高中生物《酶在工业生产中的应用》课件1 浙教版选修2

第二节 酶在工业生产中的应用 多酶片说明书【成份】每片含胰酶300毫克、胃蛋白酶13毫克,辅料为蔗糖。【适应症】消化不良食欲缺乏。【药理作用】胰酶中含有胰脂肪酶、胰淀粉酶、胰蛋白酶。胰脂肪酶能使脂肪分解为甘油及脂肪酸，胰淀粉酶能使淀粉转化为糖，胰蛋白酶能使蛋白质转化为多肽；胃蛋白酶能使蛋白质转化为多肽。二者合用，可促进消化，增进食欲。 细菌细胞直径不足2m，每时每刻却发生着15002000个化学反应，生产着3000多种蛋白质，1000多种核酸；但其合成效率却惊人，它合成每个肽链只需百分之三秒，而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每个肽链需要7分钟，两者相差200多倍；另外细胞中能量转换效率也很高。酶的优缺点酶的优缺点优点：优点：缺点：缺点：高效性高效性专一性专一性反应条件温和反应条件温和大多数的酶是蛋白质，在大多数的酶是蛋白质，在不适宜不适宜的条件下的条件下容易容易变性、失活变性、失活，稳定性差，在某些方面，稳定性差，在某些方面的应用有局限性。的应用有局限性。酶在生物体内的含量一般很低酶在生物体内的含量一般很低问题：酶在生物体内的含量一般很低，工业生产问题：酶在生物体内的含量一般很低，工业生产所用的酶是如何获得的？所用的酶是如何获得的？问题：酶特别问题：酶特别“娇嫩娇嫩”，对环境条件的要求较苛刻。，对环境条件的要求较苛刻。这就给实际生产及应用造成麻烦。怎么解决这一问题呢？这就给实际生产及应用造成麻烦。怎么解决这一问题呢？问题：酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一问题：酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一起，分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶起，分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶不能分离出来重复使用，也造成了浪费。不能分离出来重复使用，也造成了浪费。这个问题又是怎样解决呢？这个问题又是怎样解决呢？问题：有些酶，如氧化还原酶，转移酶，某些裂解酶，在催化问题：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，如相应反应时，需要特殊的辅助因子，如NAD+、NADH、NADP+、NADPH、FAD、FMA、ATP，以及金属离子等。因此，在酶催，以及金属离子等。因此，在酶催化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。酶是生物界普遍存在，因而可以从动物、植物微酶是生物界普遍存在，因而可以从动物、植物微生物等各种原料中提取酶，如从动物胰脏中可以生物等各种原料中提取酶，如从动物胰脏中可以提取胰蛋白酶淀粉酶核糖核酸酶，从木瓜中提取胰蛋白酶淀粉酶核糖核酸酶，从木瓜中提取木瓜蛋白酶，从菠萝皮中提取菠萝蛋白提取木瓜蛋白酶，从菠萝皮中提取菠萝蛋白酶但动物、植物的来源总是有限的，不能适应酶但动物、植物的来源总是有限的，不能适应生产上大量用酶的需要，所以目前工业上大多采生产上大量用酶的需要，所以目前工业上大多采用微生物发酵法来获得大量的酶制剂此法的优用微生物发酵法来获得大量的酶制剂此法的优点在于微生物人工培养不受气候、地理等条件的点在于微生物人工培养不受气候、地理等条件的限制，繁殖速度快，还可以根据需要选育菌种来限制，繁殖速度快，还可以根据需要选育菌种来提高产酶率提高产酶率问题：酶在生物体内的含量一般很低，工业生产问题：酶在生物体内的含量一般很低，工业生产所用的酶是如何获得的？所用的酶是如何获得的？问题：酶特别问题：酶特别“娇嫩娇嫩”，对环境条件的要求较苛刻。，对环境条件的要求较苛刻。这就给实际生产及应用造成麻烦。怎么解决这一问题呢？这就给实际生产及应用造成麻烦。怎么解决这一问题呢？问题：酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一问题：酶催化反应结束后，酶和其他产物混合在一起，分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶起，分离比较麻烦，这不仅影响产品的纯度，而且酶不能分离出来重复使用，也造成了浪费。不能分离出来重复使用，也造成了浪费。这个问题又是怎样解决呢？这个问题又是怎样解决呢？问题：有些酶，如氧化还原酶，转移酶，某些裂解酶，在催化问题：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，如相应反应时，需要特殊的辅助因子，如NAD+、NADH、NADP+、NADPH、FAD、FMA、ATP，以及金属离子等。因此，在酶催，以及金属离子等。因此，在酶催化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。请列举酶催化的反应有哪些优点和缺点？请列举酶催化的反应有哪些优点和缺点？ 酶催化反应的优点主要表现在以下几个方面酶催化反应的优点主要表现在以下几个方面。 1）酶催化的反应类型十分广泛。具有极其广泛的应）酶催化的反应类型十分广泛。具有极其广泛的应用范围。用范围。 2）酶催化的反应具有极高的选择性（专一性），几）酶催化的反应具有极高的选择性（专一性），几乎没有副反应，反应的转化率和产率高。乎没有副反应，反应的转化率和产率高。 3）酶催化的反应速度高。酶催化的反应速度大约比）酶催化的反应速度高。酶催化的反应速度大约比化学催化剂催化的反应速度高化学催化剂催化的反应速度高1010倍，因此，酶催倍，因此，酶催化的反应时间短，设备利用率高，生产效率高。化的反应时间短，设备利用率高，生产效率高。 4）酶催化的反应条件温和，一般是在常温、常压、）酶催化的反应条件温和，一般是在常温、常压、近乎中性近乎中性pH条件下反应，因此，能耗低，设备要求条件下反应，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。低，使用时间长，反应成本和操作成本低。 1）酶是蛋白质，在不适宜的条件下容易发生变性、失活，因此，）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。由于在使用和保存酶时要十分小心，要尽可能保持适宜的条件。由于酶对温度、酶对温度、pH和有机溶剂敏感，稳定性差，使之在某些应用上和有机溶剂敏感，稳定性差，使之在某些应用上受到限制。受到限制。 2）绝大多数酶溶于水，催化反应结束后，多数酶还有活性，因）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。而直接从反应液中将酶与产物分离回收十分困难。 3）有些酶，如氧化还原酶，转移酶，某些裂解酶，在催化相应）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，如反应时，需要特殊的辅助因子，如NAD+、NADH、NADP+、NADPH、FAD、FMA、ATP，以及金属离子等。因此，在酶催化，以及金属离子等。因此，在酶催化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分昂反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。辅酶一般十分昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。酶催化反应的缺点主要有以下几个方面。酶催化反应的缺点主要有以下几个方面。