高二生物人教版选修2课件3-2 酶在工业生产中的应用
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人教高中生物选修2第3章第2节 酶在工业生产中的应用高中生物精品公开课
酶在医药工业上的应用
•多巴的生产
练一练
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。
3.酶制剂
（1）概念 •在实际应用中，为了保持酶的活性以及使用 、储存和运输的方便，人们将酶制备成不同的 剂型，如液体、颗粒、粉末等，这种含有酶的 制品成为酶制剂。
（2）类型
液 体
粉末状
颗粒状
4.固定化酶
（1）概念
• 人们采取多种方法将酶固定在一定的 载体上，制备成不溶于水的固体颗粒， 成为固定化酶。
现实中的问题
1.大规模工业生产对酶的需要量很大。生物体内尽管含有酶， 但含量很少，怎样才能获取大量可供应用的酶呢？
2.酶特别“娇嫩”，对环境条件要求比较苛刻，生产中是如何 来解决这一问题呢？酶催化反应结束后，酶与产物混合在一起， 这不仅影响产品纯度，而且酶不能重复使用，造成浪费，这一 问题又如何来解决？
用酶 低污染等
被再次利用，反应后酶会混合
在产物中，可能影响产品质量
固定 化酶
酶既能与反应物接触，一种酶只能催化一种化学反应， 又能与产物分离，同 而在生产实践中，很多产物都 时，固定在载体上的 是通过一系列的酶促反应才能 酶还可以被反复利用 得到的
酶在工业生产中的应用
• 1、葡萄糖的a生－淀产粉酶 • 2、果汁的果生胶产酶和纤维素酶 • 3、棉布的生纤维产素酶
（3）优点
• 酶被固定化后，大多数稳定性增加，可 以通过过滤等简单的方法将酶从反应系统中 取出，既避免了污染环境，又可以反复使用 ，从而有助于实现反应的连续化和自动化。
人教高中生物选修2第3章第2节 酶在工业生产中的应用
C 裂解酶，
D 连接酶，
E 异构酶， F 转移酶；
酶3：不同的DNA片段 → DNA;
A 氧化还原酶， B 水解酶， C 裂解酶， D 连接酶， E 异构酶， F 转移酶；
酶4：淀粉 + H2O → 麦芽糖， 酶5：甲醛裂解酶， 酶6：谷氨酸 → 丙酮酸；
我国酶工业发展的调查
1、2001年，我国酶制剂总产量超过32万吨； 2、酶制剂应用：提高产品质量、得率，
工程菌发酵
Ⅱ：酵母菌表达的EGV是一种纤维素酶，研究发现将第 49位的脯氨酸删除，热稳定性比EGV提高了21.6％， 其他酶性质与EGV基本相似。 （2）通过什么工程技术可以得到耐高温的EVG酶？
该工程的技术步骤？
工程菌发酵
Ⅲ: 材料中还有哪些酶的改造技术？
二、酶的生产
（二）酶的剂型： 1、液体： 2、颗粒： 3、粉末：
二、酶的生产
（三）酶的固化： 1、吸附： 2、交联： 3、包埋：
三、酶的应用
（一）食品加工：
1、果汁的生产： 2、葡萄糖的生产：
三、酶的应用
（二）轻工业和化工工业： 1、棉布的生产：
2、造纸工业中的应用：
纤维素测方法： 1、布料的变化：柔软、光滑
2、产物 + 斐林试剂
第二节 酶在工业生产中的应用
12
1
2
关于酶，我们学过哪些知识？
酶的定义；酶的功能；酶的特性；
一、酶的家族
1、存在部位： 胞内酶，胞外酶； 2、酶的功能： 氧化还原酶，水解酶，
裂解酶， 连接酶， 异构酶， 转移酶；
A 氧化还原酶， B 水解酶，
酶1：[H] + O2 → H2O， 酶2：葡萄糖 → 果糖，
高中生物人教版选修二名师导学课件：第3章 第2节 酶在工业生产中的应用(共41张PPT)
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/282021/8/28Sa一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 2:09:55 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/282021/8/282021/8/28Aug-2128-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/282021/8/282021/8/28Saturday, August 28, 2021
