高中生物人教版 (新课标)选修2《生物科学与社会》第2节 酶在工业生产中的应用图文课件ppt

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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
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。
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。
直接使用酶和固定化酶催化反应的优缺点比较
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。
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
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。
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　
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．α­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
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 (　　)。
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
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 (　　)。
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
深度剖析 ①题图表示酶包埋在细微网格里，应属包埋法；②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；③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
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
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
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有关内容确定答案。
答案　(1)离子结合法　离子交换树脂(2)共价结合法　氨基　羧基　羟基(3)交联法　交联剂　戊二醛(4)载体结合法　交联法　包埋法　载体结合法(5)不仅仍具有催化性质，而且稳定性提高，反复利用