尽可能为学生提供亲身体验“做科学”的机会，使学生通过探究形成自己的观点，而不是全盘接受他人的结论，真正从“听和背”中解脱出来，实现
α-淀粉酶综述 佚名2013-10-06 摘要：α-淀粉酶分布十分广泛，遍及微生物至高等植物。α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂，大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等，是应用最为广泛的酶制剂之一。本文概述了α-淀粉酶的发现和应用发展史、分离纯化及结构的研究史、催化机制及其研究史、工业化生产和应用现状与发展趋势等。 关键词：α-淀粉酶发现应用分离纯化结构催化机制研究史发展趋势 α- 淀粉酶( α- 1,4- D- 葡萄糖- 葡萄糖苷水解酶) 普遍分布在动物、植物和微生物中, 是一种重要的淀粉水解酶。其作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1，4糖苷键，生成糊精和还原糖。由于产物的末端残基碳原子构型为α构型，故称α-淀粉酶。现在α-淀粉酶泛指能够从淀粉分子内部随机切开α-1，4糖苷键，起液化作用的一类酶。 1 α-淀粉酶的发现和应用史 1.1 α-淀粉酶的发现 啤酒是最古老的酒精饮料，发酵是其关键步骤，其中所包含的糖化过程就是把淀粉转化为糖。这个转化过程的机理一直都没有被弄清楚，直到淀粉的发现。 在19世纪早期，许多科学家都在研究谷物提取物中淀粉的消化机理。Nasse（1811年）发现，从生物体中提取的淀粉能过被转化为糖，而从被沸水杀死的植物细胞中提取的淀粉不能被转化为糖。Kirchhoff（1815年）做了一个巧妙的实验。他将4份的冷水加入到2份的淀粉中，并边加边搅拌。之后加入20份的沸水使其形成一层厚厚的淀粉糊。在淀粉糊还是余温的时候，加入被粉碎的麸质（或麦芽），然后在40－60°列式温度下水浴。1－2小时后发现，淀粉糊开始缓慢液化。8－10小时后，淀粉糊被转化为一种甜的溶液。之后，他将其通过过滤和蒸发浓缩得到了糖浆，品尝后发现，其和发酵液一样甜。在操作的过程中，他注明了实验过程中仅添加了非常少的麸质，并且得到的糖浆与淀粉的量成正比。此外，如果在加入麸质前加入几滴高浓度的硫磺酸，最终就没有糖生成。从这个实验中他得到结论1）麸质是一种能够使温水中的淀粉粉末转化为糖的物质。2）作为种子发芽的结果，相比种子内的物质而言，麸质能过将更多的淀粉转化为糖。至此,Kirchhoff奠定了发现谷物中一种能够将淀粉转化为糖的蛋白质的基础。
毕业论文开题报告模板范文 [1]毕业论文开题报告 开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要应运而生的。开题报告一般为表格式，它把要报告的每一项内容转换成相应的栏目，这样做，既便于开题报告按目填写，避免遗漏；又便于评审者一目了然，把握要点。 开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面。 开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题。 开题报告的总述部分应首先提出选题,并简明扼要地说明该选题的目的、目前相关课题研究情况、理论适用、研究方法。 开题报告是由选题者把自己所选的课题的概况(即"开题报告内容")，向有关专家、学者、科技人员进行陈述。然后由他们对科研课题进行评议。亦可采用"德尔菲法"评分；再由科研管理部门综合评议的意见，确定是否批准这一选题。开题报告的内容大致如下：课题名称、承担单位、课题负责人、起止年限、报名提纲。报名提纲包括： (1)课题的目的、意义、国内外研究概况和有关文献资料的主要观点与结论； (2)研究对象、研究内容、各项有关指标、主要研究方法(包括是否已进行试验性研究)； (3)大致的进度安排； (4)准备工作的情况和目前已具备的条件(包括人员、仪器、设备等)； (5)尚需增添的主要设备和仪器(用途、名称、规格、型号、数量、价格等)； (6)经费概算； (7)预期研究结果； (8)承担单位和主要协作单位、及人员分工等。 同行评议，着重是从选题的依据、意义和技术可行性上做出判断。即从科学技术本身为决策提供必要的依据。 [2]如何撰写毕业论文开题报告 开题报告的基本内容及其顺序：论文的目的与意义；国内外研究概况；论文拟研究解决的主要问题；论文拟撰写的主要内容（提纲）；论文计划进度；其它。 其中的核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分，以此为基础撰写其他部分。具体要求如下： 1．论文拟研究解决的问题 明确提出论文所要解决的具体学术问题，也就是论文拟定的创新点。 明确指出国内外文献就这一问题已经提出的观点、结论、解决方法、阶段性成果、……。 评述上述文献研究成果的不足。 提出你的论文准备论证的观点或解决方法，简述初步理由。 你的观点或方法正是需要通过论文研究撰写所要论证的核心内容，提出和论证它是论文的目的和任务，因而并不是定论，研究中可能推翻，也可能得不出结果。开题报告的目的就是要请专家帮助判断你所提出的问题是否值得研究，你准备论证的观点方法是否能够研究出来。 一般提出3或4个问题，可以是一个大问题下的几个子问题，也可以是几个并行的相关问题。