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/282021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月28日星期六2021/8/282021/8/282021/8/28 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/282021/8/28August 28, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/282021/8/282021/8/282021/8/28
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/282021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月28日星期六2021/8/282021/8/282021/8/28 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/282021/8/28August 28, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/282021/8/282021/8/282021/8/28
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
人教版高中生物选修2第3章第2节 酶在工业生产中的应用
随堂练习
D 3、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
随堂练习
4、科学研究表明，用固定化酶技术处理
污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌
得到的磷酸三脂酶固定到尼龙膜上制成
第3章 生物科学与工业
第2节 酶在工业生产中的应用
课标要求：
1、了解酶家族的概况 2、掌握酶制剂的生ห้องสมุดไป่ตู้方法。 3、了解酶在工业生产中的应用。
重点和难点：
重点：酶在工业生产中的应用 难点：利用基因工程技术生产酶的方法
一、酶的家族
1、酶概念：酶是活细胞产生的具有催
化能力的一类有机物
化学本质 绝大多数蛋白质 少数RNA
常见的酶制剂
淀粉酶
葡 萄糖的 淀粉酶
粉末状的酶制剂
颗粒状的酶制剂
2、酶制剂的生产：
（1）微生物发酵生产： 大量应用的酶都是利用微生物发
酵的方法生产的
（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
2、酶制剂的生产：
例如：加酶洗衣粉
提取目的基因+运载体 构建 重组的载体
导入 特定细菌
（2）缺点： 酶容易受到温度、PH的影响而失
去活性。
二、酶制剂的生产
1、酶制剂的概念：
在实际应用中，为了保持酶的活 性以及使用、储存和运输的方便，人们 将酶发酵过的酶液经过分离提纯、浓缩 或干燥等工艺过程制备成不同的剂型， 如液体、颗粒、粉末等，这种含有酶的 制品成为酶制剂。
常见的酶制剂
液体的酶制剂
合成原料 氨基酸
高中生物 3.2 酶在工业生产中的应用课件 新人教版选修2
2．应用 (1)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)酶在轻工业和化工业方面有着广泛的应用。 (3)酶在医药工业方面，利用酶的催化反应生产 药物。
核心要点突破
酶
1．酶的概念 酶是活细胞产生的具有催化功能的蛋白质(极少 数为RNA，一般情况下指蛋白质类酶)。目前已 发现2000多种，分子量在数万至数十万之间。 生物体内的含量一般极少，一般利用微生物发 酵生产。
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。
二、酶在工业生产中的应用 1．酶比无机催化剂具有的优越性 (1)反应能在_常__温___、常压和中__性_p_H_____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。
解析：选B。制作固定化酶的目的是降低生产成 本，一是能够顺利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。反应速率与反应物 浓度、温度、pH等条件都有关系：在反应物浓 度升高时，反应速率将提高；温度、pH适宜时， 反应速率最快。
(2)________方案不合理，原因是 _____________
___________________________________。
【尝试解答】 (1)甲 蛋白酶能水解蛋白质，既 能消除沉淀，又能保存营养成分
