高中生物选修1学案 4酶的研究与应用

4酶的研究与应用

第1节果胶酶在果汁生产中的作用

学习目标：

简述果胶酶的作用；检测果胶酶的活性；探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶

的最适用量；搜集有关果胶酶应.用的资料。

学习重点：

温度和pH对果胶酶活性的影响。

学习难点：

果胶酶的最适用量。

学习过程

（一）.基础知识

1.植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有和。并且两者不溶于水，

在果汁加工中，既影响出汁率，又使果汁浑浊。

2.果胶酶的作用是能够将分解成可溶性的,瓦解植物的细胞壁

及胞间层，并且使果汁变得澄清。

3、果胶酶是一类酶总称，包括等。

4.影响酶活性的因素包括：、和一.等。

（二）.实验设计

（设计一）探究温度对酶活性的影响

1.进行实验前要解决的几个问题：

①此实验的自变量是；根据单一变量原则，你应确保各实验组相同的变量有

______________________________________________________________________________O

②你准备如何测定果胶酶的活性，即你要观测的因变量是。

③你如何控制实验要求的温度梯度？

2.设计实验

（1）实验原理：。

（2）实验步骤：

①搅拌器搅拌制苹果泥。

②O

③O

④,并记录实验结果。

⑤改变不同的温度后重复上面的实验。

（3）实验结果、结论：o

（设计二）探究PH对酶活性的影响,

1.进行实验前要解决的几个问题：

①你准备如何设置pH梯度，又将如何控制实验要求的pH?

②此实验应选一个适宜的进行水浴加热，并且要控制好其他的因素。

2.设计实验

可参考温度对酶活性的影响实验，作相应的变动。

〔设计三）探究果胶酶的用量

1.进行实验前要解决的几个问题：

①此探究实验是建立在_______和对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究

的变量是,其他因素保持不变。

②实验时可以配制——的果胶酶溶液，也可以只配制——的果胶酶溶液，

然后使用不同的体积即可,但必需保证反应液的用量必须相同，否则影响实验结果的准确性。

2.设计实验

可参考前两个探究实验，作相应的变动。

三.结果分析与评价

1.绘制出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。

温度（°C）F

2.绘制不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）。

出计量

（inL）

果胶酶量（mL）

（二）、典例精析（10分钟）

类型一酶的化学本质是蛋白质

【例1】将肠液和果胶酶混合一段时间后，向混合液中加入果汁，结果是果汁.

类型二酶特性的考查

【例2】在生物体内，各种化学反应之所以能有条不紊地进行，是因为（）

A.酶的催化效率具有高效性

B.酶的种类具有多样性

C.酶的催化作用具有专一性

D.酶的空间结构具有稳定性

类型三酶活性影响因素的考查

［例3］下图横坐标均表示酶的反应条件，纵坐标为酶的反应速度，能正确反映温度

和PH与酶反应速度关系的是（）

A.甲和乙B.乙和丙

C.甲和丙D.丙和丙

（三）课堂小结:

1、简述果胶酶的作用：

2、果胶酶的最适温度是

（四）当堂检测

选择题

1.关于果胶酶的说法正确的是（）

A.果胶酶可以分解细胞壁的主要纤维素

B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物

C.果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶的总称

D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA

2.下列不是果胶酶成分的是（）

A.纤维素酶B.果胶分解酶C.多聚半乳糖醛酸酶D.果胶酯酶

3.下列关于果胶酶作用的叙述错误的是（）

A.果胶酶是催化剂可改变反应速度

B.果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层

C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清

D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸

4.下列与酶的活性有关的说法不准确的是（）

A.酶的活性是由蛋白质结构决定的，.不受外界条件的影响

B.酶的活性是酶催化一定化学反应的能力

C.酶的活性常驻温度PH等因素的影响

D.酶活性高低与反应物浓度无关

5.下列表示酶活性高低的是..........（）

A.单位时间单位体积内反应的总量

B.一段时间后.生成物的总量

C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量

D.单位时间单位体积中反应物的减少量或产物的增加量

6.下列各图中，横轴均表示酶的反应条件，纵轴为酶促反应速度。能分别正确反映温度和

pH与酶促反应速度关系的是（）。

7.多酶片中含有蛋白质、淀粉酶和脂肪酶,具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样

制作的目的是,

A.补充体内糖类物质的供应B.防止胃液的消化作用

c.经唾液消化后即可迅速起作用D.使其中各种酶缓慢地释放

8.能正确说明酶特性的是...........（.）

A.酶都是蛋白质

B.酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用

C.酶的活性随着温度升高而不断提高

D.每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应

9.在37℃,pH=6.8时，用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，比用等量的FeCl。作催化剂所

