课题3酵母细胞的固定化 固定化酶和固定化细胞技术 [自读教材·夯基础]
1.概念
利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。
2.方法
(1)包埋法:多适于细胞的固定化;
(2) }化学结合法
物理吸附法多适于酶的固定化。
3.载体
包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法,而
固定化细胞则常采用包埋法。
2.制备固定化酵母细胞的基本步骤是:酵母细胞
的活化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶
液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵
母细胞。
3.配制海藻酸钠溶液浓度过高,则难以形成凝胶
珠;若浓度过低,则固定的酵母细胞少,影响
实验效果。
4.配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。
5.固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重
复利用,降低了成本,又提高了产品质量.
4.优点
(1)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,可以反复利用.
(2)固定化细胞技术制备的成本低,操作容易。
5.实例-—高果糖浆的生产
(1)原理:葡萄糖错误!果糖。
(2)生产过程:
①将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入.
②使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触。
③转化成的果糖,从反应柱的下端流出.
(3)反应柱:酶固定在一种颗粒状的载体上,再将其装入反应柱内,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通过。
(4)优点:反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。
1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收,不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量,该如何解决这一问题?
提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离,还可重复利用。
2.固定化酶和固定化细胞一般采用什么方法?为什么?
提示:固定化酶常用化学结合法或物理吸附法。因酶分子小,易从包埋材料中漏出,故一般不用包埋法进行固定。固定化细胞常用包埋法,因个大的细胞难以被吸附或结合。
3.从操作角度来考虑,你认为固定化酶技术与固定化细胞技术哪一种方法更容易?哪一种方法对酶活性的影响更小?
提示:固定化细胞技术。固定化细胞技术。
4.固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应,应该选择哪种方法?
提示:一系列酶;固定化细胞技术。
5.如果反应物是大分子物质,又应该采用哪种方法?为什么?
提示:固定化酶技术.因为大分子物质不容易进入细胞内,如果采用固定化细胞技术会使反应效率下降。
[跟随名师·解疑难]
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
成本高,影响产品质量子物质,反应效率下降
[特别提醒]
(1)固定化细胞使用的都是活细胞,在反应时需要适宜的生存条件。
(2)由于被固定的细胞保证了完整性,酶的环境改变较小,所以对酶活性影响不大。
酵母细胞固定化
的实验操作
[自读教材·夯基础]
1.制备固定化酵母细胞
2.用固定化酵母细胞发酵
(1)操作步骤:将用蒸馏水冲洗过的固定好的酵母细胞(凝胶珠)
错误!用于发酵的葡萄糖溶液中。
(2)现象错误!
1.在配制海藻酸钠溶液时,用小火加热并不断搅拌的目的是什么?
提示:防止海藻酸钠焦糊。
2.为什么海藻酸钠溶液要冷却后才能加入酵母细胞?
提示:防止温度过高杀死酵母菌.
3.将凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡30 min的作用是什么?
提示:使胶体聚沉,以便形成稳定的结构。
[跟随名师·解疑难]
1.制备固定化酵母细胞的注意事项
(1)在缺水状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态。酵母细胞需要的活化时间较短,一般为0。5~1 h,但实验时需要提前做好准备。
(2)酵母细胞活化时体积会变大,因此活化前应该选择体积足够大的容器,以避免酵母细胞的活化液溢出。
(3)加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环,关系到实验的成败,一定要按照教材的提示进行操作。加热时要用小火,或者间断加热,反复几次,直到海藻酸钠溶化为止。
(4)海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量。如果海藻酸钠
浓度过高,将很难形成凝胶珠;如果浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞的数目少,影响实验效果.
(5)溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温,否则会因温度过高而导致酵母菌死亡。
(6)可利用海藻酸钠制成不含酵母菌的凝胶珠,用作对照.
(7)刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡30 min左右,以便形成稳定的结构。检验凝胶珠的质量是否合格,可以使用下列方法:一是用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果凝胶珠不容易破裂,没有液体流出,就表明凝胶珠制作成功。二是在实验桌上用力摔打凝胶珠,如果凝胶珠很容易弹起,也能表明制备的凝胶珠是成功的。
2.实验结果分析与评价
(1)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再做尝试。
(2)利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味,而不含酵母菌的凝胶珠所做的对照实验则无此现象。
固定化酶和固
定化细胞
[例1] 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.在固定化酶的应用中,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
[解析]固定化酶不像普通酶那样对环境要求那么高,耐受性也比较好,和溶解氧没什么关系;利用固定化酶降解水体中有机磷农药,不需要提供营养条件;利用固定化酵母细胞进行发酵,糖类不仅是反应底物,同时也作为碳源来提供能量和营养。
[答案]A
归纳拓展
(1)固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶,具体来说,是指经物理或化学方法处理,使酶变成不易随水流失即运动受到限制,而又能发挥催化作用的酶制剂,不会比一般酶制剂的生物活性更强。
(2)固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢,可以像游离的
细胞一样用于发酵生产.
制备固定化
酵母细胞
[例2]根据下面制备固定化酵母细胞实验的流程回答问题:
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)在________状态下,微生物处于休眠状态.活化就是让处于休眠状态的微生物恢复________状态。活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时________________。
(2)影响实验成败的关键步骤是________________________________________。
(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目________.
(4)观察形成的凝胶珠的颜色和形状:如果颜色过浅,说明______________;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明________________________________________.