《降低反应活化能的酶》教学设计 一、设计理念 根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的生物学科学素养，因此，本节课以自主探究科学发现的过程为设计理念，打破了学生接受记忆教材知识的习惯，关注学生的情感体验和已有的知识经验，切实落实学生的主体性教学。学生通过讨论质疑、设计分析并进一步解决问题，掌握生物科学探究的基本方法，培养和发展获取新知识的能力和实验探究的基本能力。 二、教学目标 1.知识目标 ⑴能说出新陈代谢的概念、酶在新陈代谢中所起的作用及酶作用的本质。 ⑵进一步强化对酶的本质和功能、酶的特性的认识、理解。 ⑶加强酶的应用及酶活性调节的模型的初步认识。 能力目标 ⑴通过课外探究和课堂讨论等，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力； ⑵通过思考分析新情境问题，培养学生的获取信息、处理信息以及科学探究能力和学习方法。 情感态度与价值观目标 ⑴激发科学兴趣,感受科学家实事求是的科学态度和坚韧不拔的意志品质； ⑵养成质疑、求实创新及勇于实践的科学精神和科学态度。 2.教学重难点： ⑴重点：酶的作用、本质及特性。 重点突出方式：学生阅读、思考，概括酶的作用及本质；学生实验探究，观察思考，最后分析实验结果，总结酶的特点。 ⑵难点：控制变量的科学方法，对照实验的设计及模型的分析和应用。 难点突破方法：学生讨论由实验出发设计实验，展示讨论结果，并由其他同学指正，进 一步强调生物探究实验设计的关键。 3.学习方法： 在教学过程中，教师要更多地从具体到抽象，设置思维坡度，循序渐进，逐步地由个别到一般、由现象到本质，培养学生举一反三的思维能力；教师也应要求学生从已知推未知，培养思维的迁移能力、推理能力和想象能力。 4.教学模式 本节课采用“引导——探究”教学模式（设疑导入→引导探索→归纳总结→拓展升华），融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。 三、教学程序（问题情境、引发冲突→师生探讨、提出假设→收集信息(或实验探索) 、得出结论→成果迁移、评价调控→作业布置、强化巩固的教学程序进行。）
脂肪酶综述 摘要：脂肪酶是一类能够催化酯的水解反应以及在非水相体系中催化脂肪酸和醇类发生酯化反应的酶类。随着酶学技术的快速发展，微生物脂肪酶也受到了越来越多的关注作为生物催化剂，脂肪酶一直以来都是生物技术领域中最重要的一类酶。 关键字：脂肪酶，酶活测定，非水相，食品工业应用。 简介：脂肪酶(三酰甘油酯水解酶，EC 3.1.1.3)，是一类广泛存在于多种微生物中的生物催化剂。脂肪酶最早被发现可追溯至1901年，其天然作用底物为三脂酰甘油酯，能够将酯键水解，释放甘油二酯甘油一酯甘油以及游离脂肪酸随着非水酶学的发展，研究者发现，脂肪酶在非水相中能够催化酯化。酯交换以及转酯化反应，并且具有高度的选择性和专一性，已广泛应用于食品、医药、洗涤剂等行业。特别是在食品行业中得到了大量的应用，并逐渐成为食品领域中应用最为广泛的酶类之一。但是，由于目前脂肪酶相对于传统的化学催化剂的生产成本仍然偏高，这是制约脂肪酶工业化应用的主要问题，因此，在了解脂肪酶催化特性的基础上，通过筛选高产菌株，或者改变脂肪酶催化环境等方法提高脂肪酶的产率和利用率，降低利用脂肪酶进行工业化生产的成本是目前急需解决的主要问题。 1、脂肪酶的结构特点 研究表明, 来源不同的脂肪酶,其氨基酸组成数目从270~ 641不等,其分子量为29 000~ 100 000。迄今为止,人们已经对多种脂肪酶进行克隆和表达,并利用X -衍射等手段和定向修饰等技术测定了酶的氨基酸组成、晶体结构、等电点等参数, 确定了组成脂肪酶活性中心的三元组( triad)结构。多数脂肪酶都是单链蛋白, 比如CCL( A) 含有534个氨基酸残基, 其组成3 个小的和11个大的β-折叠及10个α-螺旋。其催化活性三元组由Ser-209、His-449和Glu341组成, Ser-209处于超二级结构折叠-螺旋[β-折叠( 202~208)-α -螺旋( 210~220) ]的转角处。多数成熟的天然蛋白还含有糖类组分, 如CCL( A) 含有4. 2%葡萄糖、甘露糖和木糖等,所以实际测得的分子量比理论分子量偏大[157 223(理论) , 60 000(实测)]。 脂肪酶通过与水/底物界面的相互作用来获得不同的构象状态。在关闭构象状态时“盖子”覆盖在酶的活性位点上。酶难以靠近底物分子而转变到开放构象状态时，催化通道入口打开. 近年来发现“盖子”的作用不仅仅是调节底物靠近活性位点的大门。