下载文档原格式
《α-淀粉酶的固定化与淀粉水解作用的检测》实验方案第二实验班一组组长：张金昌组员：胡建军、朱恩梅、石仙竹、谢娟丽、李昀奕、郭天天2013．10.15α-淀粉酶的固定化与淀粉水解作用的检测一、实验背景资料：1、酶：活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质；具有高效性、专一性，同时，也有高度不稳定性，因为绝大多数酶的本质是蛋白质，凡是能使蛋白质变性的因素，如高温、高压、强酸、强碱等都会使酶丧失活性。
2、酶促反应：指由酶作为催化剂进行催化的化学反应；3、α-淀粉酶：为枯草杆菌的α-淀粉酶，其作用的最适PH为5.5~7.5，最适温度为50~70℃。
广泛分布于动物（唾液、胰脏等）、植物（麦芽、山萮菜）及微生物。
此酶既作用于直链淀粉，亦作用于支链淀粉，其特征是引起底物溶液粘度的急剧下降和碘反应的消失，最终产物在分解直链淀粉时以麦芽糖为主，此外，还有麦芽三糖及少量葡萄糖；在分解支链淀粉时，除麦芽糖、葡萄糖外，还生成分支部分具有α-1，6-键的α-极限糊精。
4、固定化酶：借助于物理和化学的方法把酶束缚在一定的空间内并仍具有催化活性的酶制剂。
酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化。
吸附法是酶分子吸附于水不溶性的载体上，它的优点是操作简便，条件温和，不会引起酶变性或失活，且载体廉价易得，可以反复使用。
5、吸附剂：常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃等。
活性炭：活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。
由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。
硅胶：硅胶是由硅酸凝胶mSiO2·nH2O适当脱水而成的颗粒大小不同的多孔物质。
具有开放的多孔结构，比表面（单位质量的表面积）很大，能吸附许多物质，是一种很好的干燥剂、吸附剂和催化剂载体。
高中生物第二部分酶的应用实验6α_淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测自我小测浙科版选修精编版第二部分酶的应用实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测1淀粉在有关酶的作用下依次生成的物质是…()①糊精②葡萄糖③果胶④麦芽糖⑤蔗糖A．①②③④⑤ B．⑤④①②③C．①③⑤② D．①④②2本实验中α-淀粉酶的固定是将其水溶性的酶用物理或化学的方法固定在下列的哪一物质上( )A．有机硅胶 B．活性炭C．石英砂 D．明胶3下列叙述中不属于本实验所使用的α-淀粉酶特性的是( )A．是大肠杆菌的α-淀粉酶B．其作用的最适pH是5.5～7.5C．其作用的最适温度是50～75 ℃D．其化学本质是蛋白质4将固定化酶装柱后，当底物经过该柱时，底物发生的变化是( ) A．底物被稀释了B．底物被浓缩了C．底物的结构变得更加稳定了D．底物被酶水解成产物了5本实验保存在冰箱中取出后再重复实验，将得到下列的哪一结果( )A．由于时间太久，酶已经失去了活性，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液不显色B．由于时间太久，酶已经失去了活性，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显蓝色C．固定化酶是能够较长时间保持活性的，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显红色D．固定化酶是能够较长时间保持活性的，因此，用淀粉指示剂鉴定后溶液显无色6(2009江苏高考，3)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．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7在淀粉水解成葡萄糖的过程中，依次起作用的酶是( )①糖化淀粉酶②β-淀粉酶③α-淀粉酶A．①②③ B．③②①C ．①③② D．③①②8下列关于对固定化酶中用到的反应柱的理解，正确的是( )A ．反应物和酶均可自由通过反应柱B ．反应物和酶均不能通过反应柱C ．反应物能通过，酶不能通过D ．反应物不能通过，酶能通过9关于固定化酶技术说法正确的是( )A ．固定化酶技术就是固定反应物，将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10多孔玻璃可使木瓜蛋白酶固定，这一固定化酶的方法属于下列的( )A ．共价偶联法B ．吸附法C ．交联法D ．包埋法11参照教材实验，请简述用多孔玻璃固定木瓜蛋白酶的方法。
实验6：α—淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测 导学一、酶和固定化酶1．酶：酶是生物体内催化各种反应的催化剂。
酶作为催化剂与一般的催化剂有共同特点：①用量少而催化效率高；②不改变化学反应的平衡点，酶本身在反应反应前后也不发生变化；③可降低反应的活化能。
酶作为生物催化剂的特性有：①催化效率高；②有高度的专一性；③易失活等。
通常情况下酶都是在水溶液中催化底物反应，因此酶在反应系统中是与底物、产物混在一起的，反应结束后，即使仍有较高活力，也很难再回收利用。
另外，在水溶液中起作用的酶也给产物进一步分离纯化带来了一定困难。
2．固定化酶：固定化酶又称固相酶、水不溶性酶，它是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
固定化酶与游离酶相比不但稳定性好，而且与底物和产物容易分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产。
因此，固定化酶在工业、医学和生化分析等方面的应用发展较快。
直接使用酶和固定化酶催化的优缺点比较二、固定化酶的制作原理酶固定化方法由酶的性质和载体特性所决定，主要包括：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