(5)制备固定化酶不宜用包埋法,为什么?_________________________________
______________________________________________________
__________________.
[解析](1)酵母菌在干燥时,处于休眠状态,需加水活化,否则制成的固定化酵母菌在发酵时酶活性较低且酵母菌增殖缓慢。(2)该实验的关键是海藻酸钠溶液的配制.(3)如果海藻酸钠的浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母菌细胞的数目减少,影响实验效果.(4)如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母菌数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再做尝试。(5)由于酵母菌细胞个体较大,不易从包埋材料中漏出,故细胞的固定化一般采用包埋法。
[答案] (1)缺水正常的生活体积增大(2)配制海藻酸钠溶液(3)减少(4)固定的酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高,制作失败(5)因为酶分子很小,容易从包埋材料中漏出易错提醒
(1)选用的干酵母要具有较强的活性,而且物种要单一。
(2)溶解CaCl2时勿用自来水,以免杂质离子影响实验结果。
(3)固定化酵母细胞时,应将海藻酸钠与酵母细胞的混合液用注射器缓慢滴加到CaCl2溶液中,而不是注射,以免影响凝胶珠的形成。
[随堂基础巩固]
1.下列关于固定化酶技术的说法,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.固定化酶是将酶固定在一定空间的技术
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,不足是无法催化一系列酶促反应。
2.分析下图,与用海藻酸钠作载体制备固定化酵母细胞相似的是( )
解析:选D A是吸附法,B是化学结合法,C、D是包埋法,C一般是将酶包埋在细微网格里,D是将酶包埋在凝胶中.制备固定化酵母细胞采用包埋法,即将酵母菌包埋在海藻酸钠制成的凝胶中,与D相似。
3.下列说法错误的是()
A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B.固定化酶更适合采用化学结合法和物理吸附法
C.由于细胞个大,而酶分子很小,因此细胞多采用物理吸附法固定
D.反应物是大分子物质时应采用固定化酶
解析:选C 由于细胞个大,酶分子很小,个大的细胞难以被吸附或结合,而个小的酶容易从包埋材料中漏出。因此,细胞多采用包埋法固定,酶更适合采用化学结合法和物理吸附法固定。
4.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是()A.可用包埋法制备固定化酵母细胞
B.反应产物对固定化酶的活性没有影响
C.葡萄糖异构酶在固定前后专一性不同
D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应
解析:选A 细胞难以被吸附或结合,固定化细胞多采用包埋法;反应产物积累能影响酶的结构,从而使酶的活性下降;葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变;固定化细胞固定的是一系列的酶,可以催化一系列的反应,但不能催化各种反应底物的一系列反应.
5.某实验小组的同学制备固定化酵母细胞的过程如下:
①活化酵母细胞:称取定量干酵母与定量蒸馏水混合并搅拌,使酵母细胞活化。
②配制CaCl2溶液:将无水CaCl2溶解在定量蒸馏水中,配制成一定浓度的CaCl2溶液。
③配制海藻酸钠溶液:用定量的海藻酸钠直接溶解在定量的蒸馏水中,配制成溶液。
④海藻酸钠溶液和酵母细胞混合:将活化的酵母细胞迅速加入刚配制成的海藻酸钠溶液中,充分搅拌混合均匀。
⑤固定化酵母细胞:用注射器以恒定的速度缓慢将海藻酸钠和酵母细胞混合液滴加到配制好的CaCl2溶液中,观察凝胶珠的形成。
(1)请你改正其中两处错误的操作:
第一处:__________________________________________________________ _______
________________________.
第二处:__________________________________________________________ ______
______________________.
(2)刚形成的凝胶珠要在CaCl2溶液中浸泡30 min左右,目的是__________________。
(3)如果制作的凝胶珠颜色过浅,呈白色,则说明海藻酸钠浓度________(填“过低”或“过高”).
(4)研究发现,固定化强度强的酵母颗粒发酵效果好,且稳定性高、使用寿命长。某机构利用上述装置,将2%、2。5%、3%的海藻酸钠分别用2%、3%、4%的X溶液进行凝胶化处理,所得到的固定化酵母颗粒的强度及在28 ℃下发酵48 h后的酒精产量见下表:
可以看出,随着X溶液浓度的增加,__________增加;凝胶固定化效果较好的海藻酸钠与X溶液的浓度分别是__________、__________。
解析:溶解海藻酸钠时需注意用小火间断加热,然后将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温后,再加入酵母菌充分搅拌混合均匀,以防止高温杀死酵母菌。分析表格可知,随着X溶液浓度的增加,酵母细胞的固定化强度增加,固定化强度和产酒精量都较大的海藻酸钠与X溶液浓度分别是2%、4%。
答案:(1)③海藻酸钠溶解应小火或间断加热至完全溶化④海藻酸钠溶液应冷却至室温再加入已活化的酵母细胞(2)让凝胶珠形成稳定的结构(3)过低(4)固定化强度2% 4%
[课时跟踪检测]
(满分50分时间25分钟)
一、选择题(每小题3分,共24分)
1.下图中所示的固定化酶技术中属于包埋法的一组是()
A.①②B.①③④
C.①④D.③④
解析:选D 包埋法即将酶包埋于网格或胶囊中(如图中③④所示),图中①为吸附法,②为化学结合法.
2.下列关于固定化酶的说法正确的是( )
A.酶被固定在不溶于水的载体上,可反复利用
B.酶作为催化剂,反应前后结构不改变,所以固定化酶可永远利用下去
C.酶由于被固定在载体上,所以丧失了高效性和专一性
D.被固定化的酶其活性部位完整,所以不受高温、强碱、强酸等条件影响
解析:选A 固定化酶可以被反复利用,但并非能永远利用下去;固定化酶是将酶分子结合在特定支持物上且不影响酶的功能,不会使酶丧失高效性和专一性;固定化酶的活性仍受温度、pH等环境条件的影响。
3.酶的固定化是将酶束缚或限制于一定区域内,使其进行酶促反应后可回收及重复利用的一类技术。下列关于固定化酶技术的叙述,错误的是()
A.为使葡萄糖液与葡萄糖异构酶充分接触生产果糖,葡萄糖液应从固定化酶反应柱下端注入
B.制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法
C.固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性
D.用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆可以大幅度提高产量解析:选A 葡萄糖液应从固定化酶反应柱的上端注入,使葡萄糖液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖。制备固定化酶的方法主要有化学结合法和物理吸附法。固定化酶固定时可能会对酶造成损伤而影响其活性。
4.下列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.固定化酶生物活性强,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,以降低生产成本,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,并不是因为生物活性强而长久使用.单纯从生物活性方面分析,固定化酶与一般酶制剂的活性差别不大.
