直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的区别

选修一生物技术实践高三生物组知识点一、传统发酵技术的应用1、几种常用发酵菌种的比较2、果酒、果醋、腐乳、泡菜制作中所用菌种及控制条件的比较3、果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程的比较及亚硝酸盐含量的检测比较项目果酒和果醋制作腐乳的制作制作泡菜并检测亚硝酸盐含量制作原理果酒：无氧呼吸果醋：有氧呼吸多种微生物发酵泡菜制作：乳酸菌无氧呼吸亚硝酸盐检测：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料实验流程图挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵↓↓果酒果醋让豆腐上长也毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制操作提示材料的选择与处理；防止发酵液被污染；控制好发酵条件。

控制好材料的用量；防止杂菌污染。

泡菜坛的选择；腌制的条件；测定亚硝酸盐含量的操作。

知识点二、微生物的实验室培养要点解读（2提示：培养基的营养要素除了碳源、氮源和生长因子外，还有水、无机盐以及不同微生物生长对pH以及氧气的需求。

（3）消毒和灭菌的区别（4）纯化大肠杆菌的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。

知识点三、酵母细胞的固定化（1）实验原理：①固定化酶不溶于反应液中，易于回收，可以重复使用。

②固定化酶和固定化细胞是利用物理和化学方法将酶或细胞固定于一定空间内的技术。

包埋法：适合于较大的细胞 化学结合法 物理吸附法（2（3）制备固定化酵母细胞成功的关键加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，如果浓度过高，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量少，都会影响实验效果，同时对海藻酸钠溶化时要用小火间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。

知识点四、五种重要物质的提取适用于酶的固定常用方法（1）提取方法总结提取物质提取方法提取原理步骤DNA 盐析法①DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同；②DNA不溶于酒精，但某些蛋白质则溶于酒精①溶解在2mol/L的NaCl溶液中；②加水稀释至0.14mol/LNaCl溶液使DNA析出过滤；③加入冷却酒精析出。

生产高果糖浆需要： 葡萄糖异构酶
作用： 将葡萄糖转化为果糖
如何改进？
特点： 酶稳定性好，可持续发挥作用
直接使用酶时的缺点： 酶溶于葡萄糖溶液后，就无法 从糖浆中回收，造成很大①反应柱能连续使用半 年，大大降低了生产成 本。
②提高了果糖的产量和 品质。
三、实验操作 （一）制备固定化酵母细胞 （二）用固定化酵母细胞发酵
（一）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〗活化是指什么？
在缺水状态下，微生物处于休眠状态。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。 操作提示
五、结果分析与评价
（一）观察凝胶珠的颜色和形状 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：
说明海藻酸钠的浓度偏高。 二者都说明制作失败，需要再作尝试。
（二）观察发酵的葡萄糖溶液 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
〖思考〗 1、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〗 2、锥形瓶中的气泡和酒精是怎么形成的？ 酵母菌进行无氧呼吸产生的
本请 并
节 结
完 成 习
做 好 复
束题 习
！
谢谢！
〖思考〗为什么要将海藻酸钠冷却至室温？
以免海藻酸钠温度过高杀死酵母菌
操作提示 海藻酸钠溶液必须冷却至室温，搅拌要彻底充分， 使两者混合均匀，以免影响实验结果的观察。
（5）固定化酵母细胞
以恒定的速度缓慢的将注射器中的溶液滴加CaCl2 溶液中，将形成的凝胶珠在CaCl2溶液中浸泡 30min左右。

