高中生物第二部分酶的应用第4课时α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测同步备课课件浙科版选修

第4课时淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测第二部分酶的应用考试要求知识内容 考试属性及要求考情解读淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测加试1.尝试用吸附法制作固定化淀粉酶。2.运用固定化淀粉酶进行淀粉水解的测定。3.说明酶固定化的方法及制作原理。4.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。一、固定化技术的基础知识二、淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测实验内容索引当堂检测一、固定化技术的基础知识基础梳理1.酶：酶是生物体内各种 的催化剂，它有高度的 性和 性。2.固定化酶：将 的酶用 的方法固定在 上，使之成为 而又有 的制剂。3.将酶改造成固定化酶的原因：酶在水溶液中 ，且不利于_使用。4.酶固定化的方法有：法、法、法和共价偶联法。教材实验中用的是 法。化学反应专一高效水溶性物理或化学某种介质不溶于水酶活性很不稳定工业化吸附包埋交联吸附5.固定化酶作用的机理(如图)：将固定化酶装柱，当甲 经过该柱时，在 的作用下转变为乙 。底物酶产物问题探究1.固定化酶的优点是什么？答案答案固定化酶能够连续使用，但不是永久使用。酶是具有生物活性的大分子，因此随着使用次数的增多，酶活性也会降低，如果酶活性降低到一定程度，就会失去使用价值。答案答案2.根据图示连接固定化技术与原理答案3.下列所示的酶固定化技术中属于包埋法的是 。活学活用1.关于固定化酶技术的说法，正确的是A.固定化酶技术就是固定反应物，并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内的技术答案解析解析解析固定化酶技术就是将水溶性的酶利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，其优点是酶被固定在一定装置内可以重复利用，缺点是无法同时催化一系列酶促反应；在固定过程中，固定的是酶而不是反应物，因此A、B、C项均错误。一题多变一题多变判断正误：(1)固定化酶可反复永久使用()(2)不管是固定化酶柱还是固定化悬浮体，回收后，在一定条件下贮存，还可以利用()(3)酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化()(4)固定化酶可催化一系列的酶促反应()答案题后反思题后反思直接使用酶和固定化酶的比较直接使用酶和固定化酶的比较项目直接使用酶固定化酶制作方法吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法等是否需要营养物质否否酶的种类一种或多种一种催化反应单一或多种单一反应底物 各种物质(大分子、小分子)各种物质(大分子、小分子)缺点对环境条件非常敏感，易失活；难回收，成本高，可能影响产品质量不利于催化一系列反应优点催化效率高、耗能低、低污染既能与反应底物接触，又能与产物分离；可以重复使用；可提高酶的热稳定性二、淀粉酶的固定化及淀粉水解作用 的检测实验基础梳理1.淀粉酶的固定化淀粉酶的固定化(1)淀粉酶作用的最适条件：最适pH为 ；最适温度为 。(2)方法：法，将淀粉酶固定在 上。(3)淀粉的水解作用淀粉 葡萄糖遇碘显蓝色 遇碘显红色 遇碘不显色5.57.55075 吸附石英砂糊精麦芽糖2.淀粉水解的测定实验淀粉水解的测定实验固定淀粉酶滴管滴加淀粉溶液加 溶液观察 几天后重复实验。3.实验步骤实验步骤固定化淀粉酶，装入注射器中 以0.3 mL/min的流速滴加 过柱 流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液 KII2洗涤淀粉溶液滴加 溶液，观察颜色，稀释1倍后再观察颜色 以10倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化柱，放置在4 冰箱中，几天后重复实验KII2问题探究结合实验教材，完成下面的实验，并思考后面的问题：1.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。淀粉 糊精 (遇碘显蓝色)(遇碘显红色)答案淀粉石英砂固定化酶柱糊精淀粉指示剂红糊精2.实验材料制备(1)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)加入5 g ，不时搅拌 30 min后答案淀粉酶酶不纯石英砂 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)用 倍体积的蒸馏水 此注射器，以除去 ，流速为1 mL/min答案气门心夹子10洗涤未吸附的游离淀粉酶(2)可溶性淀粉溶液：取 mg可溶性淀粉溶于100 mL 中，搅拌均匀。(3)5 mmol/LKII2溶液：称取0.127 g I2和0.83 g KI。加蒸馏水100 mL，完全溶解后装入滴瓶中。3.实验结果的比较答案50热水蓝红红活学活用2.