人教版高中生物选修2《3.2酶在工业生产中的应用》 课件(53张ppt)
2. 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 3. 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应 尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益 。
(2)举例：
二、发酵生产过程探 2. 培养基的选择 秘
成 水 豆饼水 解液、 玉米浆 中的水 无机盐 分 氮源 碳源 生长因 子
酸 碱 度
磷酸二氢 p 豆饼水 钾 H 尿素 解液、 生物素 氧化钾 7玉米浆 8 硫酸镁
第３章《生物科学与工业》
第１节 《微生物发酵及其 应用》
教学目标
• • • • • 知识与能力方面： 1.说出微生物发酵生产的基本过程。 2.举例说出微生物发酵与食品生产的关系。 3.参与有关微生物发酵的调查活动。 4．通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、 社会三者间的紧密联系和互动。 • 情感态度、价值观方面： • 培养学生关爱社会,关爱身体健康、热爱生活的情 感，培养他们社会责任感，形成关心现代发酵业 的发展。
微生物学的奠基人——伟大的巴斯德
• 我国的传统发酵产品酱油 、醋、腐乳等享誉世界 • 我国的酿酒已经有4000多 年的历史 • 我国的酱油距今已有3000 年的历史 • 1857年巴斯德证明发酵是 由于微生物的作用
一、发酵工程史话
• 传统酿造
例：豆腐乳发酵
民族特色发酵食品，味道鲜美，风味独 特 1. 主要原料 大豆或冷榨豆片、盐卤与石膏、食盐 水 2. 辅助原料 黄酒、烧酒、红曲、面曲、糟米
3、灭菌
• 灭菌的原因：
– 在发酵过程中如混入其他微生物， 将与菌种形成竞争关系，对发酵过 程造成不良影响 。
• 举例：
– 如果在谷氨酸发酵过程中混人放线 菌，则放线菌分泌的抗生素就会使 大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果 在青霉素生产过程中污染了杂菌，
人教高中生物选修2第3章第2节 酶在工业生产中的应用 (2)
生产实例1：葡萄糖的生产
酸水解淀粉法
酶制剂水解淀粉法
• 缺点：
• 优点：
• 反应温度高、
• 葡萄糖易分离纯化
• 酸性强，设备易被腐蚀 • 产量高，质量好
• 产物颜色深，提取葡萄糖
的难度大
30%的淀粉浆
耐高温α-淀粉酶 90-110℃
糊精
生产流程：
糖化酶 55-60℃水解40h
葡萄糖
生产实例2：果汁的生产
广、抗耐药性强和稳定性好的新的青霉素，统称为半合成青霉素。
生产实例1：半合成青霉素的生产
化学方法
青霉素酰化酶处理法
• 缺点： • 生产效果很差 • 产品质量低 • 无法满足生产的需要
• 优点： • 生产效率高 • 产品质量好 • 成本大幅度降低
生产实例2：多巴的生产 • 多巴为神经递质，用于治疗帕金森综合征 • 酪氨酸酶能将邻苯二酚、丙酮酸和氨合成多巴。 • 优点： • 反应效率很高，可用于大量生产多巴。
第2节 酶在工业生产中的应用
从 生 活 中 来
观察体验
一、酶的家族与酶制剂的生产 （一）、酶的分类
根据酶存在 的部位分
胞内酶
胞外酶
绝大多数 存在于细胞内 如：有氧呼吸酶
少数 分泌到细胞外
如：消化酶
ห้องสมุดไป่ตู้
氧化还 原酶
连接酶
水解酶
按照酶催化 的反应和所 起的作用分
转移酶
裂解酶 异构酶
资料卡
• 1.氧化还原酶：是指能够将细胞内产 生的有毒物质氧化分解和合成某些生 理活性物质的酶。
提高果肉出汁率
果胶酶 纤维素酶
分解果胶、纤维素，瓦 解植物细胞壁及胞间层
缩短出汁时间 使果汁澄清
高效课堂同步课件：3-2酶在工业生产中的应用(选修2)
( )。
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
示例一 酶的种类
【例1】 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 ( )。
思维导图：
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
归纳总结 酶的分类 胞内酶：占酶的绝大多数，存在于细胞内。
（1）根据存
如细胞内有氧呼吸酶等
在的部位
胞外酶：占酶的小部分，分泌到细胞外。如
消化酶等