“盖子”是两性分子结构在关闭状态酶的结构是亲水端面对溶剂，疏水端朝向蛋白质的内部，当酶转变到开放状态时疏水端会暴露出来隐藏亲水残基团，在丝氨酸残基周围形成亲电子域引起脂肪酶的构象改变增加了酶与脂类底物的亲和性，并稳定了催化过程中过渡态中间产物。酶分子周围通常保留一定量的水分，从而保证了脂肪酶在油/水界面和脂相中的自体激活。 2、脂肪酶的来源 脂肪酶是一种普遍存在于生物体的酶类，具有重要的生理学意义，同时也具有工业化应用的潜在可能性脂肪酶能够催化三酰甘油酯水解成为甘油和游离脂肪酸，而在有机相中，脂肪酶则催化酯化酯交换以及转酯化反应。在真核生物体内，脂肪酶参与许多类脂化合物的代谢过程，包括脂肪的消化、吸收、利用以及脂蛋白的代谢，在植物中，脂肪酶存在于储存能量的组织中。脂肪酶在微生物界分布很广，大约65 个属微生物可产脂肪酶，其中细菌有28个属、放线菌4个属、酵母菌10个属、其它真菌23个属，但实际上微生物脂肪酶分布远远超过这个数
第二课时酶的本质 ●教学过程 ［课前准备］ 教师收集有关酶研究的资料，比如酶工程、酶的分类等。学生整理酶本质探索的基本过程，了解这些科学家所作的重要贡献和基本观点。 ［情境创设］ 现在已经知道细胞内的生理活动之所以如此有序地快速进行，酶的作用无可替代，但是19世纪以前，人们对这些所知甚少，人们对酶的认识是科学家不懈努力的结果。 ［师生互动］ 巴斯德和李比希观点的比较 巴斯德李比希1822～1895（法国）1803～1873（德国） 微生物学家、通过显微镜观察化学家，通过对化学变化的研究发现发酵的过程中有酵母菌存在认为糖类变成酒精就是一个化学反应 结论：没有活细胞结论：在这个变化过程中，只有细胞糖类不可能变成酒精死亡之后放出了某些物质起了作用问：从巴斯德研究的领域来看，他得出结论的出发点主要是什么？ 答：巴斯德是微生物学家，他主要强调生物体或细胞的整体作用。 问：从李比希研究的领域来看，它得出结论的出发点主要是什么？ 答：李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。 问：他们的争论被哪位科学家的研究成果平息了？ 答：毕希纳。 请分析毕希纳研究的过程（学生活动）。 实验：酵母细胞研磨加水搅拌加压过滤含酵母细胞的提取液加入葡萄糖。 现象：冒出气泡。 结论：酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样。 酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 问：你认为毕希纳只凭上面的实验能不能说明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样？ 答：不能。 问：那还应做怎样的实验？ 答：对照实验。将酵母菌分成两等份，一半直接加入葡萄糖，另一半通过研磨、过滤等过程来进行，观察结果是否一样 问：有人说毕希那的研究成果与前人无关，你同意这样的观点吗？ 答：不同意。正是由于巴斯德、李比希的研究确定了争论的焦点，使得毕希纳的研究更加具有针对性。 虽然已经确定了酶在物质变化中的作用，但酶到底是什么物质仍然是困扰大家的问题。要研究酶是什么物质，首先要得到纯度较高的酶，然后才能作出鉴定。美国科学家萨姆纳在研究酶究竟是什么过程中作出了杰出贡献。 萨姆纳的研究过程 问：萨姆纳研究哪种酶？是如何确定的？
第五章第1节降低化学反应活化能的酶 二、酶的特性（教案） 衡南二中：廖贵龙 一、教材分析 本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高一生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。 二、教学目标： 1、知识目标：学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。 2、能力目标：学会用准确的语言阐明实验探究的结果。 概述温度和pH影响酶的活性。 4、情感态度价值观：体验科学探究过程,领悟科学探究方法，体现团队合作精神。 三、教学重点： 1、学会控制自变量，观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。 2、学会用准确的语言阐明实验探究的结果。 四、教学难点： 确定和控制对照实验中的自变量和无关变量，观察和检测因变量的变化。 五、学情分析 学生通过上一节课的学习已经有了实验操作基础，这节课的几个实验是在前面的基础上完成的，所以学生对此并不陌生。 六、教学方法 实验法，探究法 七、课前准备 实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容 八、课时安排：1课时 九、教学过程 (一)回顾酶的概念 酶是活细胞产生的具有生物催化功能的有机物 （二）情景导入、展示目标。 教师：通过复习上节课的内容---酶的高效性的实验，导入新课。 提问：酶的催化效率如此高效，酶能否催化任意一个化学反应?