采用明胶作载体,戊二醛作交联剂 制备固定化果胶酯酶（焦云鹏，2005）
固定化果胶酯酶的热稳定性
固定化果胶酯酶的pH稳定性
采用明胶作载体,戊二醛作交联剂 制备固定化果胶酯酶（焦云鹏，2005）
固定化果胶酯酶作用的最适温度
固定化果胶酯酶作用的最适pH值
5、酶的动力学特征 固定化酶的表观米氏常数Km随载体的带电性能变化。 二者电荷不同，因静电作用，固定化酶的表观Km值低于溶液的Km值； 电荷相同，由于亲和力降低，固定化酶的表观Km值显著增加。
Cefaclor(R1=H,R3=Cl) Cephalexin(R1=H,R3=Me) Cefadroxil(R1=OH,R3=Me)
酶促合成头孢类抗生素
CHCOOCH3 + H2N
NH2
O
S
Synthetase
N CH3
COOH
Esterase
CHCOOH +
NH2
CHCONH
NH2 O
S
N CH3
交联法有2种形式即酶直接交联法和酶辅助蛋白交联法。
酶直接交联法：在酶液中加入适量多功能试剂，使其形成不溶性衍生物。 固定化依赖酶与试剂的浓度、溶液pH和离子强度、温度和反应时间之间 的平衡。
酶辅助蛋白交联法：为避免分子内交联和在交联过程中因化学修饰而引起 酶失活，可使用第二个"载体"蛋白质（即辅助蛋白质，如白蛋白、明胶、 血红蛋白等）来增加蛋白质浓度，使酶与惰性蛋白质共交联。
二、固定化酶和固定化细胞的性质与表征 （一）固定化酶的性质 1、酶的活性 多数情况下固定化酶的活力常低于天然酶。原因：酶结构变化与空间
位阻。
2、酶的稳定性 大多数固定化酶具有较高的稳定性、较长的操作寿命和保存寿命。

第一章绪论1生物技术是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。

2生物技术的主要内容：P1基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。

染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。

生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。

3生物技术制药采用现代生物技术人为创造条件，借助微生物、植物或动物来生产所需的医药品过程被称为4生物技术药物采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物才能被称为5生物药物生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为PPT复习题第二章基因工程制药1、简述基因工程制药的基本程序。

P162、说明基因工程技术用于制药的三个重要意义。

P15第一段第一行3、采用哪两种方法来确定目的cDNA克隆？P18（7目的基因cDNA的分离和鉴定）①核酸探针杂交法用层析法或高分辨率电泳技术(蛋白质双向电泳技术或质谱技术)分离出确定为药物的蛋白质，氨基酸测序，按照密码子对应原则合成出单链寡聚核苷酸，用做探针，与cDNA文库中的每一个克隆杂交。

这个方法的关键是分离目的蛋白，②免疫反应鉴定法（酶联免疫吸附检测）4、说明用大肠杆菌做宿主生产基因工程药物必须克服的6个困难。

①原核基因表达产物多为胞内产物，必须破胞分离，受胞内其它蛋白的干扰，纯化困难；②原核基因表达产物在细胞内多为不溶性(包含体, inclusion body)，必须经过变性、复性处理以恢复药物蛋白的生物学活性，工艺复杂；③没有翻译后的加工机制，如糖基化，应用上受到限制；④产物的第一个氨基酸必然是甲酰甲硫氨酸，因无加工机制，常造成N-Met冗余，做为药物，容易引起免疫反应；⑤细菌的内毒素不容易清除；⑥细菌的蛋白酶常常把外源基因的表达产物消化；5、用蓝藻做宿主生产基因工程药物有什么优越性？蓝藻：很有前途的药物基因的宿主细胞①有内源质粒，美国Wolk实验室已构建1200种人工质粒，可用做基因载体。

