20142015学年高二生物课件第二部分实验六《淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测》课件10（浙科版选修1）（_ 2014高考）

实验6 a-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,知识回顾：,1、在果汁生产中利用_，可以提高果汁的产量和质量，其原理是_。 你还能画出出汁量和温度关系的曲线吗？,2、洗衣粉中添加_，可以更有效地清除顽渍。常用的酶制剂有_四类。,1、酶制剂的概念和种类,（一）酶制剂,含有酶的制品,定义：,多酶片、加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶,种类：,A、液体酶制剂,治疗某些胃病的胃蛋白酶液,B、固体酶制剂,2、酶的生产,提取法,定义：采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来,优点：,简单易行，在动植物或微生物资源丰富的地区具有应用价值,实例：在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；在水果加工厂，可以从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶,缺点：,要有充足的原材料，广泛应用受到限制,发酵法常用方法,定义：通过微生物发酵获得所需要的酶。,如果是胞外酶，可以从发酵液中直接提取；如果是细胞内酶，则可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到。,易培养、繁殖速度快、便于大规模生产。,优点：,提取方式：,在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂使用有很多优点，你能思考后举出一些吗？,催化效率高、低能耗、低污染等。 酶制剂的使用有缺点吗？,3、酶制剂的优点,1、通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本； 3、反应后会混在产物中，可能影响产品质量。(难分离）,4、酶制剂的缺点,1、固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术（如固定在不溶于水的载体上）。,2、固定化酶技术的优点： （1）使酶既能与反应物接触，又能与产物分离； （2）固定在载体上的酶可以被反复利用。 （3）酶反应过程可严格控制,（二）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、 酶的固定化方法,酶的固定化方法主要可分为四类：吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。吸附法和共价偶联法又可统称为载体结合法。,吸附法 共价偶联法,交联法 包埋法,吸附法：,将酶吸附到固体吸附剂表面的方法，,对蛋白质有高度的吸附能力、又不引起酶变性且能保持一定酶活性。如：活性碳、多孔玻璃、石英砂、有机硅等,举例：-淀粉酶的固定化,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，而被交换结合在交换剂上,酶和载体结合不牢固，在使用过程中容易脱落，所以使用受到限制。,但必须注意，参加共价结合的氨基酸残基应当是酶催化活性非必需基团，如若共价结合包括了酶活性中心有关的基团，会导致酶的活力损失。,（2）共价偶联法,是将酶与聚合物载体以共价键结合的固定化方法。,酶中的氨基、羧基、巯基、羟基、咪唑基、吲哚基、苯环等常与载体共价结合,（3）交联法,交联法：是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。,其中使用最广泛的是戊二醛。戊二醛和酶蛋白中的游离氨基发生 反应，从而使酶分子之间相互交联形成固定化酶。,但是交联法中酶的活性中心构造可能受到影响，而使酶失活明显。,（4）包埋法：包括凝胶包埋法和微胶囊包埋法,常用的载体有海藻酸钠凝胶,微胶囊包埋法，酶被包埋成微胶囊型,凝胶包埋法，酶被包埋成网格型,常用的载体有聚酰胺、 火棉胶、醋酸纤维素,将酶包裹在多孔的载体中，包埋成格子型或包埋成微胶囊型,4、比较直接使用酶和固定化酶的优缺点,催化效率高，低耗能、低污染等,酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用,1、一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到,2、催化能力下降,1、对环境条件非常敏感，容易失活； 2、溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本； 3、反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量,四、“-淀粉酶固定化”实验,实验目的：1、制备固定化的-淀粉酶 2、检测固定化-淀粉酶的效果,生产流程,淀粉,糊精,葡萄糖,麦芽糖,遇碘显蓝色,遇碘显红色,遇碘不显蓝色,遇碘不显蓝色,淀粉酶,淀粉酶,糖化淀粉酶,实验原理 本实验是用吸附法将a-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，用淀粉指示剂溶液测试，流出物呈红色表明水解产物糊精生成,这里使用的是枯草杆菌的a-淀粉酶，其作用的最适温度为 5075；最适PH为5.57.5,遇碘显蓝色,遇碘显红色,遇碘不显色,设备及用品：5ml塑料注射器 50ml烧杯 滴管 自行车用气门心及夹子 注射器架 试管及微量离心管3支,实验材料:,1、a-淀粉酶的固定化：在烧杯中将5mg a-淀粉酶溶于4ml蒸馏水中。由于酶不纯，可能有些不溶物。再加入5g石英砂，不时搅拌，30min后装入1支下端接有气门心并用夹子封住的注射器中(石英砂体积约4ml)。用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，流速为1ml/min。,2、可溶性淀粉溶液：取50ml可溶性淀粉溶于100ml热水中，搅拌均匀。,3、5mmol/L KI-I2溶液：称取0.127g碘和0.83g碘化钾。加蒸馏水100ml完全溶解后装入滴瓶中。,除去未吸附的游离淀粉酶,反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高产品的产量和质量。,1.-淀粉酶的固定化,吸附,5mg-淀粉酶+4ml蒸馏水+5g石英砂，搅拌30min,装入下端接有气门心并用夹子封住的注射器中,用10倍柱体积的蒸馏水洗涤除去未吸附的游离淀粉酶,实验步骤 用50ml小烧杯称取5g石英砂，加入4ml 淀粉酶溶液，缓慢搅拌30分钟，使淀粉酶固定到石英砂上，放入注射器中。,实验6-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测,怎样使石英砂不从注射器中漏出？,夹子、滤纸片,淀粉,糊精,石英砂,淀粉酶,反应柱,分布着小孔的筛板,固定化装置反应柱,2、淀粉水解作用的检测,溶解淀粉,50mg淀粉溶于100ml热水中，搅拌均匀,过柱,使淀粉溶液以0.3ml/min的流速过柱，在流出5ml淀粉后接收0.5ml流出液。,检测,加入1-2滴KI-I2溶液，观察颜色变化。用水稀释1倍后再观察颜色。,保存及再次使用,10倍柱体积蒸馏水洗涤此柱，放置4 冰箱保存，几天后取出重复实验。,将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上，用滴管加淀粉溶液，使淀粉溶液约以0.3ml/min的流速过柱。,HST,层析住,2.3实验结果,1 2 3 4,实验结果 1流出5mL后，接收0.5mL流出液，加入12滴KI-I2溶液，溶液呈红色。 2几天后，再重复上述实验，与几天前的相比，结果相同 。 实验结论 淀粉被-淀粉酶水解成为糊精 。 -淀粉酶制成不溶性的固定化酶后，酶的稳定性增加,实验思考,1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?,2.耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?,可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶了。,可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温上而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。,课后练习,1.如何证明洗涤固定化酶柱的流出液中没有淀粉酶?,2.耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?,可在试管中加入1ml可溶性淀粉，再加几滴淀粉酶柱流出液，保温几分钟后用碘液检验。如仍显蓝色，则流出液中没有淀粉酶了。,可以在高温下使淀粉水解快，而且酶不会因高温上而失活，所以可在一些需要高温加热同时又要水解淀粉的反应中使用。,1、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三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可以用来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、PH C、水分 D、营养,D,2、目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自 A、化学合成 B、动物体内 C、植物体