（三）合作探究、精讲点拨。 探究一：酶的专一性 生物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质，而不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸组成的二肽。所以，每一种酶只能催化一种或一类化合物。通过实验可以得出这样的结论：酶的催化作用具有专一性。（这个实验可以叫学生通过淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用课后探究） 提问：酶所催化的反应是不是在任何条件下都能发挥作用呢？ 探究二：温度对酶活动的影响探究三：PH值对酶活性的影响 1.实验分组和实验材料的选择 将学生分组，两小组探究温度对酶活性的影响，另两组探究pH对酶活性的影响。 引导学生对酶材料进行选择。向学生展示α—淀粉酶（工业用酶，适宜温度60℃），还有新鲜的肝脏研磨液，提问：肝脏研磨液里主要包含那种酶？ 问：如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶的影响，合适不合适？ 教师补充：如果我们在实验中设置高温条件，温度不仅会对酶的活性产生影响，还会对化学反应本身的速率产生影响。这样的实验设计就不够严密。建议用α—淀 粉酶来探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶来探究PH对酶活性的影响。 引导学生根据所选材料对要探究的问题做出假设。 指出：控制好变量对于设计一个严谨的、可行性强的实验来说尤为重要。在大屏幕上列出思考问题： （1）你所设计实验的自变量是什么？如何控制？ （2）实验的因变量是什么？反映因变量的指标是？如何对其指标进行检测？ （3）无关变量有哪些？如何进行控制？ 应遵循的原则：对照原则 单一变量原则 等量原则和控制无关变量 2.实验方案设计和讨论 在学生讨论、互评的基础上，总结出比较合理完善的实验设计，将方案展示如下： 温度组： ⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。 ⑵向1～３号试管中各加入１ｍｌα—淀粉酶溶液，向４～６号试管中各加入２ｍｌ淀粉溶液。 ⑶将１号和４号试管放入０℃冰水浴中，２号和５号试管放入６０℃水浴中，３号和６号试管放入１００℃沸水浴中，均保温1分钟。 ⑷分别将置于相同温度下的两支试管中的溶液混合均匀，仍然分别在０℃、６０℃、１００℃条件下保温，让混合液反应５分钟。 ⑸将反应后的三支试管取出，分别加入等量碘液，震荡摇匀，观察溶液颜色变化，是否变蓝及变蓝程度，记录下来。 pH组： ⑴取六支洁净的试管，分别标号1,2，3，4,5和6。 ⑵向1～３号试管中各加入２ｍｌ肝脏研磨液，向 ４～６号试管中各加入２ｍｌH2O2溶液。 ⑶向１号和４号试管中各加入２滴5%的NaOH溶液，向２号和５号试管中各加入２滴蒸馏水，向３号和６号试管中各加入２滴5%的盐酸溶液，静置２分钟。
毕业论文（设计）题目： 广告创意 毕业论文（设计）工作内容：随着社会的进步和科学技术的飞速发展,优秀的富有创意的招贴设计在视觉传达的领域起着越来越重要的作用。通过阐述招贴设计的特征,并结合对自己作品的评析,着重探讨了创意在招贴创作中的重要性。招贴是广告设计中的重要表现形式之一，在公共广告媒介中占有很重要的位置。招贴，又称海报、宣传画，是一种张贴在公共场合，传递信息，以达到宣传目的的印刷广告形式。招贴设计以它独特的方式出现在各种公共场合，远距离就能吸引社会公。众的注意力，具有时效性强、信息传递快等特点。创意是招贴设计的灵魂，彰显个性的构思，出奇制胜的表现，能够使招贴作品具有生命力。创意，是指通过创造性思维、联想、构思，创造出能够表现主题的具有实际意义的艺术化心理过程，是主题概念化、视觉化的思维过程和实际操作过程。创意依附与主题，主题通过创意来表现。 论文题目_____ 广告创意_________________________________________ 指导教师：（签名）年月日 教研室主任：（签名）年月日 学院院长：（签名）年月日 学生姓名：专业：指导教师： 本科毕业论文（设计）开题报告 学院（系）_________________ 专业________________________ 班级________________________ 姓名________________________ 学号________________________ 指导教师________________________ 填表日期________________________ 00 年月说明 1、毕业设计的开题报告是保证毕业设计质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。 2、学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。 3、此表一式二份，交学院装入毕业设计（论文）档案袋。