释放的量及说明的问题分别是……()

A.少酶具有专一性

B.多酶具有高效性

C.少酶具有高效性

D.多酶需要适宜的条件

10.图4—4纵轴为酶促反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底

物浓度和反应速度关系的是............()

ABCrD

非选择题

1020304050温度（°C）

图4—5

⑴曲线中的AB段表示。

(2)曲线中的B点表示o

⑶曲线中的BC段表示=

12.果胶是由聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果胶酶的作用下，可以

被分解成,果胶酶的化学本质是一。

13.酶的活性受温度、pH等的影响，其中使酶暂时失活的是,改变酶结构使酶彻

底失活的是、、O

14.设计实验证明温度会影响酶的催化活性。

材料用具：3支试管、淀粉、碘液、水浴锅、冰箱。

(1)实验步骤和结果：

步骤1：制备6mL淀粉溶液并在常温下冷却。

步骤2：取唾液若干。

步骤3：取3支试管各加入2mL可溶性淀粉。

步骤4：________________________________________________________

步骤5：________________________________________________________

步骤6：________________________________________________________

(2)步骤4与步骤5能否调换顺序?请说明理由。

答案;

1.纤维素果胶2o半乳醛酸3果胶分解酶多聚半乳糖醛酸酶果胶酯酶

4温度PH酶的抑制剂

设计一1①温度PH底物浓度底物量实验器材酶的用量等等②出汁量

③各个烧杯内加入不同温度的水

2(1)在一恒定PH下，通过改变温度来确定最适宜的温度

(2)参考课本第43页

设计二①56789选取不同的试管，调至所需PH②温度

设计三温度PH酶的用量

例一仍然浑浊例二C例三D

基础自测

一、1.C2.A3.D4.A5.D6.B7.B.8.D9.B10.A

二、11.(1)在一定温度范围内，随温度.升高，酶的催化效率提高(2)B点所对应的温度是

该酶的最适温度，此温度下酶的催化效率提高(3)超过一定的温度范围，随温度升高，酶

的催化效率降低

12.半乳糖醛酸半乳糖醛酸蛋白质

13.低温高温过酸过碱

14.(1)步骤4：将1号、2号、3号试管分别放入37℃温水、沸水、冰块环境中。步骤

5：向3支试管中加等量的稀释的唾液，摇匀后放置5分钟。步骤6：向3支试管中各滴加1

滴碘液，结果1号不变蓝，2、3号均变蓝。(2)不能。因为如果调换顺序，在常温下，2号

和3号试管内的淀粉酶能将其中的淀粉分解一部分。

课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

学习目标：

说出加酶洗衣粉的洗涤原理；

探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；

探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。

学习重点：

区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。

学习难点：

实验过程中各种变量的控制。

学习过程：

（一）、基础知识（15分钟）

1、酶绝大多数是蛋白质，少数为—；酶具有生物作用；酶具有—性、

—性特点，但易受—、—、表面活性剂等因素的影响。

（1）,加酶洗衣粉是指含—的洗衣粉，目前常用的酶制剂有—、—、淀粉酶和

纤维素酶四类。

（2）.脂肪酶可以将脂肪分解成—和—，蛋白酶可以将蛋白质分解成—，然后在

作用下分解成氨基酸。

（3）.应用最广泛、效果最明显的是酶和酶。酶能将、

等含有大分子蛋白质水解成可溶性的或，是

污迹容易从衣物上脱落。

2、实验设计

实验设计遵循原则：

是、和，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污

渍的洗涤效果有何不同时，用控制洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通

洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成实验。

3、设计实验的两大基本原则（说明）

单一变量原则和对照原则是设计实验的两大基本原则。

例如想探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果是否一致,。若只拿加酶洗

衣粉去洗一块污物，就不能说明加酶洗衣粉比普通洗衣粉效果好；若向两块一样的污物加入

等量的两种酶，但所处的温度不同，最后加酶洗衣粉洗得干净，我们也无法说明加酶洗衣粉

的效果好，因为洗得干净也可能是温度适宜造成的。所以设计实验一定要遵循两大基本原则。

（二）典例精析（8分钟）

类型一加酶洗衣粉成分的考查

【例1】下列质地的衣物不能用加酶洗衣粉洗涤的是（）

A.化纤类衣物B.棉麻类衣物

C.尼龙类.衣物D.毛类衣物

类型二实验设计基本原则的考查

【例2】下面是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据

表回答：

脸盆编洗涤物洗涤洗衣粉水洗净褪色

a（等量）温度（等量）量所需时间

1油污布37℃加酶2L4min

2油污布37℃普通2L7min

3油污布5℃加酶2L9min

4油污布5℃普通.2L8min

该实验可证明：

（1）能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是

（2）能说明酶活性受温度.影响的实验是

小结：

1、加酶洗衣粉的洗涤原理是什么

2、加酶洗衣粉的最适温度是多少

当堂检测（20分钟）

一、选择题

1.加酶洗衣粉内常用酶制剂不包括下列哪一种（）

A.蛋白酶B.果胶酶C.淀粉酶D.脂肪酶

2.脂肪酶的作用是（）

A.将甘油和脂肪酸合成脂肪B.将脂肪分解成CO。和水，同时放出能量

C.将脂肪从肝脏中运出，避免得脂肪肝D.将脂肪分解成甘油和脂肪酸

3.人类吃食物时，淀粉要被吸收，需要什么酶的催化作用才行（）

A.淀粉酶B.淀粉酶和麦芽糖酶

C.麦芽糖酶D.纤维素酶

4.下列不是影响酶活性因素的是....（）

A.水的用量B,表面活性剂.C.酸碱度D.温度

5.从环保上讲，加酶洗衣粉比普通洗衣粉.好在哪种元素含量少甚至没有（）

A.NB.PC.CaD.Mg

6.下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是（）

A.加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好

.B.加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响

c.加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

D.加酶洗衣粉相对普通洗衣粉讲有利于环保

7.加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（）

A.适于低温下催化B.具有高效性C.具有专一性D.需适宜的温度