1．吸附法：有物理吸附法和离子交换法两种。
物理吸附法是将酶蛋白的分子吸附在惰性载体上，但要选择不引起变性且能保持一定酶活力的载体，对蛋白质有高度吸附能力的有机硅胶、活性碳和石英砂等。
离子交换法是利用蛋白质的两性性质，使其带有电荷的基团与离子交换剂形成离子键，而被交换结合至交换剂上。
2．共价偶联法（载体偶联法）：酶蛋白的一些基团，包括羧基末端、氨基末端等，在温和的条件下能与载体共价结合，从而被固定。
但结合的部位必须不是酶的活性中心，也不是维持其空间结构的必需基团。
这种结合稳定性好，酶不易脱落，可使用较长时间。
3．交联法：是指通过双功能试剂，将酶和酶联结成网状结构的方法，交联法使用的交联剂是戊二醛等水溶性化合物。
4．包埋法：是指将酶包裹在多孔的载体中，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。
实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测课标解读重点难点1.制备固定化α-淀粉酶。
2.进行淀粉水解的测定。
3.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。
1.固定化酶的方法和优点。
2.固定化酶装柱后的使用。
一、酶与固定化酶1．酶活细胞产生的具有催化作用的一类有机物，它是生物体内各种化学反应的催化剂。
2．固定化酶将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。
3．将酶改造成固定化酶的原因由于酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用，所以要将酶改造成固定化酶。
4．酶固定化的方法吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。
本实验用的是吸附法。
5．固定化酶作用的机理将固定化酶装柱，当底物经过该柱时，在酶的作用下转变为产物。
在酶固定化的各种方法中，哪一种方法对酶的作用影响较小？【提示】吸附法二、α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验1．实验目的(1)制备固定化α-淀粉酶。
(2)进行淀粉水解作用的检测。
2．实验原理将α-淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精。
用淀粉指示剂测试，若流出物呈红色，表明糊精生成。
3．本实验使用的酶及特性本实验使用的酶是枯草杆菌的α-淀粉酶，其作用的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75_℃。
4．实验材料及其制备(1)α-淀粉酶的固定化：在烧杯中将5 mg α-淀粉酶溶于4 mL蒸馏水中(由于酶不纯，可能有些不溶物)↓再加入5 g石英砂，不时搅拌30 min↓30 min后将上述溶液装入1支注射器中(该注射器的下端接有气门心，并用夹子封住)↓用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，以除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1 mL/min(2)可溶性淀粉溶液：取50 mg可溶性淀粉溶于100 mL热水中，搅拌均匀。
(3)KI-I2溶液：称取0.127 g碘和0.83 g碘化钾。
加蒸馏水100 mL，完全溶解后装入滴瓶中。
5．实验步骤(1)淀粉溶液流经固定化酶柱将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上，用滴管滴加淀粉溶液，使该溶液以0.3 mL/min的流速过柱。
α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测【教学目标】（一）知识目标1．学生通过实验等教学活动，掌握酶的固定化技术、以及通过对实验结果的分析检测，能得出酶是否被固定，固定后的酶对底物是否产生了作用；2．学生通过实验探究，设置对照，对此项生物学的研究方法有了更深的认识；（二）能力目标1．学生通过实验过程的体验，提高实验设计能力，学会描述实验研究的基本过程；2．学生通过实验的探究和操作过程来提高实验动手操作能力；3．学生通过对本节课研究的原理在生物学里领域以及生活领域的实例分析，提高了学生的只是知识应用与分析能力。
（三）情感目标1．学生通过实验探究活动中的分工协作，形成合作的团队意识；2．引导学生思考实验部分内容，提高学生的思维能力，引导学生确认固定后的α-淀粉酶能是淀粉变为糊精；3．通过实验培养学生的思考能力，以及学生能够养成做事认真、细心的习惯。
【教学重点】1．掌握α淀粉酶的固定化技术；2．利用固定后的α淀粉酶进行淀粉的水解实验，并验证固定化酶是否有效。
【教学难点】1．淀粉酶固定化的过程中，学生需要掌握和理解这种固定化方式。
2．学生需要理解实验中相关步骤的中注意事项，由于实验教学课课时较少，本次实验操作过程比较繁杂，因此要掌握好讲授实验和实验期间辅导的内容。
【教学流程】1．题目和已有知识引入，牵入本次实验的主要思路；2．教学环节1：介绍α-淀粉酶的固定方法，以及注意事项；3．教学环节2：介绍为何使用层析柱，以及部分操作注意事项，期间提出问题引发学生思考；4．教学环节3：检测酶对淀粉的水解作用，依据实验原理，让学生自主探究如何检验淀粉是否水解；5．教学环节5：学生开始实验；6．总结。
【教学过程】教学程序教师行为学生活动设计意图引入（5min）进入课题“α-淀粉酶的固定化与淀粉水解作用的检测”。
已了解的：酶、淀粉、水解作用未接触过的：固定化通过现实中对固定的理解引到实验中的“固定化”；阅读课本上的原理和资料，学生理解：固定化酶、固定化酶的方法、吸附法、吸附剂（期间请同学起来分享自己了解到的相关信息、在对固定化酶的理解上借助磁铁和大头针的关系辅助理解）引出石英砂，简要解释石英砂的优势；游离酶与固定化酶的比较（为何用固定化酶）：此处通过讨论游离酶的不足引出固定化酶的优势。