↓ 固定化酵母细胞：以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加至 配制好的 CaCl2 溶液中，形成凝胶珠，使其在溶液中浸泡 30 min 左右
↓ 冲洗：将固定好的酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗 2～3 次
↓ 发酵：将 150 mL 质量分数为 10%的葡萄糖溶液转移至 200 mL 的锥形瓶中，加入固定好的酵母细胞，25 ℃下发酵 24 h
3．用包埋法固定化细胞是将微生物细胞均匀地包埋于 不溶于水的多孔性载体 中，常用的包埋载体有
明胶 、 琼脂糖 、 海藻酸钠 、 醋酸纤维素 和 聚丙烯酰胺 等。 4．固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产 固定化酶技术已经应用于高果糖浆的生产中，生产 高果糖浆所需要的酶是 葡萄糖异构酶 ，所使用的反 应柱上的孔应满足 酶颗粒 不能通过筛板上的小孔， 而 反应溶液却可以自由出入。
(3)影响实验成败的关键步骤是________________。 (4)海藻酸钠溶化过程的注意事项是______________。 (5)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_____。如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形 ，说明 ______。 (6)该实验中CaCl2溶液的作用是__________。
解析 (1)酵母细胞在缺水的状态下休眠。活化是加入水使酵 母菌恢复到生活状态。酵母细胞活化后体积会增大。(2)固定 化酶常用化学结合法和物理吸附法固定化。(3)实验的关键是 配制海藻酸钠溶液，得到凝胶珠。(4)海藻酸钠溶化过程要小 火加热(小火间断加热)不断搅拌，使海藻酸钠完全溶化，又 不会焦糊。(5)海藻酸钠浓度过低，包埋的酵母菌就过少；海 藻酸钠浓度过高，不易与酵母菌混合均匀。(6)氯化钙能使海 藻酸钠形成聚沉。
反应物不易 与酶接近， 尤其是大分 子物质，反 应效率下降

高考生物专题突破训练第30练酶的应用及生物组织中有效成分的提取1．(2020·全国Ⅱ，37)研究人员从海底微生物中分离到一种在低温下有催化活性的α-淀粉酶A3，并对其进行了研究。

回答下列问题：(1)在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是______，也可采用斐林试剂检测________的增加。

(2)在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是___________________________和____________________________________。

(3)本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。

某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是____________________________(答出1点即可)。

答案(1)碘液还原糖(2)消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响使蛋白质发生变性(3)在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同(4)酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出解析(2)可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳比较蛋白质的相对分子质量来检测A3的纯度。

蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移率取决于其所带净电荷的多少以及分子的大小等因素，可以在凝胶中加入SDS，以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响。

SDS能使蛋白质发生完全变性，因为蛋白质变性后能与SDS形成蛋白质—SDS复合物，SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别，使电泳迁移率完全取决于分子的大小。

8.2 固定化酶和固定化细胞的应用
• 在70年代初，首先固定单一的酶，催化单一 反应； • 随后同时固定两种酶或两种以上的酶，以及 固定化酶和辅酶，催化复杂一些的反应； • 再后来发展起来的固定化细胞技术，使得不 易提取的不稳定的酶的利用有了方便条件， 还可以利用活细胞的完整代谢体系来完成复 杂的反应。如乙醇的生产。
• 原因可能是：载体间的静电作用，以及扩散 效应。如果固定化酶区域的底物浓度比外部 液相主体溶液高，Km(app)下降。相反，用 包埋法的固定化酶的Km(app)值，可较游离 酶多两个数量级。这是由于凝胶中的扩散效 应使底物浓度减少，导致内部底物浓度低于 外部区域的浓度，Km(app)上升。 • 对于固定化细胞，情况类似。 • Vmax 一般不变化。
•包埋法：将酶包在凝胶微小格子内， 或是将酶包裹在半透性聚合物膜内的 固定化方法。 •常用的凝胶为聚丙烯酰胺、海藻酸钙、 胶原、卡拉胶等。 •包埋法简单，可适用于大多数酶。
8.1 固定化方法及固定化后酶和细胞的的性质 二、 固定化酶和细胞的性质 • • • • 1、固定化后的活性 酶经固定化后，活力降低。 原因是： a. 酶和载体结合时，活性中心的氨基酸也或 多或少地参与了结合 ，使得酶的结构发生部 分变化，酶活力有一部分丧失。 • b. 由于载体的存在，有空间位阻，影响底物 和酶接触，酶的活性得不到全部表达。 • 细胞固定化后，一般酶活力不下降。细胞内酶 受细胞膜、壁的保护。
8.1 固定化方法及固定化后酶和细胞的的性质
固定化方法：
载体结合法 交联法 包埋法
• 载体结合法：将酶（细胞）固定在不溶 性载体上。靠共价结合、离子结合、和 物理吸附。 • 常用的载体：纤维素、葡聚糖、琼脂糖 等多糖衍生物颗粒或多孔玻璃等。