5.下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法正确的是()
A.高果糖浆的生产需要使用果糖异构酶
B.在反应柱内的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物进入
C.将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖从反应柱下端流出
D.固定化酶技术复杂,成本较高
解析:选C 生产高果糖浆时所用的酶应为葡萄糖异构酶,将这种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,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通过。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本.
6.右图为某同学利用海藻酸钠固定化酵母细胞的实验结果,出现此结果的原因不可能是( )
A.海藻酸钠溶液浓度过高
B.酵母细胞已经死亡
C.注射器推进速度过快
D.注射器距离CaCl2溶液液面太近
解析:选B 题图中把海藻酸钠与酵母细胞混合后注射到CaCl2中形成的凝胶珠大小不均匀,可能是由A、C、D选项中的原因造成的,但酵母细胞死亡不会导致此结果。
7.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时,为了能产生酒精,下列措施错误的是()
A.向瓶内泵入氧气
B.应将装置放于适宜的条件下进行
C.瓶内应富含葡萄糖等底物
D.将瓶口密封,效果更好
解析:选A 在无氧条件下酵母细胞才能发酵产生酒精和CO2,保证无氧条件的措施是将瓶口密封。酵母细胞无氧发酵产生酒精时需要适宜的条件,如温度、pH以及底物葡萄糖等。
8.下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作,图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图,下列叙述错误的是( )
A.刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液B.图1中X溶液为CaCl2溶液,其作用是使海藻酸钠形成凝胶
珠
C.图2发酵过程中搅拌的目的是使培养液与酵母菌充分接触
D.图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中解析:选A 在该实验中,将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温,再加入已活化的酵母细胞,否则高温会导致酵母细胞死亡;实验中氯化钙溶液的作用是使海藻酸钠形成凝胶珠;固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2~3次,再将其转移至10%的葡萄糖溶液中,并用搅拌器搅拌,目的是使培养液与固定化酵母细胞充分接触,有利于发酵的正常进行.
二、非选择题(共26分)
9.(14分)某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全.请回答下列问题:
(1)制备固定化酵母细胞的过程为:
①使干酵母与________混合并搅拌,使酵母菌活化;
②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中,配成CaCl2溶液;
③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液;
④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀;
《酵母细胞的固定化》教学设计 人教版·普通高中课程标准实验教科书·生物·选修1 【教学目标】 1.说出固定化酶和固定化细胞的作业和原理。 2.尝试制备固定化酵母细胞,并利用固定化细胞进行酒精发酵。 【学情分析】 本课题是人教版选修一《生物技术实践》中专题4酶的研究与应用中的内容,学生在必修一里已经学习了有关酶和细胞呼吸的知识,而本课题涉及的固定化细胞技术是这两个知识在生产中的应用。课标中要求尝试制备固定化酶应用,但由于技术要求高,固定化酶的作用、原理及其在生产中的应用,主要是通过高果糖浆的生产实例来了解。固定化细胞技术难度较低,由于实验条件限制,我也只是通过视频让学生了解固定化酵母细胞技术的操作,然后让学生了解利用固定化细胞技术酿酒。 【教学重点】 制备固定化酵母细胞 【教学难点】 制备固定化酵母细胞 【教学过程】 自主学习与合作探究 知识点一: 基础知识 (一)课题背景 酶:优点:催化效率,低耗能、低污染,广泛应用各个领域。 问题:对环境条件,易失活;很难,不能再次利 用,提高了生产成本;反应后混合在产物中,如不除去, 会影响产品质量。 设想:将酶固定在的载体上。 固定化酶:优点:既能,也能,同时还可 以被利用。 问题:一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实践中,很多产
物的形成都是通过一系列的酶促反应才能得到的 设想:将合成酶的直接固定。 固定化细胞:优点:成本更,操作更。 (二)固定化酶的应用实例 合作探究: 1.在高果糖浆的生产中,未加固定化酶存在哪些问题? 2.结合教材49页图示,说明其工作原理。 (三)固定化细胞技术 1.概念:固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定在一定空间的技术。 2.方法:、和法。 合作探究: 1. 概述固定化酶更适合哪种方法?为什么?那么固定化细胞呢? 2. 三种方法从操作角度看,哪种方法更容易?哪种方法对酶活性影响更 小? 3. 固定化细胞固定的是一种酶还是一系列酶?如将微生物的发酵过程变成 连续的酶反应,应选哪种?反应物为大分子又应选哪种? 4. 包埋法常用的载体是哪些? 知识点二: 实验设计 制备固定化酵母细胞及发酵流程: 配制溶液配制溶液 混合 冲洗发酵 合作探究: 1. 如何理解活化? 2. 加热溶化海藻酸钠时注意什么?为什么? 3. 为什么海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞并不断搅拌? 4. 将海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合液注入CaCl2溶液时应注意什么? 5. 发酵时冲洗2-3次目的是什么?以及发酵的温度,时间各为多少?