α-淀粉酶产生菌的研究进展综述 1309030202 刘铭迪 【摘要】：α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。本文对α-淀粉酶产生菌的研究进展进行了相关综述。 【关键词】：α淀粉酶产生菌；耐受；性质；应用 【正文】：α一淀粉酶(α一1，4一D一葡萄糖一葡萄糖苷水解酶)普遍分布在动物、植物和微生物中，是一种重要的淀粉水解酶。它以随机作用方式切断淀粉、糖原、寡聚或多聚糖分子内的α一1，4葡萄糖苷键，产生麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，是工业生产中应用最为广的酶制剂之一。它可以由微生物发酵制备，也可以从动植物中提取。不同来源的α淀粉酶的性质有一定的区别，工业中主要应用的是真菌和细菌α一淀粉酶。目前，α一淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业，是一种重要工业用酶。如在淀粉加工业中，微生物α一淀粉酶已成功取代了化学降解法；在酒精工业中能显著提高出酒率。其应用于各种工业中对缩短生产周期，提高产品得率和原料的利用率，提高产品质量和节约粮食资源，都有着极其重要的作用。 1、α一淀粉酶的性质 不同来源的α一淀粉酶的酶学和理化性质有一定的区别，它们的性质对在其工业应用中的应用影响也较大，在工业生产中要根据需要使用合适来源的酶，因此对淀粉酶性质的研究也显得比较重要。目前关于不同来源仅一淀粉酶性质的研究已经很多，但将它们进行完整归纳的比较少，本文将其性质进行总结，为以后α一淀粉酶的应用提高相关依据。 1．1 底物特异性 α一淀粉酶和其它酶类一样，具有反应底物特异性，不同来源的淀粉酶反应底物也各不相同，通常α一淀粉酶显示出对淀粉及其衍生物有最高的特异性，这些淀粉及衍生物包括支链淀粉、直链淀粉、环糊精、糖原质和麦芽三糖等。 1．2 最适pH和最适温度 反应温度和pH对酶活力影响较大，不同来源的α一淀粉酶有各自的最适作用pH和最适作用温度，通常在最适作用pH和最适作用温度条件下酶相对比较稳定，在此条件下进行反应能最大程度地发挥酶活力，提高酶反应效率。因此，在工业应用中应了解不同的酶最适pH和最适温度，确定反应的最佳条件，最大限度地提高酶的使用效率是很重要的。 通常情况下α一淀粉酶的最适作用pH一般在2到12之间变化。真菌和细菌类α一淀粉酶的最适pH在酸性和中性范围内，如芽孢杆菌仅一淀粉酶的最适pH为3，碱性α一淀粉酶的最适pH在9～12。另外，温度和钙离子对一些α一淀粉酶的最适pH有一定的影响，会改变其最适作用范围。不同微生物来源的α一淀粉酶的最适作用温度存在着较大差异，其中最适作用温度最低的只有25c～30℃，而最高的能达到100c～130c。另外，钙离子和钠离子对一些酶的最适作用温度也有一定的影响。 1. 3 金属离子对酶稳定性的影响 α一淀粉酶是金属酶，很多金属离子，特别是重金属离子对其有抑制作用；另外，巯基，N一溴琥珀酸亚胺，p一羟基汞苯甲酸，碘乙酸，BSA，EDTA和EGTA等对α一淀粉酶也有抑制作用。 2、α-淀粉酶的生产
《酶的特性》教学设计 一、教学目标 1. 知识目标：说明酶的特性。 2. 能力目标： ①通过进行“影响酶活性的条件”的探究，发展科学探究能力，初步学会： 通过观察提出问题、分析问题、解决问题；控制自变量；观察和检测因变量的变化；设计可行的实验方案；实施实验方案；设置对照组和重复实验。 ②正确使用和处理实验器具、实验材料，进行生物学实验操作。 3.情感目标： ①通过进行“影响酶活性的条件”的探究，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。 ②确立积极的生活态度，形成理论联系实际的素养。 二、学情分析 学生已经了解酶的作用与本质，还希望进一步了解酶的特性。新的需要与原有认知水平产生了矛盾，从而产生了学习需要。由于受山区学校实验条件的限制，学生在初中阶段几乎没有接触生物实验，实验操作能力低下，制约着学生通过实验探究活动获取知识、发展探究能力。 三、材料用具 质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液。 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液。质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的NaOH溶液，碘液，斐林试剂。试管，量筒，小烧杯，大烧杯，滴管，试管夹，酒精灯，三脚架，石棉网，温度计，pH试纸，火柴。 四、实验重点 1．合理利用实验器具和材料，针对小组讨论后提出的问题，进行可行的实验方案的设计。 2．实验结果的分析讨论及课程论文的撰写。 3．小组汇报，教师评价。 五、实验难点