固定化多酶反应
生化代谢产物,需由多种酶经多步酶促反应才能合成. 生化代谢产物,需由多种酶经多步酶促反应才能合成. 多酶反应器,为制造那些在有机合成上很棘手的, 多酶反应器,为制造那些在有机合成上很棘手的,结构 复杂的生化代谢物开辟了一条新的途径. 复杂的生化代谢物开辟了一条新的途径.
固定化细胞
直接把微生物细胞固定化
包埋法是制备固定化细胞最常用的方法. 包埋法是制备固定化细胞最常用的方法.将 产酶菌株用包埋剂如聚丙烯酰胺凝胶, 产酶菌株用包埋剂如聚丙烯酰胺凝胶,琼脂糖 凝胶,琼脂,海藻酸,卡拉胶, 凝胶,琼脂,海藻酸,卡拉胶,二和三醋酸纤 胶原,明胶和戊二醛等包埋起来, 维,胶原,明胶和戊二醛等包埋起来,发挥酶 或酶系的作用. 或酶系的作用. 例如: 3m1细胞悬浮液加人到 例如:海藻酸包埋 3m1细胞悬浮液加人到 2% 溶液中,置冰箱10h 10h, 20ml 2%CaCl2溶液中,置冰箱10h,用 100ml生理盐水洗二次 生理盐水洗二次. 100ml生理盐水洗二次. 注意:如果反复使用固定化细胞,需要避免 注意:如果反复使用固定化细胞, 其他微生物的污染, 其他微生物的污染,在工业生产中细胞的固 定化是在严格无菌条件下进行. 定化是在严格无菌条件下进行.
酶分子被结合到水不溶性 载体上共价结合形成水不 溶性的固定化酶
交联法
使用双功能或多功能试剂使酶分子之间相互 交联呈网状结构的固定化方法. 交联呈网状结构的固定化方法. 最常用的双功能试剂有戊二醛, 最常用的双功能试剂有戊二醛,顺丁稀二酸 酐和乙烯共聚物等.酶蛋白中的游离氨基, 酐和乙烯共聚物等.酶蛋白中的游离氨基,酚 咪唑基及巯基均可参与交联反应. 基,咪唑基及巯基均可参与交联反应. 双功能试剂: 双功能试剂: 常用的是戊二醛 常用的是戊二醛 O O

固定化细胞
成本低，操作 更容易
一、固定化酶的应用实例
阅读P49，并思考：
1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？ 2、生产高果糖浆需要什么酶？其作用 是什么？这种酶有何特点？ 3、了解高果糖浆生产过程。 4、这种方法的优点是什么？
1、什么是高果糖浆？使用它有何好处？
1、高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的 替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、 龋齿和心血管病，对人的健康有利。 你能写出果糖的分子式吗?
1、概念：
利用物理或化学方法将细胞固 定在一定空间的技术。
细胞中含有一系列酶，在细胞正 常生命活动的过程中，通过代谢 产生所需要的代谢产物。
2.将酶或细胞固定化的方法
包埋法
将酶（或细胞）包 埋在细微网格里
将酶（或细胞） 相互连接起来 将酶（或细胞）吸 附在载体表面上
化学结合法物理吸附法
酶和细胞固定方法的选择
直接使用酶：直接将酶加到反应物中。
优点：催化效率高，低耗能，低污染 实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶 很难收回，不能被再次利用，提高了生产成本；反 应后酶混在产物中，如不去除，会影响产品的品质 设想：将酶固定在不溶于水的载体上
固定化酶：
优点：酶即能与反应物接触，又容易与产 物分离，同时，还可以反复利用. 实际问题：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完成的. 设想：酶是细胞合成的，能否将合成酶的 细胞直接固定？
思考：直接使用酶、固定化酶与固定化细胞各有什么优缺点？
类型 优点 不足
直接使用酶
对环境条件非常敏感， 容易失活；溶液中的 酶很难回收，不能被 催化效率高，低耗能、 再次利用，提高了生 低污染等。 产成本；反应后酶会 混在产物中，可能影 响产品质量。 一种酶只能催化一种 酶既能与反应物接触， 化学反应，而在生产 又能与产物分离，同 实践中，很多产物的 时，固定在载体上的 形成都通过一系列的 酶还可以被反复利用。 酶促反应才能得到的。 固定后的酶或细胞与 反应物不容易接近， 成本低，操作更容易。 可能导致反应效果下 降等。

