3.2 酶在工业生产中的应用 精品课件（人教版选修2）.ppt

1、第2节 酶在工业生产中的应用,课程标准 举例说明酶在工业生产中的应用。 课标解读 1说出酶家族的概况及酶制剂的生产方法。 2举例说明酶在工业生产中的应用。 3尝试分析和收集有关酶的专利文献资料。 4认同解决现实生活中的许多问题离不开科学技术，以 及科学技术是一个不断发展的过程。,酶的种类 (1)根据存在部位分为：胞内酶和_酶。 (2)根据酶催化的反应和所起的作用分为：氧化还原酶、_酶、裂解酶、连接酶、转移酶和_酶六大类。 酶的优点 比无机催化剂_、反应条件_等优点。,酶的家族与酶制剂的生产,1,2,胞外,水解,催化效率高,温和,异构,酶的生产 (1)微生物发酵生产：大量_都是利用微生物发酵生产

2、。 (2)基因工程菌发酵生产：一些_是通过基因工程菌发酵生产。 固定化酶技术 (1)方法：采用多种办法将酶固定在一定的_上，制备成_的固体颗粒，称为固定化酶。 (2)固定化酶的优点：避免了_产物，又可以_使用，从而有助于实现反应的_化和自动化。,3,4,应用的酶,重要的酶,载体,不溶于水,污染,反复,连续,酶与一般无机催化剂的共性是什么？ 提示 反应前后质量和性质不改变，不改变化学平衡点。,思维激活1,直接使用酶和固定化酶催化反应的优缺点比较,1,酶的固定化方法 (1)常用的制备固定化酶的主要方法有吸附法、交联法、包埋法等(如图所示)。,2.,(2)各种制备固定化酶方法的比较(如下表),知识拓

3、展 固定化细胞技术 通过各种方法将细胞与一定的载体结合，使细胞仍保持原有的生物活性，这一过程称为细胞固定化。固定化细胞仍能进行正常的生长、繁殖和代谢，可以像游离的细胞一样应用于发酵生产。固定化细胞技术免去了破碎细胞提取酶等步骤，能充分利用细胞内的酶，因而固定化细胞内的酶活性基本没有改变。由于保留了细胞内原有的多酶系统，这样对于催化多步的连续反应优势就更加明显。固定化细胞的方法也有多种，常用的方法(见下表)：,海藻酸钠凝胶包埋法制备固定化细胞的操作简便，条件温和，对细胞无毒性。通过改变海藻酸钠的浓度可以改变凝胶的孔径，适合于多种细胞的固定化。用海藻酸钠凝胶制备的固定化细胞已用于多种酶的发酵生产与

4、研究。,固定化酶的优点是 ( )。 A有利于增加酶的活性 B有利于产物的纯化 C有利于提高反应速率 D有利于酶发挥作用 解析 固定化酶制剂的目的是降低生产成本。一是能够顺利地从发酵产物中把酶分离出来；二是能够使酶反复使用。酶的固定化，对酶的活性、酶作用的发挥、反应速率的提高，并没有多少作用。酶的活性、酶作用的发挥与环境条件密切相关，如温度、pH等。反应速率与底物的浓度、温度、pH等条件有关系。在底物浓度升高时，反应速率将提高；温度、pH适宜时，反应速率最快。 答案 B,【巩固1】,酶相比无机催化剂的优越性 (1)反应能在_、常压和_条件下进行，可以节省大量的能源和设备投资。 (2)生产过程中不

5、会造成_，符合环境保护的要求。 (3)生产过程简单，_，产品质量好，生产成本低。,酶在工业生产中的应用,1,常温,中性PH,严重的污染,效率高,应用 (1)已成功用于_工业，不仅用于食品的直接生产，还用于改进工艺、简化生产过程、改善产品的品质和风味、延长储存期、提高产品产量和质量等方面。 (2)在_和化工工业方面有着广泛的应用。 (3)在医药工业方面，可利用酶的催化反应生产_。 试画出pH、T、底物浓度、酶浓度对酶活性的影响的曲线图。 提示,思维激活2,2,食品,轻工业,药物,工业上常用的酶及应用,现在生产的许多饮料和糖果中的甜味剂不是蔗糖而是高果糖浆，高果糖浆是淀粉通过一系列的催化作用转化而