1．实验变量的控制； 2．影响酶的特性的因素的控制。 六、教学流程 本节课教学设计一共分为6个环节，包括创设情境、发现问题、确定方案、实施实验、交流反思、知识应用。教学流程如下： 阅读资料，小组讨论，设计酶的特性探究实验方案： 组间讨论交流：对设计的实验方案进行可行性讨论。 实验实施：小组成员配合，进行实验。 小组汇报，组间交流：各小组选派一名同学汇报报实验结果、分析和结论，实验收获等。其他小组提问，组间进行交流；教师向小组每位成员提问，考察学生参与实验的情况、分析问题解决问题的能力等。 评价：小组自己评价，小组间相互评价，教师评价。 数据处理：根据实验数据绘制各种表格、图表。 七、教学过程设计 环节1、课前准备，筹备探究 （1）学生分组 我们山区学校条件有限，班上学生人数较多，为了使探究能顺利地进行，并达到提高学生探究能力的目的，课前分组非常关键。每三位学生为一小组，为了防止造就“消极被动、偷懒作假”的学生，每一小组的成员包括不同层次探究能力的学生，并分工承担操作员、记录员、汇报员等角色，由学生推荐一位小组长，实行组长负责制，带领小组成员分工合作，并协助教师维持课堂纪律。 （2）资料的准备 组织学生查找有关酶的资料，带到课堂展示。 （3）材料用具 （质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液，新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液。 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液。质量分数为5%的盐酸，质量分数为5%的NaOH溶液，碘液，斐林试剂。试管，量筒，小
酶的特性 第2节一．教材版本及章节普通高中课程标准实验教科书《分子与细胞（必修1）》（人教版）第五章第一节第二部分。二．内容分析酶是生物新陈代谢过程中的重要物质，是多项生物化学反应的联系纽带。光合作用和细胞呼吸这两个过程由许许多多的生物化学反应组成，这些反应都需要酶的参与。因此，本节内容即酶的三个特性是本章的基础。即酶的高效性、酶的专一性及酶的作用条件较温和。本节的“科学·技术·社会”，通过多个侧面，体现出酶与人类社会生活的密切关系。课时安排：一课时三．教学目标①知识目标理解酶的特性；理解酶特性的实质和意义；②能力目标通过多种方式的教学活动，对学生进行思维能力、语言表达能力、分析和实验操作能力以及用学到的生物学知识解决某些实际问题能力的培养；③情感、态度、价值观目标通过参与酶的特性的实践，使学生体验设计对照实验的科学思想，促进质疑、求实、实践的科学精神和科学态度的养成，通过探讨、交流，促进探索、创新、合作精神的养成。四．教学重点酶的特性和实质及影响酶活性的条件的探究方法。五．教学难点组织学生设计，实践，主动探究酶的特性，分析实验结果，准确描述影响
酶活性的各种因素。六．多媒体及实验器材电脑、投影仪、视频展示仪、powerpoint课件；试管、滴管、试管架、火柴、卫生香、酒精灯、试管夹、小烧杯、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计、玻璃棒、ph试纸、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、稀释200倍的新鲜唾液溶液、新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数3%的蔗糖溶液、质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的naoh溶液、蒸馏水、热水、冰快、碘液、斐林试剂。各代表展示实验结果 教师提问，适当补充 学生归纳总结，反馈练习 结束 开始 新课导入 酶的特性 分组设计实验方案 回忆推理 教师指导 各代表组介绍实验方案
石家庄学院 毕业设计开题报告撰写说明 开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师审查签署意见后生效。学生查阅资料的参考文献应在5篇以上（不包括辞典、手册），开题报告字数不少于1500字。相关内容格式要求如下 1.字体字号要求 （1）开题报告要统一打印，采用计算机排版、A4纸纵向打印。正文用宋体小四号字，版面上下空2.5cm，左右空2.8cm，左侧装订； （2）标题用三号黑体字，加粗，居中； （3）一级标题用小三号黑体字，加粗； （4）二级标题用四号黑体字，加粗； （5）三级标题用小四号黑体字（不加粗）； （6）正文为小四宋体，行间距为18磅，外文用Times New Roman 字体,首行缩进。 （7）各层标题与段前、段后间距为0.5行，左对齐。 2.数字和日期时间 （1）测量、统计数据一律用阿拉伯数字并正确使用法定计量单位，如5.25 km，-123.09，21 337等； （2）4位以上的数字一般不采用千分位号，而采用四分之一字的空隙，如34 567 890而不写作34,567,890等； （3）小于10的数字时，一般不宜用阿拉伯数字； （4）固定用语、词组、缩略语等也不采用阿拉伯数字，如第三世界，三叶虫，相隔十万八千里等； （5）数字较大时，采用科学记数法，如：10 000可写成1×104等； （6）乘法符号一般不用“·”而使用“×”； （7）日期用阿拉伯数字，如20世纪90年代，2007年11月27日或2008-11-27等，不采用08年等表达方式。 （8）时刻表达一般采用中文计量单位，如上午8时45分，也可