8.下列有关酶的叙述，不正确的是……（）

A.酶是活细胞产生的

B.酶主要是一类特殊的蛋白质

C.酶只在细胞内起作用

D.酶能使生物体内的化学反应在常温、常压条件下迅速而顺利地进行

9.下列验证某种加酶洗衣粉，需要的最适温度实验正确的是…（）

A.取一系列不同温度、其他条件相同的水。加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪

一个温度中酶的效果最好

B.在不同温度的水中，加入不等量洗衣粉。看哪种效果好

C.将加酶洗衣粉加入30℃水中发现不如加到45℃的水中洗涤效果好，说明45℃为最

适温度

D.将加酶洗衣粉与普通洗衣.粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物，发现加酶洗衣粉

.效果好，说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃

10.蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍、血渍，可是不易洗去汗渍，这体现了酶的（）

A.高效性B.专一性C.需适宜的条件D.多样性

二、非选择题

11.普通洗衣粉中含的磷较多，排入水域后，会引起水体的现象，所以现在的洗涤剂

朝方向发展。

12.使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：

①—能使蛋白酶水解，因此，蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉洗涤；

②使用加酶洗衣粉时。必须注意洗涤用水的；

③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致损失；

④添加了—的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质。

13.图4—6中A、B、c三图依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的

关系。请据图回答下列问题：

A反应物浓度B温度

图4—6

(1)图A中，反应物浓度达到一定时，反应速度不再上升，其原因是o

(2)图B中，a点所对应的温度为0

⑶图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原因是0

(4)图C表示了催化反应的速度变化曲线。

A.唾液淀粉酶B.胃蛋白酶

C.胰蛋白酶D.植物淀粉酶

14.现有3%的过氧化氢溶液、pH缓冲液、研磨的新鲜肝脏、试管、滴管等药品和实验器具,

请你设计实验，探究过氧化氢酶的最适pH。

15.酶绝大多数是蛋白质，蛋白质的结构易发生改变，体现了蛋白质的—特点，所以温度、

pH都易引起酶活性的改变。

参考答案：

一、RNA催化高效、专一温度、pH

1.酶制剂蛋白酶脂肪酶

2.甘油脂肪酸多肽肽酶

3.碱性蛋白.碱性脂肪碱性蛋白血渍奶渍

氨基酸小分子的肽

二、单一变量原则对照原则等量原则使用不同种类对照

(二)典例精析

1.解析：因为加酶洗衣粉中含的蛋白酶较多，蛋白酶可将蛋白质分解，所以蛋白质类纤维

织物不能用加酶洗衣粉洗涤。

答案：D

2.解析：（1）只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间

的对照，同时油污褪色时间不能由其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4,结合

题干是加酶洗衣粉效果好，所以只能为1与2的组合。（2）由题意知变量为温度不同对酶的

影响，所以应为1与3的组合。

答案：⑴1与2（2）1与3

基础自测

一、1.B2.D3.B4.A5.B6.A7.D8.C9.A10.B

二、11.富营养化低磷、无磷

12.碱性蛋白酶温度酶活性碱性蛋白酶

13.（1）受反应液中酶浓度的限制（2）酶反应的最适温度（3）温度升高使酶活性下降

（4）C

14.（1.）将5支（或更多）试管编号，分别注入10mL3%的过氧化氢溶液。（2）向各试管

中加入相应的pH缓冲液，使各试管中的反应液的pH按梯度变化依次稳定在5.0,6.5,7.0,

7.5,8.0（或按试管数设置相应的pH梯度变化溶液）。⑶分别向各.试管中加入等量的薪鲜

肝脏研磨液。（4）记.录单位时间内各试管中气泡生成景，或用排气法收集单位时间内产生的

氧气。（5）通过分析各试管中氧气的生成量，说明过氯化氢酶的最适pH。

15.变性

课题3酵母细胞的固定化

学习.目标

1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。

2.尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。

学习重点：制备固定化酵母细胞。

学习难点：制备固定化酵母细胞。

学习过程

（一）课题背景

酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。

实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生

产成本；反应后的酶会混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。

］设想：_________________________________________

固定化酶：优点

实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都

是通过一系列的酶促反应才能得到的

]设想：:

固定化细胞：优点_____________________________

（二）、固定化酶的应用实例

高果糖浆是指____________________________________

能将葡萄糖转化为果糖的酶是O使用固定化酶技术，将

这种酶固定在一种上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱

子底端装上分布着许多小孔的—。酶颗粒无法通过筛板的小孔,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。

（三）、固定化细胞技术

固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定

在一定空间内的技术，包括、和法。一般

来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用

法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被

或,而个小的酶容易从中漏出。

包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的

中。常用的载体有、、、和

等。

工思考对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？

K思考23将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定

（）；若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（—）»