专题4 酶的研究与应用 课题3 酵母细胞的固定化 1.下列关于使用固定化酶生产高果糖浆的说法,正确的是( ) ①生产高果糖浆需要使用果糖异构酶②在反应柱的顶端装上分布着许多小孔的筛板,防止异物的进入③将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,果糖溶液从反应柱的下端流出④反应柱可以降低生产成本,提高果糖的产量和质量 A.①②B.②③ C.③④D.①④ 解析:反应柱的底端装有分布着许多小孔的筛板,酶颗粒无法通过筛板上的小孔,葡萄糖溶液从反应柱的上端注入,流经反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触,使葡萄糖转化成果糖,从反应柱的下端流出。反应柱能够连续使用,大大降低了生产成本,有利于果糖的生产。 答案:C 2.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,正确的是( ) A.可用包埋法制备固定化酵母细胞 B.反应产物对固定化酶的活性没有影响 C.葡萄糖异构酶固定前后专一性不同 D.固定化细胞可以催化各种反应底物的一系列反应 解析:细胞难以被吸附或结合,固定化细胞多采用包埋法,A项正确;反应产物积累能影响酶的结构,从而使酶的活性下降,B项错误;葡萄糖异构酶在固定前后专一性不变,都是催化葡萄糖转化为果糖,C项错误;固定化细胞固定的是一系列的酶,可以催化一系列的反应,但不能催化各种反应底物的一系列反应,D项错误。 答案:A 3.下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述,错误的是( ) A.酶具有多样性,固定化酶能够催化一系列酶促反应 B.CaCl2溶液能够使海藻酸钠形成凝胶珠 C.滴加酵母细胞与海藻酸钠混合液过快,会使凝胶珠带有尾巴 D.固定化细胞可重复利用的前提是防止其他微生物的污染 解析:固定化酶只能催化一种或一类酶促反应。 答案:A 4.下列关于固定化酵母细胞的制备步骤中不恰当的是( ) A.应使干酵母与蒸馏水混合并搅拌,以利于酵母细胞活化 B.配制海藻酸钠溶液时要用小火间断加热的方法
专题4《酶的研究与应用》测试题 一、单选题(共25小题,每小题2.0分,共50分) 1.在用果胶酶处理苹果泥时,为了使果胶酶能够充分地催化反应,应采取的措施是() A.加大苹果泥用量 B.加大果胶酶用量 C.进一步提高温度 D.用玻璃棒不时地搅拌反应混合物 2.下列关于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的叙述,错误的是() A.从酶的固定方式看,吸附法比化学结合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药 C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶和过氧化氢酶,不能反复使用 D.固定化酶和固定化细胞的目的是限制酶与反应物接触,控制反应速度 3.下列有关固定化技术的叙述错误的是() A.从操作角度来考虑,固定化细胞比固定化酶更容易 B.固定化细胞比固定化酶对酶活性的影响更小 C.固定化细胞固定的是一种酶 D.固定化酶和固定化细胞的共同优点之一就是可以重复使用 4.某物质常温下能分解果肉细胞壁中的果胶,提高果汁产出量,使果汁变得清亮。下列对该物质的叙述正确的是() A.该物质由氨基酸和核苷酸组成 B.该物质能分解果肉细胞壁中的纤维素 C.该物质在低温条件下会失去活性 D.该物质在蛋白酶作用下可能会被降解 5.加酶洗衣粉能够除去衣物上的顽固油渍,则它含有() A.脂肪酶 B.蛋白酶 C.淀粉酶 D.氧化酶 6.下图中所示的酶固定化技术中属于包埋法的一组是()
A. ①① B. ①①① C. ①① D. ①① 7.下表为某加酶洗衣粉的产品说明,则下列叙述不正确的是() ①这种洗衣粉较容易清除衣物上的奶渍、蛋清污渍等①温水条件下该碱性蛋白酶的活性最高①该洗衣粉可以洗涤各种污渍①该碱性蛋白酶能够将蛋白质水解成氨基酸或小分子的肽链①羊毛、丝质类衣物可以用该洗衣粉洗涤 A. ①① B. ①① C. ①① D. ①① 8.下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合理的是() A.先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度 B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度 C.相同pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果 9.下列有关实验的分析,错误的是() A.对洋葱根尖解离不充分,会观察到细胞重叠 B.制作腐乳时加盐过多,会导致腐乳过硬、影响口味 C.利用血细胞计数板进行酵母菌计数时,统计值比实际活菌数多 D.固定化酵母细胞时,凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡时间过长,会使固定细胞偏少 10.下列关于果胶酶的叙述,错误的是() A.高温和低温均能破坏酶的空间结构使果胶酶失去活性 B.果胶酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
专题4 酶的研究与应用 课题4.3 酵母细胞的固定化 一、【课题目标】 (一)知识与技能 1、识记固定化技术的常用方法 2、理解固定化酵母细胞的制备过程 3、知道固定化酶的实例 (二)过程与方法 1、固定化细胞技术 2、制备固定化酵母细胞的过程 (三)情感、态度与价值观 通过固定化技术的发展过程,培养科学探究精神,同时领会研究的科学方法 二、【课题重点】 制备固定化酵母细胞 三、【课题难点】 制备固定化酵母细胞 四、【教学方法】 启发式教学 五、【教学工具】 多媒体课件 六、【教学过程】 (一)引入新课 在应用酶的过程中,人们发现了一些实际问题: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;溶液中的酶很难回收,提高了生产成本,也可能影响产品质量。在本课题中,我们将动手制备固定化酵母细胞,体会固定化酶的作用 (二)进行新课 1.基础知识 1.固定化酶的应用实例――生产高果糖浆 (1 (2)葡萄糖异构酶固定:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上,装入反应柱中。 (3)高果糖浆的生产操作(识图4-5反应柱): 从反应柱上端注入葡萄糖溶液,从下端流出果糖溶液,一个反应柱可连续使用半年。 2.固定化技术的方法(识图4-6固定方法): 将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么?吸附法。 〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定(酶、细胞);若将蛋白质变成氨基酸,应当固定(酶、细胞)。 3.固定细胞的材料: 固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等 2.实验设计 1.制备固定化酵母细胞 (1)酵母细胞的活化: 1g干酵母+10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h,使之活化。 