1、辅导教案 导学诱思 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_的酶用_或_方法_，使之成为_而 又有_。 3将酶改造成固定化酶的原因是： 由于酶_，且不利于_，所以要将酶改造成固定化酶。 4酶固定化的方法有： _法、_法、_法和_法等。本实验用的是_法。 5固定化酶作用的机理： 将固定化酶_，当_时，在_的作用下_。 答案：2.水溶性 物理 化学 固定在某种介质上 不溶于水 酶活性的制剂 3在水溶液中很不稳定 工业化使用 4吸附 共价偶联 交联 包埋 吸附 5装柱 底物经过该柱 酶 转变为产物 二、淀粉水解的过程及其在淀粉
2、指示剂下的颜色反应： 答案：糊精 蓝 红 不显 三、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_。 (2)进行_的测试。 2实验原理： 将_酶固定在_上，一定浓度的淀粉溶液经过_后，可使淀粉水解成 _。用_测试，若流出物呈_色，表明有_生成。 3本实验使用的酶及特性： 本实验使用的酶是_酶，其作用的最适宜 pH 为_，最适宜温度为_。 4实验设备及用品： 5 mL 塑料注射器、50 mL 烧杯、滴管、自行车用气门芯及夹子、注射器架、试管或微量离 心管 3 支。 5实验材料及其制备： (1)材料：固定化的 淀粉酶、可溶性淀粉酶、5 mol/L KII 2溶液。 (2)部分材
3、料的制备： 淀粉酶的固定化： 在烧杯中将 5 mg_溶于 4 mL 蒸馏水中 (由于_，可能有些不溶物) 再加入 5g_，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_并用_封住) 石英砂体积约 4 mL 用_倍体积的蒸馏水_此注射器以 除去_，流速为 1 mL/min 可溶性淀粉溶液：取_mg 可溶性淀粉溶于 100 mL_中，搅拌均匀。 可溶性淀粉溶液：称取 0.127 g_和 0.83 g_。加蒸馏水 100 mL，完全溶 解后装入滴瓶中。 6实验步骤： (1)淀粉溶液流经固定化酶柱 将灌注了_的注射器放在注射器架上，用滴管加_溶液，使该溶
4、液以 _mL/min 的流速过柱。 (2)接取流出物 待从固定化酶柱中流出_mL 的溶液后，接收_mL 流出液。 (3)流出物鉴定 在流出物中加入_溶液，观察颜色。用水稀释_倍后再观察颜色。 (4)洗涤、保存固定化酶柱。 实验后，用_倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱。放置在_冰箱中保存。 (5)几天后取出冰箱中该固定化酶柱，重复实验，观察结果。 7实验结果的比较： 答案：1.(1)固定化 淀粉酶 (2)淀粉水解 2 淀粉 石英砂 固定化酶柱 糊精 淀粉指示剂 红 糊精 3枯草杆菌的 淀粉 5.57.5 5075 5实验材料及其制备： (2) 淀粉酶 酶不纯 石英砂 气门芯 夹子 10 洗涤 未吸附的游
5、离淀粉酶 50 热水 碘 碘化钾 6(1)固定化酶 淀粉 0.3 (2) 5 0.5 (3)KII 2 1 (4)10 4 7蓝 红 红 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： 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。 酶不溶解在催化反应的溶液中，产物更易纯化。 固定化酶可反复使用，更经济
6、，更利于工厂化生产。 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 12 滴 KII2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 氨基酸酰化酶固相酶可使 D 型和 L 型氨基酸拆分，用
7、于生产 L 型氨基酸。 柚苷酶固相酶用于果汁脱苦。 蛋白酶固相酶用于制造蛋白水解液。 木瓜蛋白酶固相酶用于啤酒澄清。 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 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。 亚洲有 15%的人体内缺少乳糖酶，不能水解牛乳中的
8、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
9、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 淀粉酶、 胰蛋白酶作用较好。
10、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
11、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
12、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 KII2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 淀粉 酶固定化酶柱时，淀粉被酶水解成了糊精，而糊精遇到 KII2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
13、关于 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 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 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。 3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 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。
