高中生物 3.2固定化酶学案苏教版选修1.doc

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1、制备和应用固定化酶（1）【课标要求】尝试制备和应用固相酶。【教学目标】1．说出直接使用酶的不足2．说出固定化酶的作用和原理。3.说出固定化酶的优点和在生产实践中的应用。【知识归纳】知识点一、固定化酶技术的应用（一）酶的不足随着酶在医药、食品、轻工、化工、环境保护和科学研究等方面的广泛应用，酶的一些不足之处也暴露出来：1、酶的稳定性较差：除了某些耐受高温的酶（如、）和耐受较低pH的等以外，大多数酶在、、和等外界因素的影响下，都容易变性失活。2、酶一般都是在溶液中与底物反应，这样酶在反应系统中，与底物和产物混在一起，反应结束后，即

2、使酶仍有很高的活力，也。增加了，难以。3、反应结束后酶成为杂质与产物混在一起，无疑给产物的进一步分离纯化带来一定的困难。（二）固定化酶技术1、概念：是指用的方法将酶与结合在一起形成的仍具有的酶复合物。2、优点：在催化反应中，它以作用于底物，反应完成后，容易与水溶性反应物和产物，可被使用。3、制备方法：（1）吸附法a、具体方法：利用离子键作用、物理吸附等方法将酶固定在载体上。b、常用载体：纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃，离子交换树脂等。c、显著特点：工艺简便且条件温和。（2）交联法：也叫化学结合法a、具体方法：通过交联作用使酶

3、与载体形成共价键将酶与载体结合在一起。b、常用载体：多功能试剂。c、交联结构：酶与载体的三维的交联网架结构。（3）包埋法a、具体方法：将酶包埋在能固化的载体中。b、常用载体：能固化的半透性高分子膜，如聚丙烯酰胺凝胶和硝酸纤维素等。c、包埋结果：格子型或微胶囊型固定化酶。【思考】对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？4、应用（知识海洋）（1）固定化酶在的生产中具有重要作用。由于长期大量使用，特别是无节制的滥用，造成细菌产生，使的治疗效果明显下降。为了解决细菌对产生的耐药性问题，除了努力寻找外，更有效的办法是，以克服细菌所产生的

4、抗药性。现在已经得到几十种半合成青霉素，它们都能作用于耐药性菌株，是治疗很好的光谱抗生素。要生产各种半合成青霉素，最终要的问题是获得，催化青霉素生成6—氨基青霉烷酸，以便进一步合成新型青霉素。工业上已用固定化酶生产出很多新型青霉素，如、、、等。（2）在化验诊断方面，可制成测试含量的酶试纸。科学奖根据葡萄糖在的催化作用下形成和，过氧化氢在的催化作用下形成和，可以将某种无色的化合物氧化成的原理，将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上，制成。这种酶试纸与尿液相遇时，随尿液中的多少而呈现出不同的，如、或等。（3）固定化酶应用于处理。采

5、用固定化（将硝酸还原为亚硝酸）、（将亚硝酸还原成一氧化氮和水）、（将一氧化氮还原为氮）可以有效地处理含有、的地下水或废水。（三）固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产（补充）（1）高果糖浆：是指果糖含量为42%左右的糖浆。作为甘蔗的替代品，高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管疾病，对人类的健康更有益（2）高果糖浆的生产原理：葡萄糖异构酶果糖葡萄糖葡萄糖异构酶的稳定性好，可以持续发挥作用。但是，酶溶解于葡萄糖溶液后，就无法从糖浆中回收，造成很大的浪费。而使用固定化酶技术，可以克服这些缺点。（3）葡萄糖异构酶固定：将

6、葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上，装入反应柱中。葡萄糖（4）高果糖浆的生产操作（识下图反应柱）：①反应柱②固定化酶③分布着小孔的筛板果糖【说明】柱子底端装上了分布着许多小孔的筛板。酶颗粒无法通过筛板上的小孔，而反应溶液却可以自由出入。生产过程中，将葡萄糖溶液从反应柱的上端注入，使葡萄糖溶液流过反应柱，与固定化葡萄糖异构酶接触，转化成果糖，从反应柱的下端流出。反应柱能连续使用半年，大大降低了生产成本，提高了果糖的产量和质量。目前，用固定化葡萄糖异构酶生产高果糖浆的规模已经超过了每年1000万吨。总结：列表比较直接使用酶和固定化酶的

7、优缺点类型优点不足直接使用酶固定化酶【反馈练习】（）1.关于固定化酶技术的说法，正确的是A．固定化酶技术即使固定反应物，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（）2．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物降解相比，其作用不需要适宜的A．温度B．酸碱度C．水分D．营养（）3.下列说法中，哪项不是在应用酶的过程中常遇

8、见的问题A．酶与反应物混合，产品难以提纯B．酶在生物反应中往往难以回收C．酶遇强酸、强碱、高温等条件容易失活D．酶作为催化剂，绝大多数是蛋白质（）4．高果糖浆生产需要的酶是A．葡萄糖异构酶B．蔗糖酶C．麦芽糖酶D．果糖酶（）5．下列关于使用固定化酶技术生产高果糖浆的说法正确的