示例二 固定化酶技术
【例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
1．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
酶、蛋白酶、葡 菌使用的单糖、氨基酸和多肽，
酿酒工业
聚糖酶 β葡聚糖酶
从而提高乙醇的产量 改进啤酒的过滤性能
淀粉葡萄糖苷酶
用于生产低糖啤酒
木瓜蛋白酶 去除啤酒储存过程中生成的混浊
生物：3.2《酶在工业生产中的应用》课件(新人教版选修2)
硬背“在复合句中，修饰某一名词或代词的从句叫做定语从句”这个概念。
3.这个步骤可以使用思维导图或流程图，可以更好加深自己的理解哦~
费曼学习法--
实操
第三步 没有任何参考的情况下，仅靠大脑，复述你所获得的主要内容
（三） 仅 靠 大 脑 复 述
1.与上一步不同的是，这一步不能有任何参考， 合上你的书本、笔记等，看看此时你的大脑里还剩下了什么； 2.仅凭记忆，如果可以复述很多，说明掌握状况还可以； 3.如果一合上书，就连关系词有哪些都想不起来了， 说明还 没有掌握，需要继续回顾。
人教版七年级上册Unit4 Where‘s my backpack？
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：在使用场景记忆法时，我们可以多使用自己熟悉的场景（如日常自己的 卧 室、平时上课的教室等等），这样记忆起来更加轻松； TIP2：在场景中记忆时，可以适当采用一些顺序，比如上面例子中从上到下、 从 左到右、从远到近等顺序记忆会比杂乱无序乱记效果更好。
（图片来自网络）
1 费曼学习法--实操步骤 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
（一） 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善，少而精效果反而可能更好，建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好，熟练使用后，再逐渐增加，但也不建议一次性数量过多（根据自 己实际情况，参考学霸的建议进行筛选）； 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多，时间紧迫，所以更 加急于求成，匆匆扫一眼书本，就以为理解了，结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解，建议至少把书翻三遍。
3.这个步骤可以使用思维导图或流程图，可以更好加深自己的理解哦~
费曼学习法--
实操
第三步 没有任何参考的情况下，仅靠大脑，复述你所获得的主要内容
（三） 仅 靠 大 脑 复 述
1.与上一步不同的是，这一步不能有任何参考， 合上你的书本、笔记等，看看此时你的大脑里还剩下了什么； 2.仅凭记忆，如果可以复述很多，说明掌握状况还可以； 3.如果一合上书，就连关系词有哪些都想不起来了， 说明还 没有掌握，需要继续回顾。
人教版七年级上册Unit4 Where‘s my backpack？
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：在使用场景记忆法时，我们可以多使用自己熟悉的场景（如日常自己的 卧 室、平时上课的教室等等），这样记忆起来更加轻松； TIP2：在场景中记忆时，可以适当采用一些顺序，比如上面例子中从上到下、 从 左到右、从远到近等顺序记忆会比杂乱无序乱记效果更好。
（图片来自网络）
1 费曼学习法--实操步骤 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
（一） 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善，少而精效果反而可能更好，建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好，熟练使用后，再逐渐增加，但也不建议一次性数量过多（根据自 己实际情况，参考学霸的建议进行筛选）； 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多，时间紧迫，所以更 加急于求成，匆匆扫一眼书本，就以为理解了，结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解，建议至少把书翻三遍。