（四）、实验操作

（1）制备固定化酵母细胞

制备固定化酵母细胞需要的材料是、和

1.酵母菌的活化

活化就是处于一状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的Cacb溶液

3.配制海藻酸钠溶液

加热溶化海藻酸钠时要注意：____________________________________________________

4.海藻酸钠溶液与酵母菌细胞混合

5.固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的

溶液中，并浸泡（时间）。

（2）用固定化酵母细胞发酵

1.将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次。

2.发酵时的温度就为,时间。

工思考43加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？

（思考53为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？

K思考62发酵过程中锥形瓶为什么要密封？

工思考7X锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？

K思考8』在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？

（五）、结果分析与评价

（一）观察凝胶珠的颜色和形状

如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数

目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败,需

要再作尝试。

（二）观察发酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多,同时会闻

到o

反馈练习

1.使用固定化细胞的优点是（.）

A.能催化大分子物质的水解B.可催化一系列化学反应

C.与反应物易接近.D.有利于酶在细胞外发挥作用

2.酶的固定方法不包括（）

A.将酶.吸附在固体表面上

B.将酶相互连接起来

C.将酶包埋在细微网格里

D.将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶

3.下列关于酶制剂的叙述错误的是（）。

A.酶制剂是包含酶的制品B.包内酶和包外酶均可用于制成酶制品

C.酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等

D.固定化细胞不属于酶制剂

4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制（）。

A.直接使用酶B.使用化学方法结合的酶

C.使用固定化细胞D.使用物理吸附法固定的酶

5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是（）。

A.酶分子很小，易采用包埋法

B.酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶

C.细胞个大，难被吸附或结合D.细胞易采用包埋法固定

6.关于固定化酶的叙述不正确的是（）。

A.既能与反应物接触，又能与反应物分离

B.固定在载体上的酶可被反复利用

C.可催化一系列反应D.酶的活性和稳定性受到限制

7.固定化细胞对酶的活性影响最小，根本原因是（）。

A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程

B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用

C.促化反应.结束后，能被吸收和重复利用

D.细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用

8.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是()。

A.酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸

B.活化就是让处于休眠状态的细胞恢复生活状态

C.酵母细胞活化所需要的时间较短D.酵母细胞活化后体积增大

9.下列关于酶的叙述中正确的是()。

A.酶都提取于动植物细胞

B.酶制剂能够重复利用

C.果酒和果汁能够用酶制剂澄清

D.酶固定后称为酶制剂

10.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是()o

A.加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环

B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量

C.海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠

D.海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细.胞过少

11.目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自()

