2019年精选生物《生物技术实践》[第三章 酶的应用技术实践第二节 制备和应用固定化酶]苏教版巩固辅导[含答

⾼中⽣物第三章酶的应⽤技术实践第⼆节固定化酶的制备和应⽤学案苏教版选修1第⼆节固定化酶的制备和应⽤学习导航明⽬标、知重点难点固定化酶和固定化细胞的应⽤。

(重点)固定化酶与固定化细胞的制备⽅法。

(难点)[学⽣⽤书P43]⼀、阅读教材P63分析固定化酶1．概念：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。

2．优点：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，且保持了酶的催化性能，可实现酶促反应的连续化和⾃动化。

3．制备固定化酶的常⽤⽅法⽬前，制备固定化酶的⽅法主要有物理吸附法、化学结合法、包埋法等。

⼆、阅读教材P64～65分析固定化细胞技术的应⽤1．应⽤：固定化细胞可以取代游离的细胞进⾏发酵，⽣产各种物质。

2．优点(1)固定化细胞技术⽆须进⾏酶的分离和纯化，减少了酶的活⼒损失，同时⼤⼤降低了⽣产成本。

(2)固定化细胞不仅可以作为单⼀的酶发挥作⽤，⽽且可以利⽤细胞中所含的复合酶系完成⼀系列的催化反应。

(3)对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的稳定性更⾼。

(4)细胞⽣长停滞时间短，反应快等。

3．缺点(1)固定化细胞只能⽤于⽣产细胞外酶和其他能够分泌到细胞外的产物。

(2)由于载体的影响，营养物质和产物的扩散受到⼀定限制。

(3)在好氧性发酵中，溶解氧的传递和输送成为关键的限制因素。

4．酵母菌细胞的固定化技术的主要流程准备各种实验药品和器材↓制备麦芽汁↓活化酵母菌细胞↓配制物质的量浓度为0.05 mol/L的氯化钙溶液↓制备固定化细胞↓浸泡凝胶珠，⽤蒸馏⽔洗涤↓发酵麦芽汁判⼀判(1)酶在催化时会发⽣变化，不可反复利⽤。

(×)(2)某种固定化酶的优势在于能催化⼀系列⽣化反应。

(×)(3)固定化细胞所固定的酶都在细胞外起作⽤。

(×)(4)制备固定化细胞的⽅法主要有包埋法、化学结合法和物理吸附法。

(×)连⼀连固定化酶技术[学⽣⽤书P44]由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本⾼、不利于⼤规模使⽤。