生物选修课件：酶在工业生产中的应用
氧化还原酶在医药合成中价值
01
催化氧化还原反应
氧化还原酶能够催化各种氧化还原反应，如羟基化、脱氢、氧化等，是
医药合成中重要的催化剂。
02
提高合成效率
与传统的化学合成法相比，氧化还原酶催化法具有反应条件温和、催化
效率高等优点，能够显著提高医药合成的效率。
03
拓展合成路线
氧化还原酶还可以拓展医药合成的路线，通过催化不同的氧化还原反应
酶工程技术的创新与应用
酶工程技术将不断创新和发展，提高酶的生产效率和应用范围。
酶在绿色化学和循环经济中的应用
随着环保意识的提高和循环经济的发展，酶在绿色化学和循环经济中的应用将越来越广泛 。
03 淀粉类水解酶在食品加工 中应用
淀粉类水解过程简介
淀粉分子结构
由α-D-葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的高分子 化合物。
05 纤维素酶在纺织行业应用
纤维素材料处理难题
纤维素材料结构紧密 ，难以降解，给纺织 加工带来困难。
寻找高效、环保的纤 维素材料处理方法成 为纺织行业的迫切需 求。
传统化学处理方法存 在环境污染和纤维损 伤问题。
纤维素酶作用机制及优势
作用机制
纤维素酶通过水解作用打断纤维素分 子链，降低其聚合度，从而改变纤维 素的物理和化学性质。
现代生物技术领域应用
基因工程
酶作为生物催化剂，在基因工程 领域发挥重要作用，如限制性内 切酶用于基因剪切、DNA连接酶
用于基因连接等。
细胞培养
酶可用于细胞分离、消化和传代等 过程，促进细胞生长和繁殖。
生物传感器
酶生物传感器具有高灵敏度和选择 性，可用于环境监测、医疗诊断等 领域。
环境保护与资源利用方面应用
人教高中生物选修2第3章第2节 酶在工业生产中的应用
稳定性较高，在一定时间范围内可反复 和连续使用，又不影响反应物纯度，有 利于工业生产中转化反应的连续化和自 动化。
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类： 1、淀粉酶
①功能
②种类 糖生产工业
③应用： 发酵工业
（一）工业上常用的主要酶类： 2、蛋白酶
①功能
②种类 传统的酿造工业
③应用：
选修2 生物科学与社会 3.2 酶在工业生产中的应用
从生活中来
超效加酶洗衣粉
嫩肉粉中含蛋白酶
1、酶的概念 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物
酶的来源
酶的功能 酶的化学本质
大部分酶是蛋白质，少数是R—需要适宜的温度和pH值
3、酶的类型及命名
若是细胞外酶，可以从发酵液中直接提取； 若是细胞内酶，可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到
问题3
将酶制剂直接用于催化化学反应，会出现什 么问题？科学家是如何解决这个难题的呢？
酶的常用固定方法
载体结合法：将 酶吸附在
载体表面上
交联法： 将酶相互 连接起来
包埋法： 将酶包埋在细微网
格或微囊里
使用固定化酶的优点：
纺织工业
（一）工业上常用的主要酶类： 3、果胶酶和纤维素酶
①功能
②应用：果汁的生产等 食品加工
作业 搜集酶在新能源开发、医药合成等领域 应用的资料，下节课进行交流和讨论。
胞内酶（大多数） ①按酶分布部位
胞外酶
②按酶催化的 底物及来源
枯草杆菌蛋白酶 木瓜蛋白酶
一、酶的家族和酶制剂的生产 国际专业组织根据酶催化的反应和所起的作 用将所有酶系统分为六大类：
③按酶催化的 反应和所起 的作用
氧化还原酶 转移酶 水解酶 裂解酶 异构酶 连接酶
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类： 1、淀粉酶
①功能
②种类 糖生产工业
③应用： 发酵工业
（一）工业上常用的主要酶类： 2、蛋白酶
①功能
②种类 传统的酿造工业
③应用：
选修2 生物科学与社会 3.2 酶在工业生产中的应用
从生活中来
超效加酶洗衣粉
嫩肉粉中含蛋白酶
1、酶的概念 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物
酶的来源
酶的功能 酶的化学本质
大部分酶是蛋白质，少数是R—需要适宜的温度和pH值
3、酶的类型及命名
若是细胞外酶，可以从发酵液中直接提取； 若是细胞内酶，可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到
问题3