〖思考3〗活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。 (2)配制CaCl2溶液: 0.83gCaCl2+150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。 (3)配制海藻酸钠溶液: 0.7g海藻酸+10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火(或间断)加热,并不断搅拌,使之溶化→蒸馏水定容到10mL。 〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么?防止海藻酸南焦糊。 (4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合: 将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化酵母细胞液,搅拌后吸入到注射器中。 〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞? 防止高温杀死酵母细胞。 (5)固定化酵母细胞: 以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中,形成凝胶珠状颗粒。 2.固定化酵母细胞的发酵 (6)冲洗:将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次。 (7)发酵:150mL10%葡萄糖+固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。 〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封? 酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。 〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的?酵母菌进行无氧呼吸产生的。 〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中,需要无菌操作码? 需要。 3.发酵操作
人教版高中生物选修一专题4《酶的研究与应用》word导学案-生物知识点总结 专题4酶的研究与应用 第12课时果胶酶在果汁生产中的作用 目标导航 1.简述果胶酶的作用。2.检测果胶酶的活性。3.探究温度、pH和酶的抑制剂对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。 一、基础知识 1.果胶酶的作用 1)果胶的成分及作用:果胶是植物________以及________的主要组成成分之一,它是由________________聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。 2)果胶酶的作用:果胶酶能够把果胶分解成可溶性的________________。 3)果胶酶的组成:果胶酶并不特指某一种酶,而是____________的一类酶的总称,包括________________、________________和____________等。 提醒由于原核生物的细胞壁的主要成分是肽聚糖,真菌细胞壁的主要成分是几丁质,因此这两类生物的细胞壁均不能用纤维素酶和果胶酶除去。
2.酶的活性与影响酶活性的因素 1)酶的活性:是指酶________________的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的____________来表示。 2)酶的反应速度:用____________内、____________中反应物的________或产品的________来表示。 影响酶活性的因素首要有________、________和____________等。 3.酶的用量 酶用量过多,会导致酶的________;酶用量过少,会________酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量,需通过设计实验进行探究。 二、实验设计 1.探讨温度对酶活性的影响 1)实验原理 ①果胶酶活性受温度影响。在一定范围内,随着温度的升高,酶的活性逐渐________;超过一定温度之后,随着温度的升高,酶的活性逐渐降低;当达到一定温度后,酶的活性____________。酶的活性随温度的升高而变化的趋势可用下图表示:
专题4 酶的研究与应用 “酶的应用”包括“研究酶的存在和简单制作方法”、“尝试利用酶活力测定的一般原理和方法”、“探讨酶在食品制造中的应用”、“探讨酶在洗涤等方面的应用”、“尝试制备和应用固相化酶”等五项具体内容标准。在人教版高中生物教科书中,这些具体内容标准体现在“果胶酶在果汁生产中的作用”、“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”和“酵母细胞的固定化”三个课题内容及具体要求方面。下面谈谈对“酶的应用”专题的教学组织。 1. 探讨果胶酶在果汁生产中的作用 1.1 探究课题的确定果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等一系列酶的总称,其作用是分解细胞壁及胞间层的半糖醛酸高分子聚合物,将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质,使浑浊的果汁变得澄清,增加果汁的稳定性,提高果汁的品质。影响果胶酶活性的常见因素是温度和pH,因此,实验程序应起始于引导学生提出一个适于他们探究的问题。一般情况下,可将学生分成两大组,一组学生探究温度对果胶酶活性的影响,别一组探究pH对果胶酶活性的影响。在此基础上,可继续探究在适宜的温度和pH条件下,果胶酶的适宜用量,最后计算将水果通过果胶酶的作用形成果汁饮料的价值。 1.2 学生分组设计实验方案在必修模块的学习过程中,学生曾参与“影响酶活性的条件”一组探究实验。本实验的原理和操作基本步骤相对容易些,可让学生在阅读教材的基础上,确定下列实验流程及操作: 在此基础上,要求学生根据具体课题讨论实验设计中的变量,并提出相应问题供学生思考和讨论:(1)本实验的自变量是什么?因变量是什么?有哪些无关变量?(2)自变量如何进行定量控制?(3)因变量如何进行有效的检测?(4)怎样严格控制无关变量?
课题3酵母细胞的固定化 固定化酶和固定化细胞技术 [自读教材·夯基础] 1.概念 利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。 2.方法 (1)包埋法:多适于细胞的固定化; (2) }化学结合法 物理吸附法多适于酶的固定化。 3.载体 包埋法固定化细胞常用的是不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等。 1.固定化酶常采用化学结合法和物理吸附法,而 固定化细胞则常采用包埋法。 2.制备固定化酵母细胞的基本步骤是:酵母细胞 的活化―→配制CaCl 2溶液―→配制海藻酸钠溶 液―→海藻酸钠与酵母细胞混合―→固定化酵 母细胞。 3.配制海藻酸钠溶液浓度过高,则难以形成凝胶 珠;若浓度过低,则固定的酵母细胞少,影响 实验效果。 4.配制海藻酸钠溶液应小火加热或间断加热。 5.固定化酶和固定化细胞技术既实现了对酶的重 复利用,降低了成本,又提高了产品质量.
