高中生物 第2章 酶技术 第8课时 固定化酶的制备和应用同步备课教学案 北师大版选修1-北师大版高二选修1生物教学案VIP专享

第 8 课时 固定化酶的制备和应用[学习导航] 1.阅读教材 P42内容，了解固定化酶的常用方法。2.结合教材 P40～41内容，学习固定化乳糖酶的制备。3.结合教材 P42～43内容，检测牛奶中乳糖的分解。[重难点击] 1.尝试制备固定化乳糖酶。2.利用固定化酶检测乳糖的分解产物。一、固定化酶及其制备由于酶的分离与提纯有许多技术性难题，造成酶制剂来源有限、成本高、不利于大规模使用。利用固定化酶技术可以解决这些难题。1.固定化酶(1)概念：固定化酶又叫固相化酶，是指固定在载体上并在一定的空间范围内进行催化反应的酶。酶的固定化过程是通过化学或物理的手段，将酶束缚在一定的区间内，固定酶分子在此区间内进行催化作用。(2)酶的固定方法：根据酶的性质和载体特性需要采用不同的方法，有时还需要将几种方法联合使用：① 是吸附法：是将酶吸附到载体表面。② 是载体偶联法：是将酶通过共价键结合到载体的表面。③ 是交联法：通过把酶交互连接、相互结合从而将酶固定。④ 是包埋法：是将酶或者细胞包埋在细微的网格里。(3)固定化酶技术的优缺点① 优点：稳定性好，而且与底物和产物容易分离。② 缺点：一次只能固定一种酶，不利于催化一系列的反应。2.固定化乳糖酶的制备(1)实验原理① 乳糖酶学名为 β D 半乳糖苷水解 酶，是工业中应用相当广泛的一种酶，较多地应用于乳制品加工中。很多人小肠黏膜内的乳糖酶活性严重降低，导致乳糖不耐症。用乳糖酶处理部分乳糖，分解为葡萄糖和半乳糖，可以减少这种症状。② 固定乳糖酶用的是凝胶包埋法：凝胶是由丙烯酰胺(Arc)和 N ， N －甲叉双丙烯酰胺 (Bis)形成的三维网状结构的高聚化合物，将酶和凝胶混合，酶即包埋在凝胶内部的微孔中，从而将酶固定。(2)方法步骤① 乳糖酶的溶解：准确称取乳糖酶 100 mg，然后将其溶解在 pH7.3 的磷酸缓冲液中，其中单体 Arc 浓度为质量分数 20%，交联剂 Bis 浓度为质量分数 5%。② 聚合：将含有 0.6 mL N，N，N′，N′－四甲基乙二胺和 200 mg 过硫酸铵的 4 mL 磷酸缓冲液迅速倒入乳糖酶的溶解液中，缓慢搅拌混匀，4 ℃条件下进行聚合反应 30 min。③ 漂洗：聚合反应完成后形成凝胶，用小刀切成小块，用缓冲液洗涤 4～6 次，0 ～ 4 ℃保存备用。1.固定化酶依据的原理与其优点分别是什么？答案 将酶固定在不溶于水的载体上，使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。2.固...