2019-2020年高中生物第2部分酶的应用实验6α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测学案浙科版

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1、2019-2020年高中生物第2部分酶的应用实验6α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测学案浙科版课　标　解　读重　点　难　点1.制备固定化α-淀粉酶。2.进行淀粉水解的测定。3.通过此实验探讨固定化酶的应用价值。1.固定化酶的方法和优点。2.固定化酶装柱后的使用。将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。3．将酶改造成固定化酶的原因由于酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用，所以要将酶改造成固定化酶。4．酶固定化的方法吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等。本实验用的是吸附法。5．固定化酶作用的机理将固定化酶装柱，当底物经过该柱

2、时，在酶的作用下转变为产物。在酶固定化的各种方法中，哪一种方法对酶的作用影响较小？【提示】　吸附法二、α-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)制备固定化α-淀粉酶。(2)进行淀粉水解作用的检测。2．实验原理将α-淀粉酶固定在石英砂上，一定浓度的淀粉溶液经过固定化酶柱后，可使淀粉水解成糊精。用淀粉指示剂测试，若流出物呈红色，表明糊精生成。3．本实验使用的酶及特性本实验使用的酶是枯草杆菌的α-淀粉酶，其作用的最适pH为5.5～7.5，最适温度为50～75_℃。4．实验材料及其制备(1)α-淀粉酶的固定化：在烧杯中将5mgα-淀粉酶溶于4mL蒸馏水中(由于酶

3、不纯，可能有些不溶物)　　　↓再加入5g石英砂，不时搅拌30min　　　↓30min后将上述溶液装入1支注射器中(该注射器的下端接有气门心，并用夹子封住)　　　↓用10倍体积的蒸馏水洗涤此注射器，以除去未吸附的游离淀粉酶，流速为1mL/min(2)可溶性淀粉溶液：取50mg可溶性淀粉溶于100mL热水中，搅拌均匀。(3)KI-I2溶液：称取0.127g碘和0.83g碘化钾。加蒸馏水100mL，完全溶解后装入滴瓶中。5．实验步骤(1)淀粉溶液流经固定化酶柱将灌注了固定化酶的注射器放在注射器架上，用滴管滴加淀粉溶液，使该溶液以0.3mL/min的流速过柱。(2)接取流出物待从

4、固定化酶柱中流出5mL淀粉溶液后，接收0.5mL流出液。(3)流出物鉴定在流出物中加入KI-I2溶液，观察颜色。用水稀释1倍后再观察颜色。(4)洗涤、保存固定化酶柱实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此柱。放置在4℃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。固定化酶柱为什么放在4℃的冰箱中保存？【提示】　高温会破坏酶的结构，低温不破坏酶的结构。酶的固定化1.固定化酶的概念酶是生物体内各种化学反应的催化剂，具高度专一性和高效性，但酶在水溶液中很不稳定，且不利于工业化使用。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(如石英砂、毛玻璃、琼脂

5、糖、明胶、海藻酸钠、醋酸纤维素、聚丙烯酰胺等)上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。2．酶的常用固定化方法酶的固定化可分为酶分子固定化及细胞固定化。细胞固定化与直接固定酶相比，成本更低，操作也更容易。常用方法如下：(1)物理吸附法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、石英砂等。(2)化学结合法(包括交联法及共价偶联法等)化学结合法是指将酶分子相互结合，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。工艺简便及条件温和是其显著特点，其载体选择范围很大，涉及天然或合成的无机、有机高分子材料。化学结合法中常见的有交联法、共价

6、结合法、离子结合法等。(3)包埋法包埋法是指将酶包裹在多孔的载体中，如将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中。包埋法又分为凝胶包埋法和微囊化法，前者包埋成格子型，后者包埋成微胶囊型。固定酶的方法3．直接使用酶和固定化酶的比较直接使用酶固定化酶酶的种数一种或几种一种常用载体－石英砂、高岭土、皂土、硅胶、凝胶制作方法－化学结合法固定化、物理吸附法固定化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①对环境条件非常敏感，易失活；②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列的酶促反应优点催化效率高、耗

7、能低、污染低①既能与反应物接触，又能与产物分离；②可以反复利用4.固定化酶的优点(1)可循环反复使用酶制剂。在某些情况下可使用上千次，极大地降低了生产成本。(2)在生产中，可通过离心法或过滤法把酶与反应液相互分开，在大规模的生产中所需工艺设备比较简单易行。(3)稳定性能好。　下列与固定化酶相关的叙述中正确的是(　　)A．固定化酶是将水不溶性酶固定于某种介质上，使之成为易溶于水，而又具酶活性的制剂B．将固定化酶装柱，当酶流过该柱时，可催化柱内底物转变为产物C．酶固定的方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等D．固定化酶的缺点是