4.优点 (1)固定化酶既能与反应物接触,又能与产物分离,可以反复利用. (2)固定化细胞技术制备的成本低,操作容易。 5.实例-—高果糖浆的生产 (1)原理:葡萄糖错误!果糖。 (2)生产过程: ①将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入. ②使葡萄糖溶液流过反应柱,与固定化葡萄糖异构酶接触。 ③转化成的果糖,从反应柱的下端流出. (3)反应柱:酶固定在一种颗粒状的载体上,再将其装入反应柱内,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通过。 (4)优点:反应柱能连续使用半年,大大降低了生产成本,提高了果糖的产量和质量。 1.酶能加快化学反应速率,但溶液中的酶难以回收,不能利用。要想既降低生产成本,又不影响产品质量,该如何解决这一问题? 提示:将酶固定于不溶于水的载体上,使酶既能与反应物接触,又能与反应物分离,还可重复利用。
专题4 酶的研究与应用 第73天时间:____月____日 1.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括________________、____________和________。(P42) 2.果胶酶可以瓦解植物的细胞壁及胞间层。使浑浊的果汁里的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,而使果汁变得________。所以可以用________和________来判断果胶酶的活性。(P43) 3.设置________、________实验可以探究它们对酶活性的影响。(P43) 4.果胶酶活性的实验观测指标:方法一:反应同样时间后,反应液过滤相同时间,用量筒测量出汁率。果汁量越多,酶活性越高。方法二:反应相同时间后,比较果汁的澄清度来比较酶活性的高低。(P44) 5.加酶洗衣粉的酶制剂有四类:__________________ ______(最广泛)、淀粉酶和纤维素酶。(P46) 6.________________能将葡萄糖转化成果糖。该酶固定化后优点: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可以被反复利用,降低成本。(P46) 7.固定化技术包括: (1)________→用多孔性载体(海藻酸钠)固定细胞;
(2)________________________→用于固定酶。(P49) 8.固定化酵母细胞的方法:包埋剂________与____________混合均匀后,用注射器滴加到凝固剂________溶液中形成________。(P50) 9.制备凝胶珠时:(1)海藻酸钠浓度过低,酵母细胞会暴露在表面,固定效果差;(2)CaCl2浓度过低制得的凝胶珠过软,而成椭球形;(3)CaCl2浓度过高制得的凝胶珠过硬,不利于溶液(底物)进入凝胶内部发酵。(P51)
专题4酶的研究与应用复习 复习要点 1.果胶酶在果汁生产中的作用 2. 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 3. 固定化酶和固定化细胞 复习过程 一、果胶酶在果汁生产中的作用 【知识点讲解】 1.果胶酶与纤维素酶的比较 种类组成作用 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶 催化水解果胶成为可溶性半乳糖醛酸 果胶酶 酯酶等 纤维素酶C1酶、C X酶、葡萄糖苷酶 2.探究影响果胶酶活性因素实验的分析 (1)实验原则:单一变量原则、对照性原则。严格控制变量,尽量减少无关变量的影响。 (2)实验原理:果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响,在最适温度或pH时,活性最高,果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。 (3)设计实验: ①探究最适温度时,pH为无关变量,最好是最适pH;探究最适pH时,温度为无关变量,最好是最适温度。 ②探究果胶酶的最适用量时,最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的,如果无关变量改变,最适用量也会发生变化。 3.探究果胶酶的用量 (1)无关变量的控制:本实验中要严格控制温度、pH、反应时间和底物用量等无关变量对实验的影响。 (2)实验设计:探究果胶酶的最适用量时,最适用量是在温度、pH等最适宜条件下测出来的。 (3)实验分析: ①如果随着酶浓度的增加,过滤得到的果汁体积也增加,说明酶量不足; ②当酶浓度增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤得到的果汁体积不再改变,说明酶的用量已经足够,这个值即为酶的最适用量。
【特别提醒】 (1)在苹果泥和果胶酶混合之前,一定要保证底物和酶达到所要求的温度或pH条件,以避免混合后条件的变化,确保实验结果的可靠性。 (2)同等条件下的酶促反应速率的快慢可以表示酶活性的高低,但酶活性与酶促反应速率仍然是两个完全不同的概念,其影响因素也不完全相同,如酶的浓度、反应物的浓度可以影响酶促反应速率,但不能影响酶的活性。 二、探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 【知识点讲解】 1.酶制剂的种类与洗涤原理 种类洗涤原理洗涤的物质种类 蛋白酶蛋白质→氨基酸和小分子的肽血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢 脂肪酶脂肪→甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶淀粉→麦芽糖、葡萄糖来自面条等的污垢 纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛 2. 加酶洗衣粉洗涤效果的探究实验中三种变量的分析 实验自变量因变量无关变量 探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉种类(普通 和加酶) 洗涤效 果 水的用量,污物的量,实 验用布的质地与大小,不 同洗衣粉的用量,搅拌、 洗涤时间等 探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类 探究不同温度对加酶洗衣 粉洗涤效果的影响 温度 【特别提醒】 在使用加酶洗衣粉时不但要考虑最佳洗涤效果的条件,如最适温度、pH,还要考虑衣物的承受力,如蛋白酶洗衣粉不能洗涤丝绸类衣物;也要考虑洗涤成本问题,因污渍的成分比较复杂,一般选择复合加酶洗衣粉,以减少用量。 【例题讲解】 (2015·海南卷.30)【生物-选修1:生物技术实践】(15分)生产果汁时,用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题: (1)某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验,各组实验除酶的来源不同外,其他条件都相同,测定各组的出汁量,据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是____________。
专题四酶的研究与应用 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果 一、实验原理 1.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。 2.碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更好的去污能力. 3.在本课题中,我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题: 一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同; 二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好. 三是添加不同种类的酶的的洗衣粉,其洗剂效果有哪些区别。 二、实验步骤 1.探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同 ①在2个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。 ②取2块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水,分别放入烧杯 里,用玻璃棒搅拌。 ③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中,保温5分钟。 ④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份,分别放入2个烧杯中,用玻璃棒均匀搅 拌。保温10分钟。 ⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果 2。探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件 ①在3个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。 ②取3块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶,分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。 ③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中,保温5分钟. ④称取5克加酶洗衣粉3份,分别放入3个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌.保温10分钟。 ⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。 污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉 油渍 汗渍 血渍 观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。ﻫ三、注意事项 1.变量的分析和控制 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量,衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等.在这些因素中,水温是我们要研究的对象,而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温,通常情况下,冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温,因为这4个水温是比较符合实际情况的,对现实也有指导意义。
