高考生物總復(fù)習 第三章第4節(jié) 酶的固定化課件 中圖版選修1

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1、第第4節(jié)節(jié)酶的固定化酶的固定化學習導(dǎo)航學習導(dǎo)航1.說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。說出固定化酶和固定化細胞的作用和原理。重、難點重、難點2.嘗試制備固定大腸桿菌細胞。嘗試制備固定大腸桿菌細胞。新知初探思維啟動新知初探思維啟動一、固定化酶一、固定化酶1 . 含 義 ：含 義 ： 通 過 物 理 或 化 學 的 方 法 ， 將通 過 物 理 或 化 學 的 方 法 ， 將_與與_結(jié)合，使結(jié)合，使酶固定在載體上，并在一定的酶固定在載體上，并在一定的_內(nèi)內(nèi)進行催化反應(yīng)。進行催化反應(yīng)。2.方法：方法：共價鍵結(jié)合法、共價鍵結(jié)合法、_、物理吸附、物理吸附法。法。水溶性的酶水溶性的酶不溶性的載體不溶性的

2、載體空間范圍空間范圍包埋法包埋法3.優(yōu)點優(yōu)點(1)酶的酶的_，可以反復(fù)使用多次。，可以反復(fù)使用多次。(2)酶不與產(chǎn)品混合，制品酶不與產(chǎn)品混合，制品_。(3)可極大地降低生產(chǎn)成本。可極大地降低生產(chǎn)成本?；钚苑€(wěn)定活性穩(wěn)定較易純化較易純化4.實例：實例：木瓜蛋白酶的固定化過程木瓜蛋白酶的固定化過程取尼龍布浸入等體積的取尼龍布浸入等體積的_溶溶液中液中10 s左右左右鹽酸溶液中室溫下水解鹽酸溶液中室溫下水解45 min蒸餾水沖洗至蒸餾水沖洗至pH中性中性室溫下放室溫下放入入_溶液中浸泡溶液中浸泡20 min_緩緩沖液沖液(pH7.8)反復(fù)洗滌反復(fù)洗滌木瓜蛋白酶溶液中木瓜蛋白酶溶液中固定固定3.5 h，

3、溫度為，溫度為_。CaCl2溶液和甲醇溶液和甲醇戊二醛戊二醛磷酸磷酸4 二、固定化細胞二、固定化細胞1.含義：含義：用適當?shù)妮d體將用適當?shù)妮d體將_固定固定起來。起來。2.優(yōu)點：優(yōu)點：比固定化酶更比固定化酶更_，使用壽命，使用壽命_。3.實例實例：大腸桿菌細胞的固定化：大腸桿菌細胞的固定化可以用可以用_培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，取菌液加培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，取菌液加入入_和和_，攪拌均勻，待，攪拌均勻，待_凝固后，切成小塊，用生理鹽水和蒸餾水洗凈凝固后，切成小塊，用生理鹽水和蒸餾水洗凈,即得到固定化的大腸桿菌細胞。即得到固定化的大腸桿菌細胞。合成酶的細胞合成酶的細胞簡捷簡捷更長更長液體液體生理鹽水生理鹽

4、水瓊脂瓊脂瓊脂凝膠瓊脂凝膠要點突破講練互動要點突破講練互動要點一要點一酶固定化的方法酶固定化的方法1.包埋法：包埋法：將酶包裹在多孔性載體中，如包將酶包裹在多孔性載體中，如包裹在聚丙烯酰胺等高分子凝膠中，或醋酸纖裹在聚丙烯酰胺等高分子凝膠中，或醋酸纖維素等半透性高分子膜中。維素等半透性高分子膜中。2.共價鍵結(jié)合法：共價鍵結(jié)合法：將酶分子相互結(jié)合，或?qū)⒚阜肿酉嗷ソY(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到纖維素、瓊脂糖、離子交換樹脂等其結(jié)合到纖維素、瓊脂糖、離子交換樹脂等載體上的固定方式。載體上的固定方式。3.物理吸附法：物理吸附法：將酶吸附到固體吸附劑表面將酶吸附到固體吸附劑表面的固定方式，固體吸附劑多為活性炭、多孔

5、的固定方式，固體吸附劑多為活性炭、多孔玻璃等。玻璃等。 下列關(guān)于酶和細胞的固定，敘述不正下列關(guān)于酶和細胞的固定，敘述不正確的是確的是()A酶分子很小，宜采用包埋法酶分子很小，宜采用包埋法B酶分子很小，宜采用共價鍵結(jié)合法或物理酶分子很小，宜采用共價鍵結(jié)合法或物理吸附法固定吸附法固定C細胞個大，難被吸附或結(jié)合細胞個大，難被吸附或結(jié)合D細胞宜采用包埋法固定細胞宜采用包埋法固定例例1【解析解析】一般來說，酶更適合采用共價鍵一般來說，酶更適合采用共價鍵結(jié)合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包結(jié)合法和物理吸附法固定，而細胞多采用包埋法固定。這是由于細胞相對較大，而酶分埋法固定。這是由于細胞相對較大，而酶分子

6、很小，個大的細胞難以被吸附或結(jié)合，個子很小，個大的細胞難以被吸附或結(jié)合，個小的酶容易從包埋材料中漏出。小的酶容易從包埋材料中漏出?！敬鸢复鸢浮緼【誤區(qū)警示誤區(qū)警示】酶和細胞的固定方法容易混酶和細胞的固定方法容易混淆，酶分子很小，適于用共價鍵結(jié)合法和物淆，酶分子很小，適于用共價鍵結(jié)合法和物理吸附法固定；細胞個大，難以被吸附或結(jié)理吸附法固定；細胞個大，難以被吸附或結(jié)合，多采用包埋法固定。合，多采用包埋法固定。變式訓練變式訓練下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞的說法，錯下列有關(guān)固定化酶和固定化細胞的說法，錯誤的是誤的是()A固定化酶和固定化細胞的技術(shù)包括包埋固定化酶和固定化細胞的技術(shù)包括包埋法、共價鍵結(jié)合