缺点
优点
①既能与反应物 催化效率高、耗能低、 接触，又能与产物分 低污染 离； ②可以重复利用
成本低、操作容 易
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（B ） 度 A．先用热水溶解洗衣粉，再将水温调节到最适温
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
4、海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 溶化好的海藻酸钠溶液必须冷却至室温，否则会 因温度过高杀死酵母菌 搅拌要彻底充分，使两者混合均匀，以免影响实 验结果的观察 5、固定化酵母细胞 海藻酸钠胶体在CaCl2这种电解质的作用下，发生聚 沉，形成凝胶珠，需稳定30min左右
检验凝胶珠的质量是否合格，可以使用下列方法。
直接使用酶、固定化酶和固定化细胞的比较
直接使用酶 是否需要 营养物质 催化反应 反应底物 否 单一或多种 各种物质 ①对环境条件非常 敏感，易失活； ②难回收，成本高， 影响产品质量 固定化酶 否 单一 各种物质 不利于催化一系列酶 促反应 固定化细胞 是 一系列(或多种) 小分子物质 反应物不易与酶 接近，尤其是大 分子物质，反应 效率下降
3．探究不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
（1）实验原理： 酶的催化作用具有特异性，复合酶洗衣粉 加入的酶制剂种类较多，与单一加酶洗衣粉相比， 对各种污渍都有较好的洗涤效果。
（2）实验变量
①自变量： 加酶洗衣粉的种类。 ②无关变量： 其他条件相同且适宜（如温度、pH等）。
（3）实验步骤
步骤 Ⅰ 注入自来水 加入物质(等量) 控制水温 加入洗衣粉(等量) 用玻棒搅拌 观察实验现象 500 mL 烧杯编号 Ⅱ 500 mL 奶渍布 Ⅲ
3．酵母细胞固定化的方法 （1）酵母细胞的活化 （2）配制物质的量浓度为0.05 mol／L的CaCl2溶液

酵母细胞的固定化技术学习目标：1.简述固定化酶、固定化细胞的应用、原理和意义；2.说出制备固定化酶、固定化细胞的一般方法；3.尝试用包埋法制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行发酵。

课前导学：一、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___________与_______________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主要有：______________、交联法、______________等。

二、固定化细胞技术1．固定化细胞：通过各种方法将________与_________结合，使细胞仍保持原有的生物活性。

2. 固定化细胞的方法：吸附法和两大类。

3．直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点比较(一)制备固定化酵母细胞1．活化酵母细胞：活化就是处于________状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

2．配制CaCl2溶液：3．配制海藻酸钠溶液：溶解海藻酸钠，最好采用酒精灯的方法，直至海藻酸钠完全融化。

如果加热太快，海藻酸钠会发生。

4．海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合：一定要将溶化好的海藻酸钠溶液________，加入已活化的酵母细胞，进行充分搅拌，再转移至注射器。

5．固定化酵母细胞：以的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的CaCl2溶液中，逐渐形成凝胶珠。

