2018版高中生物 第3章 生物科學(xué)與工業(yè) 3.2 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用課件 新人教版選修2.ppt

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第2節(jié)酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,[課程目標(biāo)]導(dǎo)航,1.說出酶家族的概況及酶制劑的生產(chǎn)方法。2.舉例說明酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.嘗試分析和收集有關(guān)酶的專利文獻(xiàn)資料。4.認(rèn)同解決現(xiàn)實生活中的許多問題離不開科學(xué)技術(shù)，以及科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。,知識點(diǎn)1酶的家族與酶制劑的生產(chǎn),[知識梳理],1.酶的種類,(1)根據(jù)存在部位分為：胞內(nèi)酶和酶。(2)根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用分為：氧化還原酶、酶、裂解酶、連接酶、轉(zhuǎn)移酶和酶六大類。,胞外,水解,異構(gòu),2.酶的優(yōu)點(diǎn)3.酶的生產(chǎn),比無機(jī)催化劑高、反應(yīng)條件等優(yōu)點(diǎn)。(1)微生物發(fā)酵生產(chǎn)：大量都是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)。(2)基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)：一些是通過基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)。,催化效率,溫和,應(yīng)用的酶,重要的酶,[活學(xué)活用],肝臟中的乙醇脫氫酶可催化乙醇氧化為乙醛，從而消除人的乙醇中毒，下列選項中能表示其過程的是(),解析由題意“乙醇脫氫酶可催化乙醇氧化為乙醛”知乙醇脫氫酶為氧化還原酶；而分析各選項可知B項符合題意。答案B,[歸納總結(jié)],酶的分類,知識點(diǎn)2酶的固定化技術(shù),[知識梳理],固定化酶技術(shù)(1)方法：采用多種辦法將酶固定在一定的上，制備成的固體顆粒，稱為固定化酶。(2)固定化酶的優(yōu)點(diǎn)：避免了產(chǎn)物，又可以使用，從而有助于實現(xiàn)反應(yīng)的化和自動化。,載體,不溶于水,污染,反復(fù),連續(xù),[思維激活]酶與一般無機(jī)催化劑的共性是什么？提示：反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不改變，不改變化學(xué)平衡點(diǎn)。,[活學(xué)活用],1.固定化酶的優(yōu)點(diǎn)是(),A.有利于增加酶的活性B.有利于產(chǎn)物的純化C.有利于提高反應(yīng)速率D.有利于酶發(fā)揮作用解析固定化酶制劑的目的是降低生產(chǎn)成本。一是能夠順利地從發(fā)酵產(chǎn)物中把酶分離出來；二是能夠使酶反復(fù)使用。酶的固定化，對酶的活性、酶作用的發(fā)揮、反應(yīng)速率的提高，并沒有多少作用。酶的活性、酶作用的發(fā)揮與環(huán)境條件密切相關(guān)，如溫度、pH等。反應(yīng)速率與底物的濃度、溫度、pH等條件有關(guān)系。在底物濃度升高時，反應(yīng)速率將提高；溫度、pH適宜時，反應(yīng)速率最快。答案B,2.如下圖所示是酶的幾種固定方式示意圖，其所采用的固定方法依次是(),A.載體結(jié)合法，交聯(lián)法，包埋法B.交聯(lián)法，載體結(jié)合法，包埋法C.包埋法，載體結(jié)合法，交聯(lián)法D.包埋法，交聯(lián)法，載體結(jié)合法,解析①題圖表示酶包埋在細(xì)微網(wǎng)格里，應(yīng)屬包埋法；②圖表示許多酶分子通過特殊試劑連接起來，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)屬交聯(lián)法；③圖表示固定在一定的支持物上，可用物理吸附法、離子結(jié)合法和共價結(jié)合法固定。答案D,[歸納總結(jié)],1.直接使用酶和固定化酶催化反應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較,2.酶的固定化方法,(1)常用的制備固定化酶的主要方法有吸附法、交聯(lián)法、包埋法等(如圖所示)。,(2)各種制備固定化酶方法的比較(如下表),知識拓展固定化細(xì)胞技術(shù)通過各種方法將細(xì)胞與一定的載體結(jié)合，使細(xì)胞仍保持原有的生物活性，這一過程稱為細(xì)胞固定化。固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長、繁殖和代謝，可以像游離的細(xì)胞一樣應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)。固定化細(xì)胞技術(shù)免去了破碎細(xì)胞提取酶等步驟，能充分利用細(xì)胞內(nèi)的酶，因而固定化細(xì)胞內(nèi)的酶活性基本沒有改變。由于保留了細(xì)胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，這樣對于催化多步的連續(xù)反應(yīng)優(yōu)勢就更加明顯。固定化細(xì)胞的方法也有多種，常用的方法(見下表)：,海藻酸鈉凝膠包埋法制備固定化細(xì)胞的操作簡便，條件溫和，對細(xì)胞無毒性。通過改變海藻酸鈉的濃度可以改變凝膠的孔徑，適合于多種細(xì)胞的固定化。用海藻酸鈉凝膠制備的固定化細(xì)胞已用于多種酶的發(fā)酵生產(chǎn)與研究。,知識點(diǎn)3酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,[知識梳理],1.酶相比無機(jī)催化劑的優(yōu)越性,(1)反應(yīng)能在、常壓和條件下進(jìn)行，可以節(jié)省大量的能源和設(shè)備投資。(2)生產(chǎn)過程中不會造成，符合環(huán)境保護(hù)的要求。(3)生產(chǎn)過程簡單，，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低。,常溫,中性pH,嚴(yán)重的污染,效率高,2.應(yīng)用,(1)已成功用于工業(yè)，不僅用于食品的直接生產(chǎn)，還用于改進(jìn)工藝、簡化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味、延長儲存期、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量等方面。(2)在和化工工業(yè)方面有著廣泛的應(yīng)用。(3)在醫(yī)藥工業(yè)方面，可利用酶的催化反應(yīng)生產(chǎn)。,食品,輕工業(yè),藥物,[思維激活]試畫出pH、T(溫度)、底物濃度、酶濃度對酶活性的影響的曲線圖。提示：,[活學(xué)活用],現(xiàn)在生產(chǎn)的許多飲料和糖果中的甜味劑不是蔗糖而是高果糖漿，高果糖漿是淀粉通過一系列的催化作用轉(zhuǎn)化而來的，在這一過程中不需要的酶是()A.α-淀粉酶B.糖化酶C.葡萄糖異構(gòu)酶D.纖維素酶解析此題中酶的作用不是除去果肉細(xì)胞的細(xì)胞壁，而是將淀粉通過一系列的催化作用轉(zhuǎn)化為高果糖漿。答案D,