2019高考二轮复习X1-3酶的应用技术实践-PPT文档资料

四、固定化细胞技术的应用 1．通过各种方法将细胞与一定的 载体 结合，使细胞仍保持原 有的 生物活性 ， 这一过程称为细胞固定化。 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。 2．固定化细胞技术免去了 破碎细胞提取酶 等步骤，能充分利 用细胞内的酶， 固定化细胞内酶的活性基本没有损失。 对于多步催化 的连续反应优势明显。
3．细胞固定化的方法有多种，主要是 吸附 法和 包埋 法两大 类。 吸附法是制备固定化 动物 细胞的主要方法。 动物细胞大多数具 有 附着 特性， 能够很好地附着在容器壁、 微载体和中空纤维等载体 上。 吸附法制备固定化植物细胞， 是将植物细胞吸附在泡沫塑料的大 孔隙或裂缝之中， 也可将植物细胞吸附在中空纤维的外壁上。 包埋法 是指将细胞包埋在 多孔载体 的内部而制成固定化细胞的方法。 凝胶包埋法是应用最广泛的细胞固定化方法， 适用于各种微生物、 动 物和植物细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有 琼脂 、 海藻酸钠凝胶 、角叉菜胶、明胶等。海藻酸钠凝胶包埋法制备固定 化细胞的操作简便，条件温和，对细胞无毒性。通过改变海藻酸钠的 浓度可以改变凝胶的 孔径 ，适合多种细胞的固定化。
练一练： 下列质地的衣物不能用加蛋白酶的洗衣粉洗涤的是 ( ) A．化纤类衣物 C．尼龙类衣物 B．棉麻类衣物 D．毛类衣物
解析：因蛋白酶具有分解蛋白质的作用，而毛发的化学成分是 蛋白质，故不可用含有蛋白酶的洗衣粉洗涤毛类衣物。 答案：D
三、固定化酶技术的应用 1．固定化酶是指用 物理学 或 化学 的方法将酶与 固相载体 结合在一起形成的仍具有酶活性的 酶复合物 。在催化反应中，它 以 固相 状态作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物和产 物分离，可被 反复 使用。 2．酶的催化反应依赖于其活性部位的 完整 性，在固定某一种 酶时必须选择适当的条件，使其活性部位的基团不受影响，如避免 高温 、强酸 、强碱等条件，以免酶变性失活。
4．固定化酶被广泛应用在人们的日常生活、医药、工业等方面。 生产各种半合成青霉素，最重要的问题是获得 青霉素酰化酶 ，催 化青霉素生成 6—氨基青霉烷酸，以便进一步合成新型青霉素。工业 上已用固定化酶生产出很多新型青霉素。在化学诊断方面，科学家 将 葡萄糖 酶、过氧化氢 酶和无色的化合物固定在纸条上，制成测 试尿糖含量的 酶试纸 。该试纸与尿液相遇时，随尿液中葡萄糖含 量的多少而呈现出不同的颜色，如浅蓝、浅绿、棕色或深棕色等。 采用固定化 硝酸还原 酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原 酶可以处 理含来自硝酸盐、亚硝酸盐的地下水或废水。
3．1953 年德国科学家采用 聚氨基苯乙烯树脂 为载体，与胃蛋 白酶、核糖核酸酶等结合，制成固定化酶。制备固定化酶的方法主要 有 吸附 法、交联 法、包埋 法等。吸附法是利用 离子键 作用、 物理吸附 等方法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、 离子交换树脂等载体上的固定方式。 其显著特点是 工艺简便 且条件 温和 ，在生产上应用广泛。交联法是利用 多功能试剂 进行酶与 载体 之间的交联，在酶和多功能试剂之间形成 共价 键，从而得到 三维的交联网架结构。包埋法是将酶包埋在能固化的 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，前者包埋成 格子 型，后者包埋成 微胶囊 型。
1．举例说明酶的简单制作方法。 2．阐述酶活力测定的一般原理和方法。 3．简述果胶酶在果汁生产中的作用。 4．比较分析加酶洗衣粉和普通洗衣粉的效果。 5．理解固定化酶的概念。 6．概述酶、细胞的固定化流程。
一、酶活力的测定 1． 生物体内具有催化功能的蛋白质称为酶。 酶是 两性 电解质， 能在电场中移动； 酶的水溶液具有 亲水胶体 的性质， 不能通过半透 膜； 酶分子易受一些 物理 因素(如热、 紫外线等)和 化学 因素(如酸、 碱、有机溶剂等)的作用而变性，从而丧失活力。 2．酶活力，也称为酶活性，是指酶在催化一定的化学反应时表 现出来的能力， 通常用酶促反应的速率即酶促反应过程中单位时间内 底物的减少量 或 产物的生成量 来表示。每分钟能将 1 u mol 底物 转化为产物的酶量或每生成 1 u mol 产物所需的酶量为 1IU；最适反 应条件下，每秒钟催化 1 mol 底物转化为产物所需要的酶量定义为 1 kat。1 kat＝6×107IU。
练一练：(2012 年山东潍坊四中高二模块检测)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，其作用不需要适宜的 ( A．温度 C．水分 B．pH D．营养 )
解析： 固定化酶技术是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间 内的技术，利用了酶的高效性和专一性，酶与微生物比较来说，它的 活性发挥不需要营养。 答案：D
二、洗涤剂中常用的酶制剂 1． 化学洗涤剂是利用石油原料开发的副产品。 优点是 价格低 ， 洗涤性能好，易被人们接受，缺点是易溶于 水 ，容易对环境造成污 染。 化学洗涤剂的去污能力主要来自 表面活性剂 ， 表面活性剂有降 低表面张力的作用，可以渗入到纤维空隙中把污垢挤出来。
2．洗涤剂经常会添加各种酶类，如 蛋白酶 、脂肪酶 、 淀粉 酶 和 纤维素酶 等。蛋白酶能把蛋白质分解成可溶性的多肽，对血 渍、奶渍等蛋白质类污垢的去除特别有效。洗衣粉是偏 碱 性的，洗 衣粉中的蛋白酶都是 碱性 蛋白酶。淀粉酶可将淀粉水解成 糊精 、 麦芽糖 等。 3．纤维素酶能使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深处 的尘土和污垢能够与洗涤剂充分接触，使洗涤剂的去污效果更好。
3．酶活力的高低会受 温度 、 pH 、激活剂 等多种因素的影 响。酶的提取一般选择在 低温 和适合的 pH 下进行，有时还要加入 酶的激活剂以提高酶活力。 4．果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植 物 细胞间质 和 细胞壁 的重要成分，在植物的细胞或组织间起 黏合 作用，它的分解会引起细胞之间的离散。新鲜苹果汁由于含果 胶而混浊，如果用 果胶酶 将其中的果胶分解掉，苹果汁就会变得 澄清。