精选2019-2020年高中生物选修2《生物科学与社会》第3章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用人教版习题精选第一篇第1题【单选题】下列不能影响酶活性的是( )A、温度B、pHC、酶的抑制剂D、酶的数量【答案】：【解析】：第2题【单选题】在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法中，不正确的是( )A、反应液的pH必须相同B、底物浓度一定时，酶用量越大，滤出的果汁越多C、应控制在适宜温度和pH条件下D、实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液【答案】：【解析】：第3题【单选题】酶制剂中含有蛋白酶，不含有肽酶的原因是( )A、肽酶制备成本太高B、肽酶会影响蛋白酶活性C、衣物上的大分子蛋白质变为多肽后已很容易脱落D、蛋白酶可以把蛋白质全水解成可溶性氨基酸【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列能影响酶的活性，但不会使酶的分子结构遭到破坏的是( )A、低温B、高温C、过酸D、过碱【答案】：【解析】：第5题【单选题】蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍、血渍，可是不易洗去汗渍，这体现了酶的( )A、高效性B、专一性C、需要适宜的条件D、多样性【答案】：【解析】：第6题【单选题】探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验，下列说法不正确的是( )A、应根据当地一年中实际气温变化来确定水温B、可选择洗涤不同污渍的白布作对照C、选择水温应考虑衣物的承受能力D、选择水温应考虑洗涤成本【答案】：【解析】：第7题【单选题】某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，选择了10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃的温度梯度，在其他条件都一致的情况下，发现40℃时洗涤效果最好，由此可以得出( )A、40℃为该酶的最适温度B、40℃不是该酶的最适温度C、40℃时该酶的活性最高D、不能确定该酶的最适温度【答案】：【解析】：第8题【单选题】下图中，横轴表示酶的反应条件，纵轴表示酶的反应速度，能正确反映温度、pH，时间和底物浓度与酶反应速度关系的是( )A、甲乙丙丁B、甲甲丙丁C、甲丁乙丙D、甲甲乙丁【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列对生物技术及应用的有关叙述中，正确的是A、制作果醋时通氧不足或温度过低，会导致发酵失败B、作为消化酶使用时，蛋白酶制剂不能以口服方式给药C、将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌D、植物组织培养时需要对外植体和接种器材进行灭菌处理【答案】：【解析】：第10题【单选题】在探究温度和pH对酶活性的影响实验中，不需要始终保持的思想方法是( )A、设置梯度B、等量原则C、单因子变量原则D、重复性原则【答案】：【解析】：第11题【单选题】在探究温度对酶活性的影响的实验中，下列操作中正确的是( )A、将适量的苹果泥与果胶酶混合，放入不同温度下保温B、将适量的苹果泥放在不同温度下保温，再加入果胶酶C、将果胶酶放在不同温度下保温，再加入适量的苹果泥D、将适量的苹果泥和果胶酶分别在不同温度下保温，然后再将酶加入对应温度下的苹果泥中【答案】：【解析】：第12题【多选题】蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶，但洗衣粉中，蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉，下列解释不正确的是( )A、蛋白酶处于抑制状态B、其他几类酶不是蛋白质类C、蛋白酶具有识别作用，不分解作为酶作用的蛋白质D、缺少水环境或各种酶在添加前已作了保护性修饰【答案】：【解析】：第13题【综合题】某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测量”实验，下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答。

第三章　酶的应用技术实践第7课时　酶的制备和应用学习导航1.理解酶及酶活力的概念，简述酶活力测定的一般原理和方法。

2.尝试利用苹果匀浆，探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性并观察果胶酶对果汁形成的作用。

3.了解洗涤剂中的酶制剂，探讨洗衣粉中的酶制剂在洗涤中的作用。

4.学习对照性实验及探究实验的设计思想。

重难点击1.探究制作果汁的最佳条件的实验，测定果胶酶的活性，观察果胶酶对果汁形成的作用。

2.探究洗衣粉中酶制剂在洗涤中的作用。

内容索引一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶二、果胶酶的制备和作用三、酶制剂及洗涤原理和实例当堂检测一、酶的性质、酶活力以及果胶、果胶酶1.酶的性质和酶活力(1)酶的性质①酶是电解质，能在 。

②酶的水溶液具有 的性质，不能通过半透膜。

③酶分子易受一些 的作用而变性，从而丧失活力。

(2)酶活力①概念：也称，是指酶在 一定的化学反应时表现出来的能力。

②表示方法：通常用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内____或 来表示。

基础梳理两性电场中移动亲水胶体物理因素和化学因素酶活性催化底物的减少量产物的生成量③单位a.用“”表示，1 IU 为在实验规定的条件下(如温度为25 ℃、最适pH 、最适底物浓度时)，每分钟能将1 μmol 底物转化为产物的酶量或每生成 产物所需的酶量。

b.用 表示，1 kat 为在最适反应条件下，每秒钟催化 底物转化为产物所需要的酶量。

IU 1 μmol kat 1 mol④影响因素：温度、pH 、激活剂等多种因素。

a.温度：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐 ，达到 温度时，酶的催化能力最高，高于最适温度后，随着温度的升高，酶的催化能力迅速 ，最后完全失去催化能力。

b.pH ：酶的催化能力的发挥有一个最适pH ，在低于最适pH 时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应，高于最适pH 时，随着pH 的升高，酶的活性逐渐 ，pH 过高或过低会使蛋白质 ，酶也就完全丧失了活性。

