中图版高中生物选修13.4酶的固定化教案设计

1、中图版高中生物选修1 3.4酶的固定化教案设计酶的固定化【教学目标】1 .概述固定化酶技术的原理和方法。2 . 了解固定化细胞的作用和原理。3 .制备固定化酶和固定化细胞。4 .探讨固定化酶和固定化细胞的应用前景。教教学重难点】1 .概述固定化酶技术的原理和方法。2 . 了解固定化细胞的作用和原理。【教学过程】一、酶的固定化1 .固定化酶：概念：通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与不溶性的载体结合，使酶固定在载体上， 并在一定的空间范围内进行催化反应，这样制成的酶称为固定化酶。2 .酶的固定化方法：(1)共价键结合法：将酶通过化学反应以共价键结合到尼龙等载体上。(2)包埋法：将酶均匀包埋在琼脂

2、糖凝胶等多孔性的凝胶中的固定化方法。(3)物理吸附法。3 .固定化酶的特点：活性稳定，可以反复使用多次。在生产中，固定化酶能与反应液相互分开，不与产品混合， 制品较易纯化，在大规模生产时所需工艺设备简单易行。4 .固定化酶的实例：木瓜蛋白酶的固定化：(1)酶的固定化。将尼龙布浸入等体积的CaCl2溶液和甲醇溶液中，室温下放置10s左右，并轻轻搅拌至尼 龙布发黏。取出后用水冲洗，并用吸水纸吸干。将尼龙布放入盐酸中，室温下水解，用蒸储水 洗至pH中性。再将尼龙布放入戊二醛溶液中，室温下浸泡20min。取出后用磷酸缓冲液(pH=7.8) 反复洗涤，洗去多余的戊二醛，吸干后立即放入木瓜蛋白酶溶液中，4

3、c下固定3.5h。取出尼龙 布后用NaCl溶液洗去多余的蛋白酶，即得到尼龙固定化酶。为防止改变酶的电荷，操作过程 中不能使用金属银子。(2)检验酶的活性。(3)酶的再利用。二、细胞的固定化1 .细胞固定化技术：利用适当的载体将合成酶的细胞固定起来。固定化细胞比固定化酶更简捷，使用寿命更长。2 .大肠杆菌细胞的固定化：可以用液体培养基培养大肠杆菌， 取菌液加入生理盐水和琼脂，搅拌均匀， 待琼脂凝胶凝 周后，切成小块，用生理盐水和蒸储水洗净，即得到固定化的大肠杆菌细胞。探究一：酶固定化的方法问题导引：消除污染、保护环境是人们普遍关心的问题，固定化酶和固定化细胞在清除污染、 保护环 境方面大有作为。

4、应用固定化酶或固定化细胞可以组成快速、 高效、连续运行的污水处理系统， 如用固定化淀粉酶处理造纸厂的废水；用水解农药的细菌固定化制剂处理农药废水等。固定化酶、固定化细胞有哪些方法？提示：包埋法、共价键结合法、吸附法。名师精讲：1 .固定方法：(1)包埋法：将酶包裹在多孔性载体中，如包裹在聚丙烯酰胺等高分子凝胶或醋酸纤维 素等半透性高分子膜中。(2)共价键结合法：将酶分子相互结合，或将其结合到纤维素、琼脂糖、离子交换树脂 等载体上的固定方式。(3)物理吸附法：将酶吸附到固体吸附剂表面的固定方式，固体吸附剂多为活性炭、多 孔玻璃等。2 .适用范围：酶和细胞的固定方法容易混淆，酶是活细胞产生的，酶分

5、子比细胞小得多，可用共价键结合法和物理吸附法固定，若用包埋法容易从包埋材料中漏出；细胞个大，难以被吸附或结合， 多采用包埋法固定。探究二：直接使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较问题导引：在食品、化工、轻纺、医药等领域大规模使用酶制剂，说明酶制剂有很多优点。但酶通常常强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，提高了生产成本，也可能影响产品质量。如果你是工程技术人员，你如何解决这个问题?提示：用固定化酶或固定化细胞取代酶制剂。名师精讲：直接使用酶固定化酶固定化细胞酶的种类一种或几种一种一系列酶常用载体高岭土、皂土、硅胶、凝胶明胶、琼脂糖、海藻 酸钠、醋酸纤维素、聚丙

6、烯酰胺制作方法化学结合法、物理吸附法包埋法是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质（大 分子、小分子）各种物质（大分子、小分子）小分子物质优点催化效率图， 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成本低，操作更容 易不足对强酸、强 碱、高温和有机溶 剂等环境条件非 常敏感，容易失 活；溶液中的酶很 难回收，不能被再 次利用，提高r生 广成本；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 得到固定后的细胞与反 应物不容易接近，尤其 是大分子物质，可能导 致反应效率卜.降等三、易错点排查判断正误（正确的画“ V,错误的画“ 乂'）。1 .固定化酶的方法有共价键结合法、包埋法和物理吸附法。（）2 .固定化