6、来的，在这一过程中不需要的酶是 ( )。 A淀粉酶 B糖化酶 C葡萄糖异构酶 D纤维素酶 解析 此题中酶的作用不是除去果肉细胞的细胞壁，而是将淀粉通过一系列的催化作用转化为高果糖浆。 答案 D,【巩固2】,肝脏中的乙醇脱氢酶可催化乙醇氧化为乙醛，从而消除人的乙醇中毒，下列选项中能表示其过程的是 ( )。,【例1】,示例一 酶的种类,思维导图：,深度剖析 由题意“乙醇脱氢酶可催化乙醇氧化为乙醛”知乙醇脱氢酶为氧化还原酶；而分析各选项可知B项符合题意。 答案 B,归纳总结 酶的分类,（1）根据存 在的部位,胞内酶：占酶的绝大多数，存在于细胞内。 如细胞内有氧呼吸酶等 胞外酶：占酶的小部分，分泌到细

7、胞外。如 消化酶等,如下图所示是酶的几种固定方式示意图，其所采用的固定方法依次是 ( )。,【例2】,示例二 固定化酶技术,A载体结合法，交联法，包埋法 B交联法，载体结合法，包埋法 C包埋法，载体结合法，交联法 D包埋法，交联法，载体结合法,思维导图：,深度剖析 题图表示酶包埋在细微网格里，应属包埋法；图表示许多酶分子通过特殊试剂连接起来，成网状结构，应属交联法；图表示固定在一定的支持物上，可用物理吸附法、离子结合法和共价结合法固定。 答案 D,反思感悟 固定化酶的优点 酶被固定化后，大多数酶稳定性增加，因而可以通过过滤等简单的方法将酶从反应系统中取出，这样做既避免了污染产物，又可以反复利用

8、，从而有助于实现反应的连续化和自动化。,下列叙述中，能正确说明酶特性的是 ( )。 A酶大多数是蛋白质 B酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用 C酶的活性随温度的升高而不断升高 D每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 解析 酶的特性是指酶的高效性、专一性以及受温度、pH等因素的影响。A项是酶的化学本质，属于酶的概念；酶是活细胞产生的，但它不仅仅在生物体内发挥作用，离体的酶，只要在合适的条件下仍可发挥催化作用；在一定的温度范围内，酶的活性随温度的升高而升高，C项不能正确表述酶与温度的关系；D项表示了酶的专一性。 答案 D,1,ATP的消耗利用需要的酶是 ( )。 A水解酶 B合成酶

9、C异构酶 D转移酶 解析 ATP水解为ADP和Pi，同时释放能量，需水解酶。 答案 A 下表关于酶与无机催化剂的叙述中，错误的是 ( )。 A酶的催化条件是常温、常压和中性条件 B酶催化反应不会造成严重的污染 C无机催化剂生产过程复杂、成本高 D酶和无机催化剂均具有催化效率高的特点 解析 本题考查酶与无机催化剂的比较。酶和无机催化剂均能催化有关反应，但只有酶具有高效性，而无机催化剂催化效率低，故D项错误。A、B、C项叙述均正确。 答案 D,2,3,用于皮革工业的脱毛和软化的酶是 ( )。 A脂肪酶 B淀粉酶 C蛋白酶 D聚合酶 解析 动物皮毛由蛋白质构成，因此可用蛋白酶对皮革脱毛与软化。 答案

10、 C,4,5下图是固定化酶连接的几种方式，据图回答。,(1)甲方式叫_，这种方法使用的载体有_等。 (2)乙方式叫_，这种方法需要酶和载体都具有_、_或_等官能团。 (3)丙方式叫_，此方法需要使用_，如_等水溶性化合物。 (4)酶的固定方法大致可分为三类，即_、_和_。图中甲、乙方式属于_。 (5)经固定的酶的特性是_ _。 解析 本题考查酶的固定方法及特性，可结合题中的图示及教材讲解的有关内容确定答案。,答案 (1)离子结合法 离子交换树脂 (2)共价结合法 氨基 羧基 羟基 (3)交联法 交联剂 戊二醛 (4)载体结合法 交联法 包埋法 载体结合法 (5)不仅仍具有催化性质，而且稳定性提高，反复利用,课堂小结,酶在工业生产中的应用,酶的种类 酶制剂的生产,酶的家族与酶 制剂的生产 酶在工业生产中的应用,