第2節(jié)　酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用.ppt

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1、第2節(jié)酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用課程標準舉例說明酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。課標解讀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)酶的專利文獻資料。4．認同解決現(xiàn)實生活中的許多問題離不開科學技術(shù)，以及科學技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。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。酶的優(yōu)點比無機催化劑___________、反應(yīng)條件_____等優(yōu)點。酶的家族與酶制劑的生產(chǎn)1．2．胞外水解催化效率高溫和異構(gòu)酶的生產(chǎn)(1

2、)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)。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：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。3．4．應(yīng)用的酶重要的酶載體不溶于水污染反復(fù)連續(xù)酶與一般無機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，不改變化學平衡點。[思維激活1]直接使用酶和固定化酶催化反應(yīng)的優(yōu)缺點比較1．類型優(yōu)點不足直接使用酶催化效

3、率高，低耗能，低污染等對環(huán)境條件非常敏感，容易失活；溶液中酶很難回收，不能被再次利用，反應(yīng)后酶會混合在產(chǎn)物中，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量固定化酶酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復(fù)利用一種酶只能催化一種化學反應(yīng)，而在生產(chǎn)實踐中，很多產(chǎn)物都是通過一系列的酶促反應(yīng)才能得到的酶的固定化方法(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.(2)各種制備固定化酶方法的比較(如下表)酶的固定方法原理固定載體優(yōu)點吸附法離子鍵作用、物理吸附纖維素、瓊脂糖等多糖類或多孔玻璃、離子交換樹脂等載體工藝簡便且條件溫和，在生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛交聯(lián)法

4、酶和多功能試劑之間形成共價鍵利用多功能試劑在酶與酶、酶與載體之間進行交聯(lián)，從而形成三維的交聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包埋法將酶包埋在能固化的載體中將酶包裹在聚丙烯酰胺凝膠等高分子凝膠中，或包裹在硝酸纖維素等半透性高分子膜中，前者包埋成格子形，后者包埋成微膠囊形知識拓展固定化細胞技術(shù)通過各種方法將細胞與一定的載體結(jié)合，使細胞仍保持原有的生物活性，這一過程稱為細胞固定化。固定化細胞仍能進行正常的生長、繁殖和代謝，可以像游離的細胞一樣應(yīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)。固定化細胞技術(shù)免去了破碎細胞提取酶等步驟，能充分利用細胞內(nèi)的酶，因而固定化細胞內(nèi)的酶活性基本沒有改變。由于保留了細胞內(nèi)原有的多酶系統(tǒng)，這樣對于催

5、化多步的連續(xù)反應(yīng)優(yōu)勢就更加明顯。固定化細胞的方法也有多種，常用的方法(見下表)：固定方法載體吸附法將動物細胞吸附于容器壁、微載體和中空纖維等載體上；將植物細胞吸附在泡沫塑料的大孔隙或裂縫之中，也可將植物細胞吸附在中空纖維的外壁上包埋法將細胞包埋在多孔載體的內(nèi)部，凝膠包埋法是應(yīng)用最廣泛的細胞固定化方法，適用于各種微生物、動物和植物細胞的固定化。凝膠包埋法所使用的載體主要有瓊脂、海藻酸鈉凝膠、角叉菜膠、明膠等海藻酸鈉凝膠包埋法制備固定化細胞的操作簡便，條件溫和，對細胞無毒性。通過改變海藻酸鈉的濃度可以改變凝膠的孔徑，適合于多種細胞的固定化。用海藻酸鈉凝膠制備的固定化細胞已用

6、于多種酶的發(fā)酵生產(chǎn)與研究。固定化酶的優(yōu)點是()。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【鞏固1】酶相比無機催化劑的優(yōu)越性(1)反應(yīng)能在_____、常壓和_______條件下進行，可以節(jié)

7、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)境保護的要求。(3)生產(chǎn)過程簡單，_______，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低。酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1．常溫中性PH嚴重的污染效率高應(yīng)用(1)已成功用于_____工業(yè)，不僅用于食品的直接生產(chǎn)，還用于改進工藝、簡化生產(chǎn)過程、改善產(chǎn)品的品質(zhì)和風味、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)_____。試畫出pH、T、底物濃度、酶濃度對酶活性的影響的曲線圖。提示[思維激活2]2．食品輕