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实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测一、选择题1.如果反应物是大分子物质，采用哪种方法催化会受限制（）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2.试分析下图中，哪一种与用海藻酸钠作载体制备的固定化酵母细胞相似（）3.下列不属于固定化酶在利用时的特点的是（）A.有利于酶与产物分离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4.研究认为，用固定化酶技术处理污染是很有前途的。
如将从大肠杆菌中得到的磷酸三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B.pHC.水分D.营养5.下列关于配制海藻酸钠溶液的叙述，不准确的是（）A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B.海藻酸钠的浓度关系到固定化细胞的质量C.海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠D.海藻酸钠的浓度过低，形成的凝胶珠内包埋的细胞过少6.下列有关固定化酶和固定化细胞的说法中不．正确的是（）A.与普通酶相同，固定化酶活性的发挥需要适宜的温度和pHB.固定化细胞发挥作用除了需要适宜的温度、pH外，还需要有机营养的供应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反复使用，但酶的活性可能下降7.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，可以反复使用D.将海藻酸钠凝胶珠用无菌水冲洗，目的是洗去CaCl2和杂菌二、非选择题8.固定化酶是从20世纪60年代迅速发展起来的一种技术。
东北农业大学科研人员利用双重固定法，即采用戊二醛作交联剂（使酶相互连接），海藻酸钠作为包埋剂来固定小麦酯酶，研究固定化酶的性质，并对其最佳固定条件进行了探究。
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。
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。
高中生物实验6α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测
浙科版
核心解读HEXINJIEDU
1.酶与固定化酶一样吗？相对酶而言，固定化酶有什么优点呢？
不完全相同，固定化酶是酶的衍生物。
酶是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，而固定化酶是将水溶性的酶用物理或化学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。
固定化酶的优点：
①使酶固定化后有一定的机械强度，催化反应的过程可管道化、连续化和自动化。
②酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化。
③固定化酶可反复使用，更经济，更利于工厂化生产。
④固定化酶提高了酶的稳定性，可较长时间地贮存和使用。
固相酶是在20世纪60年代发展起来的一项技术，很快就得到了广泛的应用。
2．如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶？
可在试管中加入1 mL可溶性淀粉溶液，再加入几滴淀粉酶柱的流出液，混合后用手握住试管增加温度，几分钟后加1～2滴KI—I2指示剂，如仍显蓝色，即流出液中没有淀粉酶了。
用固定在石英砂上的淀粉酶柱再作用于淀粉溶液，使其自柱中流出，作用的结果才能表明是淀粉酶的固相酶作用的结果。
3．固定化酶有哪些用途呢？
(1)固相酶在工业上的应用
①氨基酸酰化酶固相酶可使D型和L型氨基酸拆分，用于生产L型氨基酸。
②柚苷酶固相酶用于果汁脱苦。
③蛋白酶固相酶用于制造蛋白水解液。
④木瓜蛋白酶固相酶用于啤酒澄清。
⑤葡萄糖异构酶固相酶用于制造果糖，果糖是最甜的糖，制备的糖溶液可大大提高糖液的甜度。
(2)固相酶在化学分析和临床诊断上的应用
用尿酶固相酶可测定血液或尿中的尿素含量。
(3)固相酶在医药上的应用
①苯丙酮尿症患者是由于体内缺少苯丙氨酸羟化酶，不能使苯丙氨酸转变成氨基酸，使苯丙氨酸变成苯丙酮酸和苯乳酸而随尿排出。
这种病人智力发育迟缓，又称精神幼稚病。
如将苯丙氨酸羟化酶及其辅酶制成不溶酶，注射到患者体内，可有效治疗苯丙酮尿病。
②亚洲有15%的人体内缺少乳糖酶，不能水解牛乳中的乳糖，乳糖进入肠道后异常发酵，引起腹泻腹痛。
这种现象大约在饮用后十几小时发生。
有的人进入老年后缺少乳糖酶，也会发生上述现象。
因此，可以用乳糖酶固相酶在体外或体内水解乳糖。