文献综述 生物工程 纤维素酶的概述 【摘要】纤维素作为地球上分布广，含量丰富的碳水化合物，它的降解是自然界碳素循环的中心环节。纤维素的利用和转化对于解决目前世界能源危机，粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。本文就纤维素酶的应用进行一个简要的概述。 【关键词】纤维素酶；纤维素酶的实际应用：应用前景 1. 纤维素的概况 1.2 纤维素酶的分类 纤维素酶的组成比较复杂,通常所说的碱性纤维素酶是具有3～10 种或更多组分构成的多组分酶。根据其作用方式一般又可将纤维素酶分为3 类: 外切β- 1, 4-葡聚糖苷酶( 简称CBH) 、内切β-1, 4- 葡聚糖苷酶( 简称EG)和β- 1, 4- 葡萄糖苷酶( 简称BG) [1]。在这3 种酶的协同作用下,纤维素最终被分解成葡萄糖。到目前为止, 还没有能够在碱性条件下分解天然纤维素的纤维素酶。碱性纤维素酶是一种单组分或多组分的酶, 只具有内切β- 1, 4- 葡聚糖苷酶( 又称CMC酶) 的活性, 有的还与中性CMC 酶组分共存[2]。 1.3 纤维素酶的作用机理 纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时, 可促进植物细胞壁的溶解使更多的植物细胞内溶物溶解出来并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质, 有利于动物胃肠道的消化吸收[3]。同时, 纤维素酶制剂可激活内源酶的分泌, 补充内源酶的不足, 并对内源酶进行调整, 保证动物正常的消化吸收功能, 起到防病、促生长的作用, 消除抗营养因子,促进生物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生粘性溶液, 增加消化物的粘度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶可降低粘度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分接触面积, 促进饲料的良好消化。而纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物, 在这种多酶复合体系中一种酶的产物可以成为另一种酶的底物, 从而使消化道内的消化作用得以顺利进行[4]。也就是说纤维素酶除直接降解纤维素, 促进其分解为易被动物所消化吸收的低分子化合物外, 还和其他酶共同作用提高奶牛对饲料营养物质的分解和消化[5] 2. 纤维素酶的一些历史及研究成果 在吴琳,景晓辉,黄俊生[3]的产纤维素酶菌株的分离，筛选和酶活性测定中，他们利用“采样—培养—分离单菌落—初筛—复筛—测OD值”的方法筛选出分解纤维素能力较强的菌株。[结果]经反复培养和划线分离从80份样品中初选出35株具有分解纤维素能力的菌株。其中10株由白转绿,长势较
《酶的特性》教案设计 杨建忠（江苏省靖江高级中学214500） 1 课前分析 1.1 教材分析 本节教材内容包括“酶具有高效性”、“酶具有专一性”、“影响酶活性条件的探究与分析”三大内容。其中“酶具有高效性”的内容，在前一课的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中学生已自我构建。有关“酶具有专一性”的内容，隐含着同一种酶对不同底物的作用和不同的酶对同一种底物的作用的内容，对于这一内容，只要引导学生对前一节所学实验就底物和酶进行改变，通过亲自实验及分析，很容易突破。因此，“影响酶活性的条件”的探究实验是本节课的重心所在，而这一内容所包含的实验方案设计、实验操作过程及实验结果分析，既是前面所学的“酶的作用与本质”知识的延续和进一步理解，又是学生以后学习影响光合作用和呼吸作用因素知识与技能的基础，同时又是培养学生生物科学研究素养非常好的内容，对学生学习与研究生命科学的兴趣将产生较大的影响。 1.2 学情分析 本节课之前，学生已具备了以下与本节学习相关的知识和技能：①科学探究的一般程序“提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究”。②探究H2O2酶对H2O2分解的实验技能，即对照实验的设计与操作方法、自变量和无关变量的分析与控制方法。然而，有关影响酶条件的实验方案设计，对学生而言，要求较高，存在相当大的困难，为此采取后述的教学设计思路来突破这一困难。 1.3 课时分配：1课时。 2 教学设计思路 新课伊始，首先对学生所熟悉的实验进行更改探究，用以在复杂的自主设计与活动之前，给学生一个思考与设计的启示，以便循序渐进，逐层深入。 在“pH、温度对酶活性影响”的实验设计与探究的过程中，利用预设的一些思考性问题及学生之间的即时自评，对学生的活动过程予以引导与控制。这一处理策略至关重要，关系着探究过程的成败，关系着教学目标的达成度；同时，学生实验过程中，还会因诸如试剂的用量、量筒与试管的洗涤、滴管的混用等许多原因，导致实验出现误差，对此，教师课前一定要进行充分的预设，以便帮助学生迅速合理地找出原因。 在“温度对酶活性影响”实验实施过程中，有长达十多分钟的保温时间，为了充分提高教学目标的达成度，穿插进行已建构知识的应用练习。 在学生自主提出问题时，可能会提出许多合理的问题，由于课时的限制，不可能一一进行课堂探究，但又不能扼制学生的质疑精神，为此，应鼓励学生进行课后
