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第2节酶在工业生产中的应用,课程目标导航,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，以及科学技术是一个不断发展的过程。,知识点1酶的家族与酶制剂的生产,知识梳理,1.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。,胞外,水解,异构,2.酶的优点3.酶的生产,比无机催化剂高、反应条件等优点。(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。,催化效率,温和,应用的酶,重要的酶,活学活用,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(),解析由题意“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,知识点2酶的固定化技术,知识梳理,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。,载体,不溶于水,污染,反复,连续,思维激活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。,活学活用,1.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,2.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(),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,解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，呈网状结构，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,归纳总结,1.直接使用酶和固定化酶催化反应的优缺点比较,2.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)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。,知识点3酶在工业生产中的应用,知识梳理,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。,常温,中性pH,严重的污染,效率高,2.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。,食品,轻工业,药物,思维激活试画出pH、T(温度)、底物浓度、酶浓度对酶活性的影响的曲线图。提示：,活学活用,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,
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