第3章酶的制备酶的制备主要有两种方法，即直接提取法和微生物发酵生产法。

早期酶制剂是以动植物作为原料，从中直接提取的。

由于动植物生长周期长，又受地理、气候和季节等因素的影响，因此原料的来源受到限制，不适于大规模的工业生产。

目前，人们正越来越多地转向以微生物作为酶制备的主要来源。

—、酶的微生物发酵生产法1、微生物发酵生产法的优点酶的品种齐全微生物种类繁多，目前已鉴定的微生物约有20万种，几乎自然界中存在的所有的酶，我们都可以在微生物中找到。

酶的产量高微生物生长繁殖快，生活周期短，因而酶的产量高。

许多细菌在合适条件下20 min左右就可繁殖一代，为大量制备酶制剂提供了极大的便利。

生产成本低培养微生物的原料，大部分比较廉价，与从动、植物体内制备酶相比要经济得多。

便于提高酶制品获得率由于微生物具有较强的适应性和应变能力，可以通过适应、诱变等方法培育出高产量的菌种。

另外，结合基因工程、细胞融合等现代化的生物技术手段，可以完全按照人类的需要使微生物产生出目的酶。

正是由于微生物发酵生产具有这些独特的优点，因此目前工业上得到的酶，绝大多数来自于微生物，如淀粉酶类的α一淀粉酶、β一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶以及异淀粉酶等都是从微生物中生产的。

2、微生物发酵生产法中尚待解决的问题尽管微生物发酵法生产酶制剂存在上述优点，但仍存在一些问题需要解决。

消除毒性微生物发酵法生产的酶制品中会带人一些细菌自身的生理活性物质，这些生理活性物质往往对人体有害，因此进行毒性实验是必需的。

优良产酶菌种的筛选、培育目前，大多数工业微生物制酶生产采用的菌种较少，仅局限于11种真菌、8种细菌和4种酵母菌。

只有不断寻找更多的适用的产酶菌种，才可能使越来越多的酶采用微生物发酵法进行工业化生产。

3、微生物发酵生产法的条件控制微生物酶的发酵生产是在人为控制的条件下有目的迸行的，因此条件控制是决定酶制剂质量好坏的关键因素。

条件控制包括以下几个方面。

优良菌种的筛选酶产量高低的关键在于得到产酶性能优良的菌种，这也是发酵生产法的首要环节。

第二节固定化酶的制备和应用1．掌握制备固定化酶的常用方法。

(重点)2．掌握酵母菌细胞的固定化技术。

(重难点)1．固定化酶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。

2．制备固定化酶的方法(1)物理吸附法的显著特点是工艺简便且条件温和，在生产实践中应用广泛。

(2)化学结合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。

(3)包埋法是将酶包埋在能固化的载体中。

3．固定化酶的优点：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。

[合作探讨]探讨1：对固定化酶的作用影响最小的固定方法是哪一种？提示：物理吸附法。

探讨2：为什么固定化酶不适合采用包埋法？提示：由于酶分子较小，容易在包埋材料中漏出，所以不适合采用包埋法固定化。

探讨3：如果反应物是大分子物质，应该采用哪种方法？提示：因为大分子物质不容易进入细胞内，应采用固定化酶技术。

[思维升华]1．制备固定化酶的常用方法可用下图所示：2．常用的制备固定化酶的方法1．最广泛的细胞固定化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。

所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠凝胶、角叉菜胶、明胶等。

2．优点(1)无须进行酶的分离和纯化，减少了酶的活力损失，降低了生产成本。

(2)不仅可以作为单一的酶发挥作用，且可以利用细胞中所含的复合酶完成一系列的催化反应。

(3)对于活细胞来说，保持了酶的原始状态，酶的稳定性更高。

3．缺点(1)固定化细胞只能用于生产细胞外酶和其他能够分泌到细胞外的产物。

(2)由于载体的影响，使营养物质和产物的扩散受到一定的限制。

(3)在好氧性发酵中，溶解氧的传递和输送成为关键性的限制因素。

[合作探讨]探讨1：固定化细胞为什么只能用于生产胞外酶和其他能分泌到细胞外的产物？提示：因为固定化细胞固定的是活细胞，细胞膜具有选择透过性，细胞内有用的物质(如胞内酶)是不能自由进出细胞的。