先进制造技术工程中心毕业设计（、论文 南京工程学院 文开红题色报告范例 字体及文 本框部分 ':匀为填写 说明，看 后请删 除！ -------- 先进制造技术工程中心 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目： SKRT32数控回转工作台设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班级： D 机加工051 学号：_ 学生姓名： XXX XXX 2009年3月 填：自然科学基金与部、扌省导教师 级以上科研课题；企、事业单位 委托课题；院级基金课题；自拟 课题。 填：工程设计；工程技术研究； 软件工程（如CAI 课题等）；文 献型综述；其它。 本科毕业设计（论文）开 _________ 课题名称 SKRT32数控回转工作台设计
英文书籍引用：作 者.书名.岀版社, 出版年：起止页码 英文期刊文章引用：作 者.题名.期刊名，岀版 年份，期号：起止页码 文 献 综 述 ------------------------------------------------------------ （文献序号用上标标注） （一定要结合课题来写！！） 进入21世纪，我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备 发展的良机，也遭遇到加入 WTO 后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲，加速推 进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。而从国际上来说，代表机床制造业 最高境界的是五轴联动数控机床系统 ⑴，从某种意义上来说，反映了一个国家的工业发展 水平状况。长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作 为他们重要的战略物资，由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之 NC 程序制作较 难，使五轴系统难以“平民”化的应用。 数控转台的发展趋势是 [2-4] :在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台；在性能 上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；在形式上继续研 标准引用：主要责任者，标 制多轴并联，甚至于五轴并联的回转式数控转台。 准编号，标准名称.岀版 地：出版者，出版年 …… 数控回转工作台除了可以实现数控机床的圆周进给运动之外，还可以完成精确的自动 分度运动呵。回转工作台与 X 、Y 、Z 三个坐标轴联动，它以水平方式安装于主机工作台面 上，工作时，利用主机的控制系统或专门配套的控制系统，完成与主机相协调的各种加工 的分度回转运动。工作台上可安装板、盘或其它形状较复杂的被加工零部件，从而实现等 分的和不等分的连续的孔、槽以及曲面的加工，且能达到很高的精度。另外也可和非数控 一 门配套的控制系统，独立完成等分的，不等分的以及连续的分度、圆弧 英文文章引用：作 曲弧曲面的加工， 者. 题名参期刊献：， 出版年，期号：起 止页 码 1 、吴祖育? 控机床发展的新趋势?机电产品开发与创新， 它是各类数控机床理想的配套附件。 <. 按在文章中岀现的顺序，按规定标注 数控机床?上海：上海科学技术出版社, 书籍引用：作者.书名.出版 98地:：出版社，岀版年份：弓I 用起 2005， 5： 7-9 .北京：机械工业岀版社, 2004 4、 MORIWAKI. Development of intelligent monitoring and optimization of cutting process for CNC turning. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2006, 2: 106-109 5、Xiao-Sha n Gao and Dongming Wang. NC Tech no logy and Applicati ons. Academic Press, 2000: 20-27 期刊文章引用：作者?论文题目期刊 名，岀版年份，期号：引用起止页码 1 3、机械设计手册编委会 ，机械设计手册