(二)用固定化酵母细胞发酵1．制备麦芽汁：2．将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次。

3．将固定好的酵母细胞凝胶珠加入无菌麦芽汁中，温度为℃。

（三）实验结果的观察：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。

质疑讨论：1．在固定化酶时，一般宜采用什么方法？固定化细胞时，又适宜采用什么方法？2．海藻酸钠溶液的浓度对实验有什么影响？3．怎么判断凝胶珠制作是否成功？例题精讲：1．固定化酶的优点是 ( ) A．有利于增加酶的活性 B．有利于产物的纯化C．有利于提高反应速度 D．有利于酶发挥作用2．酶的固定化常用的方式不包括 ( ) A．吸附 B．包埋 C．连接D．将酶加工成固体3．固定化细胞常用包埋法而不用吸附法固定化，原因是 ( ) A．包埋法固定化操作最简便 B．包埋法对酶的活性影响最小C．包埋法固定化具有普遍性D．细胞体积大，难以吸附或结合4．如下步骤是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答：酵母细胞的活化→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。

2．pH对酶活性的影响 实验原理：
酶的活性受pH的影响，酶促反应都有一个最适 pH。在低
于最适 pH 时，随 pH 的升高，酶的活性增强；当超过最适 pH 时，随 pH 的升高，酶的活性减弱。过酸或过碱都能导致酶变 性失活。 本实验采用pH梯度的方法来探究 pH对酶活性的影响，其
梯度可设为5、6、7、8、9。
尽可能相同且适宜。
⑤如果随着酶浓度或酶量的增加，过滤得到的果汁的体积 也增加，说明酶量不足；当酶的浓度增加到一定程度时，过滤
得到的果汁体积不再增加，说明酶的用量已经足够；那么使果
汁的量不再增加的最低酶量就是酶的最适用量。值得注意的 是，酶的用量受温度、pH的影响。条件不同，其最适用量(浓 度)肯定不同。 ⑥绘制坐标图时，横坐标只能是酶量(自变量)，纵坐标是
低于最适温度时，随温度升高，酶的活性增强；当高于最适温
度时，随温度的升高，酶的活性减弱以至失活。 本实验可采用温度梯度的方法来探究温度对酶活性的影 响，温度梯度可设置为：30 ℃、40 ℃、50 ℃……70 ℃，也可 设置为30 ℃、35 ℃、40 ℃……70 ℃。
操作步骤： 制苹果泥→分装→苹果泥及果胶酶放在不同温度下水浴恒
(
)
A．固定化酶和固定化细胞是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
B．固定化酶和固定化细胞技术包括包埋法、交联法和物
理吸附法 C．一般来说，酶更适合采用包埋法固定化，而细胞多采 用化学结合和物理吸附法固定化 D．包埋法常用的载体有明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸
纤维素和聚丙烯酰胺等
解析：
活动程序： 制备果汁→配制不同浓度的果胶酶溶液(如2 g/L、4 g/L、
6 g/L等→取1～6号烧杯，向1号烧杯加蒸馏水1 ml，向2～6号

专题17 生物技术实践1.近五年的考题中，对微生物的分离和培养的考查尤为突出，侧重考查微生物的分离纯化技术，对传统发酵技术的发酵原理、制作流程等的考查频度也在不断提高。

对植物组织培养、胡萝卜素的提取仅进行了两次考查，前者侧重考查营养条件及有关植物激素的作用等；后者侧重考查胡萝卜素的萃取剂的选择等。

2．常借助某一特定的微生物的分离和培养考查微生物的营养、接种方法等；对于生物技术在食品加工中的应用，常借助发酵实例考查，填充内容多为教材中一些结论性语句等。

植物组织培养技术、植物有效成分的提取的考查也多以教材基础知识为主。

3．备考时，从以下5个方面来把握：(1)掌握大肠杆菌的纯化原理、主要方法及菌种的保存方法。

(2)认真分析教材中两个微生物分离与计数的实例，并掌握微生物的筛选及技术方法。

(3)利用比较法归纳总结并掌握常见传统发酵技术的原理、流程及影响因素等。

(4)列表比较玫瑰精油、橘皮精油及胡萝卜素的提取方法、原理、实验步骤等异同。

【知识网络】知识点一、微生物的营养1．微生物的营养2．培养基种类及用途3．微生物的分离与计数(1)土壤中分解尿素的细菌的分离：①筛选菌株：利用选择培养基筛选。

②过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

(2)分解纤维素的微生物的分离：①原理：即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

(3)鉴定方法：(4)计数方法：①显微镜直接计数法：利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。