7、法和物理吸附法法、共價鍵結(jié)合法和物理吸附法B某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列某種固定化酶的優(yōu)勢在于能催化一系列生化反應(yīng)生化反應(yīng)C固定化酶技術(shù)一次只能固定一種酶固定化酶技術(shù)一次只能固定一種酶D固定化酶和固定化細胞都能反復(fù)使用，固定化酶和固定化細胞都能反復(fù)使用，但酶的活性不會迅速下降但酶的活性不會迅速下降解析：選解析：選B。固定化酶只能固定一種酶，固。固定化酶只能固定一種酶，固定化細胞可以固定一系列酶，固定化酶和固定化細胞可以固定一系列酶，固定化酶和固定化細胞都能反復(fù)使用，但酶的恬性不會很定化細胞都能反復(fù)使用，但酶的恬性不會很快下降。快下降。要點二要點二比較直接使用酶、固定化酶、固定比較直接使用

8、酶、固定化酶、固定化細胞的特點化細胞的特點直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞酶種酶種類類一種或幾種一種或幾種一種一種一系列酶一系列酶催化催化反應(yīng)反應(yīng)單一或多種單一或多種單一單一一系列一系列營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)物質(zhì)不需要不需要不需要不需要需要需要反應(yīng)反應(yīng)底物底物大分子、小大分子、小分子分子大分子、小大分子、小分子分子小分子物質(zhì)小分子物質(zhì)直接使用酶直接使用酶固定化酶固定化酶固定化細胞固定化細胞優(yōu)優(yōu)點點催化效率高，催化效率高，耗能少，污染耗能少，污染輕等輕等酶既與反應(yīng)酶既與反應(yīng)物結(jié)物結(jié)合合,又又與與產(chǎn)物分產(chǎn)物分離離;可可反復(fù)利用反復(fù)利用成本低，操成本低，操作更容易作更容易缺缺點點對環(huán)境

9、條件非對環(huán)境條件非常敏感，易失常敏感，易失活；不能被再活；不能被再利用；可能影利用；可能影響產(chǎn)品質(zhì)量響產(chǎn)品質(zhì)量不利于催化不利于催化一系列的酶一系列的酶促反應(yīng)促反應(yīng)反應(yīng)物不易反應(yīng)物不易與酶接與酶接近近,特特別是大分子別是大分子物質(zhì)，反應(yīng)物質(zhì)，反應(yīng)效果下降等效果下降等特別提醒特別提醒固定化細胞可以保證細胞的完整固定化細胞可以保證細胞的完整性，由于環(huán)境條件改變比較小，所以酶的活性，由于環(huán)境條件改變比較小，所以酶的活性較為穩(wěn)定。性較為穩(wěn)定。 下列關(guān)于固定化酶和固定化細胞的敘下列關(guān)于固定化酶和固定化細胞的敘述中，正確的是述中，正確的是()A固定化細胞技術(shù)在多步連續(xù)催化反應(yīng)方面固定化細胞技術(shù)在多步連續(xù)催化

10、反應(yīng)方面優(yōu)勢明顯優(yōu)勢明顯B固定化酶的應(yīng)用中，要控制好固定化酶的應(yīng)用中，要控制好pH、溫度和、溫度和溶解氧量溶解氧量C利用固定化酶降解水體中的有機磷農(nóng)藥，利用固定化酶降解水體中的有機磷農(nóng)藥，需提供適宜的營養(yǎng)條件需提供適宜的營養(yǎng)條件D利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類的作用只是作為反應(yīng)底物用只是作為反應(yīng)底物例例2【解析解析】固定化酶耐受性比較好，和溶解固定化酶耐受性比較好，和溶解氧沒有關(guān)系；利用固定化酶降解水體中的有氧沒有關(guān)系；利用固定化酶降解水體中的有機磷農(nóng)藥，不需要提供營養(yǎng)條件；利用固定機磷農(nóng)藥，不需要提供營養(yǎng)條件；利用固定化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類既可以作為反

11、應(yīng)化酵母細胞進行發(fā)酵，糖類既可以作為反應(yīng)底物，也可以作為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌代謝方底物，也可以作為碳源來調(diào)節(jié)酵母菌代謝方式。式。【答案答案】A變式訓練變式訓練關(guān)于固定化酶中的酶說法正確的是關(guān)于固定化酶中的酶說法正確的是()A酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)酶的種類多樣，可催化一系列的酶促反應(yīng)B酶被固定在不溶于水的載體上酶被固定在不溶于水的載體上,可反復(fù)利用可反復(fù)利用C酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所酶作為催化劑，反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)不改變，所以固定化酶可永遠利用下去以固定化酶可永遠利用下去D固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失固定化酶由于被固定在載體上，所以喪失了酶的高效性和專一性特點了酶的高效性和專一性特點解析：選解析：選B。一種載體只能固定化一種酶，。一種載體只能固定化一種酶，一種固定化酶只能催化一種酶促反應(yīng)；固定一種固定化酶只能催化一種酶促反應(yīng)；固定化酶可反復(fù)利用，但不能永遠利用下去；固化酶可反復(fù)利用，但不能永遠利用下去；固定化酶保持了一般酶的特性。定化酶保持了一般酶的特性。