第2节　酶在工业生产中的应用.ppt

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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

2、)微生物发酵生产：大量_________都是利用微生物发酵生产。(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．类型优点不足直接使用酶催化效

3、率高，低耗能，低污染等对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中酶很难回收，不能被再次利用，反应后酶会混合在产物中，可能影响产品质量固定化酶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一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物都是通过一系列的酶促反应才能得到的酶的固定化方法(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)酶的固定方法原理固定载体优点吸附法离子键作用、物理吸附纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体工艺简便且条件温和，在生产上应用广泛交联法

4、酶和多功能试剂之间形成共价键利用多功能试剂在酶与酶、酶与载体之间进行交联，从而形成三维的交联网架结构包埋法将酶包埋在能固化的载体中将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶等高分子凝胶中，或包裹在硝酸纤维素等半透性高分子膜中，前者包埋成格子形，后者包埋成微胶囊形知识拓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

5、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)：固定方法载体吸附法将动物细胞吸附于容器壁、微载体和中空纤维等载体上；将植物细胞吸附在泡沫塑料的大孔隙或裂缝之中，也可将植物细胞吸附在中空纤维的外壁上包埋法将细胞包埋在多孔载体的内部，凝胶包埋法是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各种微生物、动物和植物细胞的固定化。凝胶包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠凝胶、角叉菜胶、明胶等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

6、于多种酶的发酵生产与研究。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

7、省大量的能源和设备投资。(2)生产过程中不会造成__________，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