高中生物 3.2 酶在工业生产中的应用精品课件 新人教版选修2.ppt

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 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 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