角顿市安康阳光实验学校生物选修一《专题4 酶的研究与应用》知识点总结 一、果胶与果胶酶 1.果胶 (1)作用:是植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一。 (2)成分:由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。 2.果胶酶 (1)作用:能把果胶分解成可溶性半乳糖醛酸。 (2)组成:是分解果胶的一类酶的总称。包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。 (3)来源:植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶,被广泛地应用于果汁加工业。 二、酶的活性与影响酶活性的因素 1.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力,其高低可用一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。 2.酶的反应速度是指单位时间内,单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。3.影响酶活性的条件有温度、pH和酶的抑制剂等。 三、果胶酶的用量生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,需要控制好酶的用量,用量多少常要通过实验手段探究。 四、实验设计 1.探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的温度和pH、加入果胶酶反应一段时间、过滤果汁。 (2)该实验的自变量是温度或pH,因变量是苹果汁的变化,检测因变量是通过测定果汁的体积或澄清度来实现的。 2.探究果胶酶的用量 (1)该实验的自变量是果胶酶的用量,除此之外,影响果汁产量的因素还有温度、pH、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。 (2)判断的思路是:如果随着酶的用量增加,过滤到的果汁的体积也增加,说明酶的用量不足;如果当酶的用量增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到的果汁的体积不再改变,说明酶的用量足够。 专题4-2《酶的研究与应用---酵母细胞的固定化》 一、固定化酶的应用实例 1.能将葡萄糖转化为果糖的酶是葡萄糖异构酶,该酶稳定性好。 2.反应柱上的孔应满足酶颗粒无法通过,反应溶液可以自由通过。 二、固定化细胞技术
专题4 酶的研究与应用 (时间:60分钟,满分:100分) 一、选择题(每小题2分,共40分) 1下列有关果胶酶的作用的叙述,错误的是( ) A.果胶酶是催化剂,可以改变反应速率 B.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 C.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 D.果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层 解析:果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等,可将果胶分解为半乳糖醛酸,不能作用于乳糖醛酸。 答案:C 2在运用固定化酶生产果糖的过程中,葡萄糖溶液从反应柱上端注入,结果从反应柱的下端流出的溶液中就有果糖。这个现象说明酶具有( ) A.专一性 B.多样性 C.高效性 D.温和性 解析:在运用固定化酶生产果糖的过程中,反应柱内装有葡萄糖异构酶,当葡萄糖溶液流经反应柱时,葡萄糖异构酶将葡萄糖转化为果糖。该现象说明酶具有高效性。 答案:C 3如果反应物是大分子物质,采用哪种方法会使催化反应受限制?( ) A.直接使用酶 B.使用化学方法结合的酶 C.使用固定化细胞 D.使用物理吸附法固定的酶 解析:大分子物质不透过细胞膜与细胞内的酶接触,从而使固定化细胞发挥作用受限制。 答案:C
4果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,那么,与果胶酶从合成到发挥作用有关的细胞器是( ) A.线粒体、核糖体、高尔基体、细胞膜 B.核糖体、线粒体、内质网、染色体 C.线粒体、核糖体、内质网、高尔基体 D.核糖体、高尔基体、染色体、溶酶体 解析:果胶酶能将果胶水解成半乳糖醛酸,而果胶是细胞壁的成分之一,因此,果胶酶是在细胞膜外发挥作用的,属分泌蛋白。分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的,经内质网初步加工后,以小泡的形式运输到高尔基体,在高尔基体内进一步加工,再以分泌小泡的形式运输到细胞膜,并与细胞膜融合,从而将分泌蛋白排到细胞外。线粒体提供能量。 答案:C 5下列说法不正确的是( ) A.在探究果胶酶用量实验中,可通过设置梯度来确定果胶酶用量的最适值 B.植物、霉菌、酵母菌和细菌均可产生果胶酶 C.通过测定滤出的苹果汁的体积无法来判断果胶酶活性的高低 D.人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决制作果汁面临的问题 解析:果胶酶活性越高,出汁量越多,故可通过测定滤出的苹果汁的体积来判断果胶酶活性的高低。 答案:C 6某兴趣小组准备开展“探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的活动。下列说法不正确的是( ) A.该实验的原理是酶具有专一性 B.自变量是不同种类的加酶洗衣粉 C.水质、水量、pH均可看作无关变量 D.洗涤过程中只要保持水温相同即可
专题四酶的研究与应用 【学习导航】 酶是生物催化剂,具有高效、专一和所需反应条件温和的优点。目前,酶已广泛应用于食品、环保和化工等各个行业,取得了良好的经济效益。本专题是在必修课的基础上,通过实验研究影响酶活性的因素以及酶在日常生活和工业生产上的应用。通过本专题3各课题的学习,学生应该掌握测定酶活力的简单方法;能够研究酶活性的因素;理解固定化酶和固定化细胞的原理和方法;探讨酶在生产生活中的应用。 课题1 果胶酶在果汁生产中的应用 【课题目标】 简述果胶酶的作用;检测果胶酶的活性;探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量;搜集有关果胶酶应用的资料。 【课题重点与难点】 课题重点:温度和pH对果胶酶活性的影响。 课题难点:果胶酶的最适用量。 【知识要点】1.果胶酶的作用;2.酶的活性的定义;3.影响酶活性的因素;4.果胶酶的用量。 【导学诱思】 1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它是由聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解,瓦解植物细胞的及,使榨取果汁更容易,而果胶分解成可溶性的,也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶并不特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括、和等。 2.酶的活性是指的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的来表示。在科学研究与工业生产中,酶反应速度用单位时间内、单位体积中或来表示。 3.、和等条件会影响酶的活性。 【疑难点拨】 1.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理? 提示:将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理,可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。 2.在探究温度或pH的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么? 提示:需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。 3.A同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理?B同学呢?
