高中生物 第二章第4节固定化酶的制备和应用课件 北师大版选修1.ppt

第4节固定化酶的制备和应用 学习导航1 学会固定化酶的制备 2 检测牛奶中乳糖的分解 一 固定化酶的制备1 固定化乳糖酶的制备 1 实验原理将酶与凝胶混合 酶即包埋在凝胶内部的 中 这样酶分子被 网 在凝胶内部不易泄露 而 易通过凝胶孔与酶接触 从而达到将酶固定的目的 微孔 底物和产物 2 实验步骤 乳糖 磷酸 乳糖酶 缓冲液 载体 吸附 交联 包埋 3 优点固定化酶既能与反应物接触 又能对 耐受力增强 提高热稳定性 可以反复使用 酸 碱 1 固定化乳糖酶的制备所用方法是吸附法 2 制备固定化乳糖酶用到缓冲溶液的目的是维持乳糖酶的活性 3 乳糖酶的学名为 d 半乳糖苷水解酶 其作用是将乳糖分解为葡萄糖 判一判 二 固定化酶的应用1 检测牛奶中乳糖的分解 1 实验原理乳糖酶可以将乳糖分解为 还原糖可和斐林试剂反应产生砖红色化合物 根据化合物颜色的深浅变化 可以了解乳糖酶的作用活性 半乳糖和葡萄糖 2 实验步骤 巴氏 固定化酶 灭过菌 滤液 斐 林试剂 双氧水 固定化酶回收时需用体积分数0 05 双氧水洗涤 其目的是什么 提示 以防止固定化酶被微生物污染 想一想 2 固定化乳糖酶的应用 1 需考虑的问题 固定化酶本身的特点 乳糖酶的来源和性质 2 不同来源乳糖酶的特点及应用 酸性乳清 乳制品 1 固定化技术的发展过程 2 固定化方法 1 包埋法 是指将酶或细胞包裹在多孔的载体中 如将微生物细胞包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中 或包裹在醋酸纤维素等半透性高分子膜中 如图所示 2 化学结合法 是指将酶分子相互结合 或将其结合到载体上的固定方式 其显著特点是工艺简便及条件温和 载体选择范围很大 化学结合法中常见的有交联法 如图所示 共价结合法 离子结合法等 3 物理吸附法 是指将酶吸附到固体吸附剂表面的方法 固体吸附剂多为活性炭 多孔玻璃等 如图所示 3 固定化酶的反应柱及工作原理 以高果糖浆的生产为例 使用固定化酶技术 将生产高果糖浆需要的葡萄糖异构酶固定在一种颗粒状的载体上 再将这些酶颗粒装到一个反应柱内 如图 柱子底端装上分布着许多小孔的筛板 酶颗粒无法通过筛板上的小孔 而反应溶液却可以自由出入 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 2012 北京人大附中高二检测 下图为固定化酶的反应柱示意图 请据图完成下列问题 1 请在横线上填出各标号名称 2 与一般酶制剂相比 固定化酶的突出优点是 3 的作用是 4 据图说出反应柱的作用原理 思路点拨 从固定化酶的反应柱的组成 作用原理 固定化酶的优点 制作固定化酶的方式等方面分析 解析 与一般的酶制剂相比 固定化酶不仅能与反应物充分接触 还能与产物分离 并且可以反复利用 使用固定化酶技术往往利用一个反应柱 下端有一个分布着小孔的筛板 酶颗粒无法通过筛板 而反应液却可以自由出入 反应过程中 反应液从反应柱上端流入 流过反应柱 与固定化酶接触 产物从反应柱下端流出 答案 1 反应柱固定化酶分布着小孔的筛板 2 既能与反应物接触 又能与反应物分离 3 酶颗粒无法通过筛板上的小孔 反应溶液可自由出入 4 反应物溶液从反应柱上端注入 使反应物溶液流过反应柱 与固定化酶接触 得到产物 从反应柱下端流出 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 将酶依附于载体 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 变式训练 解析 选d 固定化酶是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术 其优点是酶被固定在一定装置内可重复利用 不足是无法同时解决一系列酶促反应 在固定过程中 固定的是酶而不是反应物 因此a b c均错误 1 性质游离酶在水溶液中 酶分子与底物同处于液相中 几乎是十分邻近 酶固定化后 酶分子牢固地附着在载体上 处于与游离酶不同的微环境中 因此 固定化的结果往往引起酶性质的改变 主要原因是 一方面是酶本身的变化 主要由于活性中心的氨基酸残基 空间结构和电荷状态发生了改变 另一方面是载体的理化性质的影响 常常会引起底物特异性的改变 最适ph的改变 最适温度的改变等等 2 特点固定化酶具体来说 是指经物理或化学方法处理 使酶变成不易随水流失即运动受到限制 而又能发挥催化作用的酶制剂 不会比一般酶制剂的生物活力更强 下列有关固定化酶应用的相关说法不正确的是 a 比较乳糖酶的作用活力大小时 可以用斐林试剂检测还原性糖的方法来实现b 检测乳糖酶对乳糖的分解实验需设对照组c 实验用完的固定化酶可直接用作其他的实验 无需处理d 固定化酶的应用除了考虑固定化酶本身的特点以外 更要考虑酶的来源和性质 解析 为了防止固定化酶被微生物污染 所以用完后的酶要进行消毒处理 答案 c 2012 陕西交大附中高二检测 下列关于 检测牛奶中乳糖的分解 实验的叙述 错误的是 a 实验所用的鲜牛奶要用巴氏灭菌法进行灭菌b 本实验遵循了对照原则c 半乳糖和葡萄糖均可与斐林试剂反应产生砖红色化合物d 砖红色越深 说明乳糖酶的作用活性越弱 变式训练 解析 选d 砖红色越深 说明还原糖 半乳糖和葡萄糖 含量越多 即乳糖酶的作用活性越强 对直接使用酶和固定化酶的特点辨析不清下列关于固定化酶的说法正确的是 a 酶被固定在不溶于水的载体上 可反复利用b 酶作为催化剂 反应前后结构不改变 所以固定化酶可永远利用下去 c 酶由于被固定在载体上 所以丧失了高效性和专一性d 被固定化的酶其活性部位完整 所以不受高温 强碱 强酸