A.化学合成B动物体内

C植物体内D微生物.体内

12.下图为固定化酶的反应柱示意图，请据图回答：

(1)请请在横线上填出各标号名称.①

②____________

(2)与一般酶制剂相比，固定化酶的突出优点

是和,

固定化细胞的优点是O

(3)③的作用是o

(4)制作固定葡萄糖异构酶所用的方式有

或O

(5)据图说出反应柱的作用原理_____________________________________

13.下图是制备固定化酵母细胞实验步骤图解，请据图回答：

酵母细胞活化一配制CaCk溶液一配置海藻酸钠溶液一海藻酸钠溶液与酵母细胞混合一固定

化酵母细胞

(1)在_______________状态下，微生物处于休眠状态。活化就是让处于休

眠状态的微生物恢复状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵

母细胞活化时..o(2)影响实验成败的关键步骤是。

(3)如果海藻酸钠浓度过低，形成凝胶珠包埋酵母细胞数目。

(4)观察形成凝胶珠的颜色和形状，如果颜色过浅，说明

如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明。

(5)制备固定化酶不宜用包埋法，为什么？

参考答案

（一）能否有一种方法使酶发挥它的优点，而没有这些缺点？酶既能与反应物接触，又

能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。.细胞中有多种酶，能否

用固定化酶类似的技术来处理细胞？成本低，操作更容易

（二）果糖含量为42%的糖浆葡萄糖异构酶颗粒状的载体上筛板葡萄糖异构酶

（三）物理化学包埋化学结合法物理吸附法化学结合法、物理吸附法包

埋法难以化学结合吸附包埋料中均匀多孔性载体明胶、琼脂糖、海藻酸钠、

醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等

（四）干酵母CaCh海藻酸钠溶液休眠微火加热并不断搅拌，防止海藻酸南焦糊

CaCl230分钟25℃24h。

思考1吸附法思考2细胞酶思考4防止海藻酸南焦糊思考5防止高温杀

死酵母细胞思考六酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件

思考7酵母菌进行.无氧呼吸产生的。思考8需要。

BDDCACDACCD

12、答案：（1）反应柱；固定化酶；分布着小孔的筛板（2）既能与反应物接触，又

能与反应物分离；能被反复利用，成本更低，操作更容易（3）酶颗粒无法通过筛板上的

小孔，反应溶液可自由出入。（4）将.酶相互连接起来；将酶吸附在载体表面上（5）反应

物溶液从反应柱上端注入，使反应物溶液流过反应柱，与固定.化酶接触，得到产物，从反

应柱下端流出。

13.、答案：（1）缺水；正常生活状态；体积增大（2）配制海藻酸钠溶液；（3）少

（4）固定化酵母细胞数目较少；海藻酸钠浓度偏高，制作失败

（5）因为酶分子很小，容易从包埋材料中露出

学习目标

1.说出固定化酶和固定化细胞的作用和原理。

2.尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。

学习重点：制备固定化酵母细胞。

学习难点：制备固定化酵母细胞。

学习过程

（一）课题背景

酶：优点：催化效率高，低耗能、低污染，大规模地应用于食品、化工等各个领域。

实际问题：对环境条件敏感，易失活；溶液中的酶很难回收，不能再次利用，提高了生

产成本；反应后的酶会,混合在产物中，如不除去，会影响产品质量。

V

设想：_________________________________________

固定化酶：优点________________________________________________________________

实际问题：一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都

是通过一系列的酶促反应才能得到的

V

设想：_____________________________________________________________

固定化细胞：优点_____________________________

（二）、固定化酶的应用实例

高果糖浆是指____________________________________

能将葡萄糖转化为果糖的酶是o使用固定化酶技术，将

这种酶固定在一种___________上，再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱

子底端装上分布着许多小孔的—»酶颗粒无法通过筛板的小孔,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。

（三）、固定化细胞技术

,固定化酶和固定化细胞是利用或方法将酶或细胞固定

在一定空间内的技术，包括、和法。一般

来说，酶更适合采用和法固定，而细胞多采用

法固定化。这是因为细胞个大，而酶分子很小；个大的难以被

或,而个小的酶容易从中漏出。

包埋法法固定化细胞即将微生物细胞包埋在不溶于水的

中。常用的载体有、、、和

等。

K思考对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么？

K思考23将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应，应当固定（）；

若将蛋白质变成氨基酸，应当固定（—）»

（四）、实验操作

（D制备固定化酵母细胞

制备固定化酵母细胞需要的材料是、和

1.酵母菌的活化

活化就是处于状态的微生物重新恢复正常的生活状态。

2.配制物质的量尝试为0.05mol/L的CacL溶液

3.配制海藻酸钠溶液

加热溶化海藻酸钠时要注意:____________________________________________________

4.海藻酸钠溶.液与酵母菌细胞混合

5.固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的

溶液中，并浸泡（时间）。

（2）用固定化酵母细胞发酵

1.将固定好的酵母细胞用冲洗2-3次

2.发酵时的温度就为,时间o

（思考43加热溶化海藻酸钠时微火加热并不断搅拌的目的是什么？

（思考53为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞？

工思考6H发酵过程中锥形瓶为什么要密封？

II思考7》锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的？

K思考81在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中，需要无菌操作码？

（五）、结果分析与评价

（一）观察凝胶珠的颜色和形状

如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数

目较少；如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明海藻酸钠的浓度偏高，制作失败,需

要再作尝试。

（二）观察发酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母细胞发酵产生酒精，可以看到产生了很多,同时会闻

到o

反馈练习

1.使用固定化细胞的优点是（）

A.能催化大分子物质的水解B.可催化一系列化学反应

C.与反应物易接近D.有利于酶在细胞外发挥作用

2.酶的固定方法不包括（）

A.将酶吸附在固体表面上

B.将酶相互连接起来

C.将酶包埋在细微网格里

D.将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶

3.下冽关于酶制剂的叙述错误的是（）。

A.酶制剂是包含酶的制品

B.包内酶和包外酶均可用于制成酶制品

C.酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等

D.固定化细胞不属于酶制剂

4.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制（）。

A.直接使用酶B.使用化学方法结合的酶

C.使用固定化细胞D.使用物理吸附法固定的酶

5.下列关于酶和细胞的固定叙述不正确的是（）。

A.酶分子很小，易采用包埋法

B.酶分子很小，易采用化学结合或物理吸附法固定的酶

C.细胞个大，难被吸附或结.合

D.细胞易采用包埋法固定

6.关于固定化酶的叙述不正确的是（）。

A.既能与反应物接触，又能与反应物分离

B.固定在载体上的酶可被反复利用

C.可催化一系列反应

D.酶的活性和稳定性受到限制

7.固定化细.胞对酶的活性影响最小，根本原因是（）。

A.避免了细胞破碎、酶的提取纯化过程

B.固定化细胞在多种酶促反应中连续发挥作用

C.促化反应结束后，能被吸收和重复利用

D.细胞结构保证了各种酶在细胞内化学反应中有效的发挥作用

8.关于酵母细胞活化的说法，不正确的是()o

A.酵母细胞活化就是由无氧呼吸变成有氧呼吸

B.