该方法不能区分细菌的死活。

②间接计数法(活菌计数法)：常用稀释涂布平板法。

稀释涂布平板法的理论依据是：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落即代表一个活菌。

为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，每个稀释倍数涂布3个平板进行计数，取平均值。

【特别提醒】消毒和灭菌的区别知识点二、酶的应用1．酶的存在与简单制作方法(1)酶在生物体内的存在(或分布)部位：酶是在生物体活细胞中合成的。

【专题九】生物技术实践【考情分析】本专题内容包括选修一《生物技术实践》的全部内容，具体有：微生物的培养与利用、酶的研究与应用、生物技术在食品加工和其他方面的应用等。

本专题主要侧重于从社会现象、科研发现等角度入手，与生物技术在生产生活中的实践相结合，“高起点、低落点”是本专题考点命题的最大特点，分析近3年新课标地区生物试题看，高考命题在本专题有以下特点：1．主要考点：微生物的分离和培养技术；酶在食品制造和洗涤方面的应用；果酒、果醋的制作方法与应用及腐乳的制作；花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别；生物材料中某些特定成分的提取和蛋白质的分离。

2．命题形式：由于不同地区的考纳要求不同，所以山东、宁夏、广东和海南都是以选做简答题的形式出现，江苏、安徽则是选择题和简答题都有出现。

由此对2010年高考的命题趋势预测如下：1．微生物培养和分离的原理和技术。

2．固定化酶和固定化细胞在生产生活中的应用。

3．生物材料中分离获得某种特定成分的方法。

【知识交汇】考点一：微生物的实验室培养要点解读（1）培养基的主要种类（2）培养基的营养成分提示：培养基的营养要素除了碳源、氮源和生长因子外，还有水、无机盐以及不同微生物生长对pH 以及氧气的需求。

（3）消毒和灭菌的区别（4）纯化大肠杆菌的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。

考点二：酵母细胞的固定化（1）实验原理：①固定化酶不溶于反应液中，易于回收，可以重复使用。

②固定化酶和固定化细胞是利用物理和化学方法将酶或细胞固定于一定空间内的技术。

包埋法：适合于较大的细胞 化学结合法 物理吸附法（2）直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较 适用于酶的固定常用方法（3）制备固定化酵母细胞成功的关键加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环，如果浓度过高，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量少，都会影响实验效果，同时对海藻酸钠溶化时要用小火间断加热，避免海藻酸钠发生焦糊。

3．生产操作：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。
二、固定化酶和固定化细胞技术 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。
包埋法：多适于细胞的固定化

2．方法
化物学理结吸合附法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，如 明胶 、琼脂糖、 海藻酸钠 、醋酸纤维素和聚丙 烯酰胺等。
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 、操作更 容易 。 5．实例：用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆。
①对环境条件非常
与酶接触，
敏感，易失活
不利于催化一系
尤其是大分
②难回收，成本 列的酶促反应
子物质，反
高，影响产品质量
应效率下降
优点
催化效率 高、耗能 低、低污染
①既能与反应物接 成本低、
触，又能与产物分离 操作容易
②可以反复利用
(1)固定化细胞使用的都是活细胞，应该为其提供一定的营 养物质，而固定化酶不需要。
(4)制作固定化葡萄糖异构酶所用的方式有________或
________。
(5)研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，
如将从大肠杆菌中得到的三磷酸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，与微生物降解相
比，其作用不需要适宜的( )
A．温度
B．酸碱度 C．水分
D．营养
3．刚形成的凝胶珠应在CaCl2溶液中浸泡一段时间，形成 稳定的结构。