4．耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途？
在实际生产中，总希望反应的时间愈短愈好，这就要提高反应温度。
通常生产上淀粉酶是一次性使用的，加温虽在短时间内会使酶变性失活，但没有关系，只要使淀粉在短时间内水解即可。
寻找耐高温的淀粉酶的目的是在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温而在短时间内变性。
在发酵生产中使用的往往是植物淀粉，如青霉素发酵、
丙酮—丁醇发酵、乙醇发酵(生产啤酒)等都要水解淀粉。
所以耐高温淀粉酶用途广泛。
5．实验中为什么要待固定化酶柱中流出5 mL液体后再接收流出液用于鉴定？
因为固定化酶柱中的酶与流经柱子的淀粉反应需要一定的时间，刚开始流出的液体中由于反应时间过短，糊精未生成或生成的量太少，所以不利于后面的颜色鉴定。
6．本实验中为什么选用石英砂来固定化酶？
固定化酶有许多方法，本实验中采用的是吸附法。
吸附法有物理交换法和离子交换法两种。
其中本实验采用的又是物理交换法。
该方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，且对蛋白质要有高度吸附能力。
自然界中有机硅胶、活性炭和石英砂等都可以被用于做载体。
现已了解其中石英砂对固定化α-淀粉酶、胰蛋白酶作用较好。
题例领悟TILILINGWU
【例题1】下面关于固定化酶的说法，正确的是… ( )
A．固定化酶是一种能溶解在水中，但依然保持酶活性的制剂
B．固定化酶能溶解于水，且结构很稳定，有利于工业化生产
C．固定化酶是经过物理或化学的方法固定在某种介质上，使之能溶解于水中，又有酶活性的制剂
D．固定化酶是经过物理或化学的方法固定在某种介质上，使之不能溶解于水中，又有酶活性的制剂
解析：本题考查固定化酶的概念。
A、B、C选项都错在固定化酶是不溶于水中的。
此外，固定化酶是经过物理或化学的方法固定在某种介质上，使之不能溶解于水中，又有酶活性的制剂。
所以，只有选项D是正确的。
答案：D
酶与固定化酶彼此有关联，但又有不同。
其中固定化酶是酶的衍生物。
酶能溶于水，而固定化酶不溶于水。
固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之不能溶解于水中，又有酶活性的制剂。
【例题2】下列方法中不属于固定化酶的是( )
A．吸附法B．共价法
C．交联法 D．包埋法
解析：本题考查固定化酶的方法。
固定化酶的方法比较多，其中包括吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等。
本题4个选项中B的方法是不对的，所以要求知识掌握，尤其是专用名词一定要精确。
答案：B
固定化酶的方法包括吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等。
【例题3】淀粉在各种酶的作用下会依次水解，不同阶段的水解产物遇到指示剂会出现不同的显色反应，下列选项中属于本实验中的反应物质和显色现象的是…
( )
A．淀粉遇碘显蓝色
B．糊精遇KI—I2溶液显红色
C．麦芽糖遇碘不显色
D．葡萄糖遇斐林试剂显砖红色
解析：本题考查本实验步骤中物质的鉴定过程。
该过程所依据的原理是淀粉流经α-淀粉酶固定化酶柱时，淀粉
被酶水解成了糊精，而糊精遇到KI—I2溶液显红色。
所以A、C、D选项中的物质都是错误的，不是淀粉、麦芽糖、葡萄糖，而是糊精。
只有选项B正确。
答案：B
淀粉在各种不同酶的催化作用下的水解过程要掌握，此外还要知道每种生成物在遇到指示剂后将出现怎样的显色反应现象。
随堂训练SUITANGXUNLIAN
1下列关于α-淀粉酶的固定化过程的叙述中错误的是( )
A．首先要在烧杯中将α-淀粉酶溶于4 mL蒸馏水中
B．再将5 g石英砂加入上述烧杯中，不时搅拌30 min
C．随后将烧杯中的物质装入1支下端接有气门芯但并不封住的注射器中
D．最后用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，除去那些未吸附的游离淀粉酶
答案：C 解析：本实验所用的材料之一是α淀粉酶的固定化酶，它是需要现场制备的。
本题4个选项就是关于其制备的过程的4个步骤。
但是C选项的制备错了，应该是将烧杯中的物质装入1支下端接有气门芯并用夹子封住的注射器中，而不是不封住的注射器中。
2下列选项中是本实验固定化酶所采用的方法是( )
A．吸附法 B．共价偶联法
C．交联法 D．包埋法
答案：A 解析：固定化酶的方法包括吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等。
其中，本实验所采用的是吸附法，所以A选项是正确的。
3α-淀粉酶与其固定化酶的化学本质分别是…( )
A．蛋白质、脂质 B. 蛋白质、蛋白质
C. RNA、蛋白质
D. RNA、脂质
答案：B解析：固定化酶是酶的衍生物，两者的化学本质是一样的。
其中α淀粉酶的化学本质是蛋白质，因此其固定化酶的化学本质也是蛋白质。