课题 3酵母细胞的固定化 [ 随堂牢固 ] 1.以下图的固定化方式中,适合固定化酶的方法是 A.①②③B.①② C.②③ D .①③ 分析据图剖析,①表示化学联合法,将酶相互连结起来;②表示包埋法,将酶包埋在细微网格内;③ 表示物理吸附法,将酶吸附在载体表面,因为酶分子较小,不合用包埋法, 合用化学联合法和物理吸附法。 答案D 2.以下相关说法中不正确的选项是 A.可用包埋法制备固定化酵母细胞 B.固定化细胞发挥作用除了需要适合的温度、pH 外,还需要营养物质的供给 C.固定化酶和固定化细胞的共同点是所固定的酶都在细胞外起作用 D.固定化酶和固定化细胞都能被频频利用,但酶的活性可能降落 分析固定化技术包含包埋法、物理吸附法和化学联合法( 交联法 ) ,因为细胞相对于酶来说更大,难以被吸附或联合,所以多采纳包埋法,A正确;因为活细胞需要生活在适合的 温度、 PH和必定的营养环境中,所以固定化细胞发挥作用除了需要适合的温度、pH 外,还需要营养物质的供给, B 正确;固定化酶所固定的酶都在细胞外起作用,固定化细胞所固定 的酶有的在细胞外起作用,有的在细胞内起作用, C 错误;固定化酶和固定化细胞都能频频 使用,可是因酶所处的环境条件的改变,可能会以致酶的活性降落, D 正确。 答案C 3.以下对于酶和固定化酵母细胞的研究与应用的表达,错误的选项是 A.从酶的固定方式看,吸附法比化学联合法对酶活性影响小 B.作为消化酶使用时,蛋白酶制剂以口服方式给药
C.尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色化合物,不可以够频频使用 D.固定化酶的应用中要控制好温度、pH 和溶解氧 分析吸附法是利用离子键作用、物理吸附等方法,将酶固定在载体上,而化学联合法 是利用多功能试剂进行酶与载体之间的交联,进而获得三维的交联网架构造,后者有可能影 响酶活性部位, A 项正确;消化酶是在消化道中起作用的,所以蛋白酶制剂以口服方式给药, B项正确;尿糖试纸含有固定化的葡萄糖酶、过氧化氢酶和无色的化合物,主假如利用原子 氧将某种无色化合物氧化成有色化合物,所以不可以够频频使用, C 项正确;固定化酶活性的 保持需要必定的温度、pH,但因为酶不是生物体,其活性的保持不需要溶解氧, D 项错误。 答案D 4.以下不属于酶的固定方式的是 A.将酶包埋在细微网格中 B.将酶相互连结起来 C.将酶吸附在载体表面 D.将酶加上糖衣做成胶囊 分析将酶包埋在细微网格中即酶固定方式中的包埋法,故A正确;将酶相互连结起来 即酶固定方式中的化学联合法,故 B 正确;将酶吸附在载体表面即酶固定方式中的物理吸附 法,故 C 正确;将酶加上糖衣只可是是为了防备胃液里的胃蛋白酶消化酶制剂的方法,其实不是酶固定的方法,故 D 错误。 答案D 5.以下图是人体内某化学反响的图解,此中英文字母代表物质,数字表示反响前、中、 后过程。请据图回答: (1)图中代表酶的是 ____________,作出判断的依照是 __________________ 。 (2)从图①和图②能够反应出酶拥有________性,作出判断的依照是 ____________________________________________________________________ 。
《酶的研究与应用》 一、选择题 1.微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是()。 A.C1酶和C X酶 B.C1酶和葡萄糖苷酶 C.C X酶和葡萄糖苷酶 D.C1酶、C X酶和葡萄糖苷酶 2.某种生物活性洗衣粉盒上印有以下资料(见右框),对资料中的信息理解错误的是 A.这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍 B.在60℃以上的水中,蛋白酶会失去活性 C.该洗衣粉不适合洗涤丝绸面料衣物 D.这种洗衣粉对衣服上油渍也能较易清除 3.在探究温度和pH对果胶酶活性的影响时,是否设置了对照实验,是什么对照实验()A.不需要对照实验 B.有对照,空白对照 C.有对照,相互对照 D.有对照,自身对照 4.关于固定化酶和一般酶制剂在应用效果上的说法,错误的是() A.固定化酶生物活性强,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,降低生产成本,提高产量和质量 5.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 6.下列关于加酶洗衣粉的说法中,正确的是() ①加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好 ②加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响 ③加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶 ④加酶洗衣粉相对普通洗衣粉来讲有利于保护环境 A.②③④B.①②③C.①②D.①③④ 7.某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表.限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示.下列有关说法正确的是() A酶切割产物(bp)b酶再次切割产物(bp) 2100:1400:1000:500 1900:200:800:600:1000:500 A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和2 个 B.a酶与b酶切出的粘性末端不能相互连接 C.a酶与b酶切断的化学键不相同 D.用a酶切割与线性DNA相同碱基序列的质粒,得到4种切割产物 8.已知正常的β珠蛋白基因(以βA表示)经MstⅡ限制性核酸内切酶切割后可得到长度为1.15 kb和0.2 kb的两个片段(其中0.2 kb的片段通常无法检测到),异常的β珠蛋白基因(以βS表示)由于突变恰好在MstⅡ限制性核酸内切酶切割点上,因而失去了该酶切位点,经MstⅡ限制性核酸内切酶处理后只能形成一个1.35 kb的DNA片段,如图1;现用MstⅡ限制性核酸内切酶对编号为1、2、3的三份样品进行处理,并进行DNA电泳(电泳时分子量越小扩散越快),结果如图2,则1、2、3号样品所对应个体的基因型分别是(以βA、βS表示相关的基因)()