2024年人教新课标选修1生物上册月考试卷241考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______ 姓名：______ 班级：______ 考号：______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共5题，共10分)1、凝胶色谱法分离蛋白质的依据是（）A. 对其他分子的亲和力B. 溶解度C. 所带电荷多少D. 相对分子质量的大小2、下图为希望导入植物细胞的重组DNA分子；箭头代表PCR扩增时子代DNA的延伸方向，T- DNA片段基因序列已知，设计四段T- DNA的引物A；B、C、D，若利用PCR技术扩增T- DNA片段和未知基因片段，可选择作为引物的分别是。

A. A.D， CB. B， DC. D，CD. D，B3、固定化细胞技术与固定化酶技术相比，所具备的特点是（）A. 成本更低、操作更容易、不能连续性生产B. 成本更高、操作更难、不能连续生产C. 成本更低、操作更容易、能连续生产D. 成本更低、操作更难、能连续生产4、下列关于“果胶酶在果汁生产中的作用”实验，叙述正确的是（）A. 反应时间越长，获得的果汁体积越多，说明果胶酶的活性越强B. 苹果泥和果胶酶的试管应先混合后再放到相同温度下恒温处理C. 果胶酶能提高出汁率是因为它可以分解细胞壁中的果胶和纤维素D. 在探究温度、pH 和果胶酶用量的实验中，均可能得到果汁体积相同的两组实验5、如图为植物组织培养的基本过程；则制作人工种子，及生产治疗烫伤；割伤的药物紫草素，应分别选用编号（）①②③→④A. ①②B. ②③C. ③④D. ③②评卷人得分二、多选题(共5题，共10分)6、某同学设计了图示的发酵装置；下列有关叙述正确的是()A. 该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵B. 该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C. 去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D. 去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似7、日前微信传言手机屏幕细菌比马桶按钮上的多。

2024年鲁科版选修1生物上册阶段测试试卷900考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______ 姓名：______ 班级：______ 考号：______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共6题，共12分)1、下列有关固定化酶和固定化细胞的叙述，正确的是（）A. 某种固定化酶的优势在于能催化一系列生化反应B. 固定化酵母细胞制作果酒时，要不断地通入空气C. 工业生产中，细胞的固定化是在严格无菌条件下进行D. 若底物是大分子，固定化细胞的效果优于固定化酶的2、酶制剂、固定化酶、固定化细胞已经被广泛地应用于各个领域。

下列有关叙述错误的是（）A. 80℃高温会使Taq DNA聚合酶失去催化活性B. 制备固定化酶的方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法等C. 固定化酶在固定时可能会造成酶的损伤而影响活性D. 固定化细胞可以催化一系列的酶促反应3、如图示从土壤中筛选出能产生脲酶的微生物并予以纯化的基本操作流程。

如果在平板中加入酚红指示剂；那么目的菌落周围将出现（）A. 红圈B. 紫圈C. 蓝圈D. 透明圈4、下列关于“腐乳的制作”的实验，叙述正确的是A. 控制发酵温度的主要目的是腐乳调味B. 毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉C. 腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用D. 成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生5、漆酶属于木质降解酶类；在环境修复；农业生产等领域有着广泛用途。

下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是。

A. 饮用水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品B. 选择培养基中需要加入漆酶的底物作为唯一碳源C. 在已涂布的平板上直接划线可以进一步纯化获得单菌落D. 斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株6、微生物培养过程中，肉眼鉴别金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的重要依据是（）A. 细胞的大小、形状、颜色B. 菌落的大小、形状、颜色C. 有无鞭毛D. 能否形成芽孢评卷人得分二、多选题(共8题，共16分)7、如图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果；下列有关叙述，正确的是（）A. 两类洗衣粉的最佳使用温度都为t1B. 温度超过t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活C. 本研究的自变量分别是温度和洗衣粉是否加酶D. 图中的纵坐标可以是污渍的残留量8、当培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时；通常情况下，大肠杆菌利用糖的顺序及生长曲线如右图所示。