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产物和显色现象的是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.葡萄糖遇本尼迪特试剂显红黄色解析解析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溶液时显红色。答案答案解析3.某同学进行苹果汁制作实验，工艺如下图所示。请据图回答：(1)图中用KMnO4溶液浸泡苹果的目的是 。黑曲霉提取液中含有的_ 可水解果胶，从而使果汁澄清。固定化柱中填充的石英砂通过 方式将酶固定化，酶被固定后用蒸馏水洗涤固定化柱是为了除去 。答案解析消毒酶果胶吸附末吸附的游离酶等解析解析KMnO4有杀菌消毒的作用，可将苹果表面的杂菌杀死。果汁中因含有果胶等而使苹果汁浑浊，用果胶酶处理可使果胶水解，使果汁澄清。固定化酶技术是将酶固定在固定化柱的载体上，固定化柱内填充的石英砂可以起到很好的吸附作用。酶被固定后用蒸馏水冲洗是为了除去末吸附的游离的酶等。(2)实验中，操作流程A和B的先后顺序为 。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是 。要测定从固定化柱流出的苹果汁中是否有果胶，可取一定量的果汁与等量的 混合，如果出现 现象，说明果胶还没有被完全水解。为使果胶完全水解，应将流速调 。答案解析A、B阀1乙醇浑浊(沉淀)慢解析解析具体操作时，先提取果胶酶，将果胶酶固定在固定化柱中，再将阀2打开，使苹果汁进入固定化柱，与酶接触，固定的果胶酶就能将果汁中的果胶分解，而果胶酶不流失。果胶不溶于乙醇，与乙醇作用形成沉淀，故可用乙醇鉴定果汁中的果胶，如有浑浊现象，说明果汁中仍有果胶存在，此时应控制阀2的流量，调慢果汁流速。(3)实验后，将洗涤过的固定化柱在低温环境中保存若干天，该固定化柱仍可用于苹果汁制作实验，说明固定化酶可被 使用。答案解析重复解析解析酶被固定化后，便于与反应物和产物分离，可重复利用，提高酶的利用率。一题多变一题多变下列有关淀粉酶的固定化及淀粉水解作用检测的实验的叙述，请判断：(1)石英砂的作用是吸附固定淀粉酶()(2)为了缩短实验用时，可以加快淀粉滴加的速度()(3)固定化酶可反复多次利用，节约了经济成本()(4)向亲和层析洗脱液中加KII2溶液呈红色()答案课堂小结吸附包埋交联糊精红色当堂检测1.淀粉酶的固定化所采用的方法是A.吸附法 B.共价偶联法C.交联法 D.包埋法2341答案2.某校学生尝试用琼脂作载体，用包埋法固定淀粉酶来探究固定化酶的催化效果。实验结果见下表(假设加入试管中的固定化淀粉酶量与普通淀粉酶量相同)。实验表明1号试管中淀粉未被水解，最可能的原因是 1号试管2号试管固定化淀粉酶普通淀粉酶淀粉溶液60 保温5 min，取出冷却至室温，滴加碘液现象变蓝不变蓝注：“”表示加入，“”表示未加入。2341答案解析A.实验中的温度过高，导致固定化淀粉酶失去活性B.淀粉是大分子物质，难以通过琼脂与淀粉酶接触C.水浴保温时间过短，固定化淀粉酶未将淀粉水解D.实验程序出现错误，试管中应先加入碘液后保温解析解析由于固定化酶是用包埋法固定的，而淀粉是大分子物质，它不能通过琼脂与酶充分接触，导致淀粉不能被水解而遇碘液呈现蓝色。23413.下列关于固定化酶实验的叙述，错误的是A.固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量B.淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉C.各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同D.淀粉溶液的pH对实验结果有影响答案解析2341解析解析A项，固定化酶柱的长度决定了酶的含量，反应是否充分与淀粉溶液的流速有关，从而决定了产物的浓度。B项，如果淀粉溶液的流速过快，则淀粉与酶接触不充分，从而使淀粉不能被充分水解。C项，各组淀粉溶液的浓度是实验的无关变量，故各组实验所用的淀粉溶液浓度应该相同。D项，温度、pH会影响酶的活性，从而对实验结果造成影响。23414.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，常用于果汁的生产。(1)果胶酶用于果汁生产，是因为它能分解果胶，可解决果肉出汁率低和 等问题。(2)果胶由 和 组成。(3)若要检测苹果汁中是否还含有果胶，可取一定量的果汁与 混合，若出现 现象，说明果胶还没有被完全分解。答案果汁浑浊半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯乙醇浑浊2341(4)右图为某同学进行的澄清苹果汁生产实验，下列相关叙述正确的是A.实验中所用的固定化果胶酶可由某些物质吸附，吸附 后的酶可永久使用B.为防止杂菌污染，图示装置制作完毕后需瞬间高温灭菌C.通过控制阀调节苹果汁流出的速率，保证反应充分进行D.固定化果胶酶不可重复使用，每次生产前需重新装填 反应柱答案2341(5)固定化酶技术是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使酶能与 接触，又能与 分离。(6)在“淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”这一实验中，淀粉酶固定在石英砂上，固定化方法使用了下图中的 。答案底物(反应物)产物2341