2019版生物人教版选修2课件:3.2 酶在工业生产中的应用 .pdf
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1、-1- 第2 2节 酶在工业生产中的应用 -2- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 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 术是不断发展的。 -3- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYA
2、NLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 一、酶的家族与酶制剂的生产 1.酶的种类 (1)根据存在部位分为:胞内酶和胞外酶。 (2)根据酶催化的反应和所起的作用分为:氧化还原酶、水解酶、 裂解酶、连接酶、转移酶和异构酶六大类。 2.酶的优点 与无机催化剂相比,酶具有催化效率高、反应条件温和等优点。 3.酶的生产 (1)微生物发酵生产:大量应用的酶都是利用微生物发酵生产的。 (2)基因工程菌发酵生产:一些重要的酶已经采用基因工程菌发酵 生产,使酶的产量大幅度提高。 -4- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理
3、ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二 4.固定化酶技术 (1)方法:采用多种办法将酶固定在一定的载体上,制备成不溶于 水的固体颗粒,称为固定化酶。 (2)固定化酶的优点:避免了污染产物,又可以反复使用,从而有助 于实现反应的连续化和自动化。 -5- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二
4、二、酶在工业生产中的应用 1.酶相比无机催化剂的优越性 (1)反应能在常温、常压和中性pH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严重的污染,符合环境保护的要求。 (3)生产过程简单、效率高,产品质量好,生产成本低。 2.应用 (1)已成功用于食品工业、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)在轻工业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药物。 -6- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGY
5、ANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 一、酶催化反应的优缺点 1.酶催化反应的优点 (1)酶催化的反应类型十分广泛。六大酶类催化的反应基本上涵 盖了各种化学反应类型,因此,酶具有极其广泛的应用范围。 (2)酶催化的反应具有极高的选择性,包括对底物的种类,底物中 的区域、位点等的选择性,因此,一种酶只能够催化一种底物或一 类底物的一种反应,酶催化的反应可以在一个十分复杂的系统内进 行,而且几乎没有副反应,反应的转化率和产率高。这在临床检验、 化学分析和特定产品的生产上要比化学方法具有更大的优势。 (3)酶催化的反应速度快。酶催化
6、的反应速度大约是化学催化剂 催化的反应速度的1010倍,因此,酶催化的反应时间短,设备利用率高, 生产效率高。 -7- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 (4)酶催化的反应条件温和,一般是在常温、常压和中性pH条件 下进行,因此,能耗低,设备要求低,使用时间长,反应成本和操作成本 低。即使极端酶类,如耐高温酶和嗜酸碱酶等,催化反应的条件也 远比化学催化剂催化的反应条件低得多:最高温度在100 左右,最
7、适pH为211,不必在强酸、强碱条件下进行。 -8- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 2.酶催化反应的缺点 (1)大多数酶是蛋白质,在不适宜的条件下容易发生变性失活,因 此,在使用和保存酶时要十分小心,要尽可能保持适宜的条件。为 了维持酶的稳定和催化效率,在酶催化反应和保存时要使用缓冲液 系统。一般的酶不能够耐受高温,可以在低温下保存,但是也有的 酶在低温下也会失活,甚至更不稳定。有些酶对金属离子十分
8、敏感, 为保持这些酶的稳定性和催化反应的活性,还需要一些特定的金属 离子;大多数酶对有机溶剂比较敏感,在一些有机溶剂中易失活。 因此,必须根据具体的酶的性质采取相应的措施。 酶对温度、pH和有机溶剂敏感,稳定性差,因此在某些应用上会 受到限制。 -9- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 (2)绝大多数酶溶于水,催化反应结束后,多数酶还有活性,因而直 接从反应液中将酶与产物分离回收十分困难。为了不让酶污染
9、产 物,往往通过加热或其他方法使酶变性失活,从反应系统中除去。 这样,花了很大力气生产的酶只使用了一次,就不得不使其变性失 活,这是很大的浪费。当然,现在发展的酶的固定化技术,可以提高 酶的稳定性,还可以解决酶催化反应后从反应体系中分离重复使用 的问题。 -10- 第2节 酶在工业生产中的应用ZHISHI SHULI 知识梳理 ZHONGNAN JVJIAO 重难聚焦 SUITANGYANLIAN 随堂演练 DIANLI TOUXI 典例透析 MUBIAODAOHANG 目标导航 一二三 (3)有些酶,如氧化还原酶、转移酶、某些裂解酶,在催化相应反 应时,需要特殊的辅助因子,如NAD+、NAD
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