将酶制剂直接用于催化化学反应，会出现什 么问题？科学家是如何解决这个难题的呢？
酶的常用固定方法
载体结合法：将 酶吸附在
载体表面上
交联法： 将酶相互 连接起来
包埋法： 将酶包埋在细微网
格或微囊里
使用固定化酶的优点：
纺织工业
（一）工业上常用的主要酶类： 3、果胶酶和纤维素酶
①功能
②应用：果汁的生产等 食品加工
作业 搜集酶在新能源开发、医药合成等领域 应用的资料，下节课进行交流和讨论。
胞内酶（大多数） ①按酶分布部位
胞外酶
②按酶催化的 底物及来源
枯草杆菌蛋白酶 木瓜蛋白酶
一、酶的家族和酶制剂的生产 国际专业组织根据酶催化的反应和所起的作 用将所有酶系统分为六大类：
③按酶催化的 反应和所起 的作用
氧化还原酶 转移酶 水解酶 裂解酶 异构酶 连接酶
人教版高中生物选修二3.2《酶在工业生产中的应用》ppt课件
课堂互动探究
热点考向示例 随堂达标检测 活页规范训练
乳制品 工业
糖工业
纺织工业 制革工业
胰凝乳酶
乳糖酶 淀粉酶、淀粉葡萄 糖苷酶
葡萄糖异构酶
淀粉酶
胰蛋白酶
在奶酪的制作过程中用 于分解蛋白质 降解乳糖为葡萄糖及各 类糖浆 将淀粉转化为葡萄糖及 各类糖浆 用于将葡萄糖转化为果 糖，生产高果糖浆 广泛地应用于纺织品的 褪浆 用于毛皮中特定蛋白质 的去除或皮革脱毛
包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠
凝胶、角叉菜胶、明胶等
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，适合于多种于多种酶的发酵生产与研究。
课堂互动探究
热点考向示例 随堂达标检测 活页规范训练
纤维素、琼脂糖等多糖类或 多孔玻璃、离子交换树脂等 载体
酶和多功能试 利用多功能试剂在酶与酶、 工艺简便
交联法 剂之间形成共 酶与载体之间进行交联，从 且条件温
价键
而形成三维的交联网架结构 和，在生
将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶 产上应用
包埋法
将酶包埋在能 固化的载体中
等高分子凝胶中，或包裹在 硝酸纤维素等半透性高分子 膜中，前者包埋成格子形，
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。
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1． 下列叙述中，能正确说明酶特性的是
( )。
A．酶大多数是蛋白质
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胞外 酶。 (1)根据存在部位分为：胞内酶和_____ (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 温和 等优点。 比无机催化剂___________ 催化效率高 、反应条件_____
3．酶的生产 应用的酶 都是利用微生物发酵 (1)微生物发酵生产：大量 _________ 生产。 重要的酶 是通过基因工程 (2)基因工程菌发酵生产：一些 _________ 菌发酵生产。
2．应用 食品 工业，不仅用于食品的直接生产，还 (1)已成功用于 _____ 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)在轻工业 _______和化工工业方面有着广泛的应用。 药物 。 (3)在医药工业方面，可利用酶的催化反应生产_____ [思维激活2] 提示 试画出 pH 、 T 、底物浓
第2节 酶在工业生产中的应用
举例说明酶在工业生产中的应用。 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。
酶的家族与酶制剂的生产
1． 酶的种类
共性是什么？
提示
1． 直接使用酶和固定化酶催化反应的优缺点比较 类型 优点 不足 对环境条件非常敏感，容 易失活；溶液中酶很难回 收，不能被再次利用，反 应后酶会混合在产物中， 可能影响产品质量 一种酶只能催化一种化学 反应，而在生产实践中， 很多产物都是通过一系列 的酶促反应才能得到的
催化效率高，低 直接使用酶 耗能，低污染等 酶既能与反应物 接触，又能与产 物分离，同时， 固定化酶 固定在载体上的 酶还可以被反复 利用
度、酶浓度对酶活性的影响的曲线图。
工业上常用的酶及应用 应用领域 洗涤剂 工业 烘烤食 品工业 用途 用于污渍的去除 可作为洗碗机的洗涤剂，用于去 淀粉酶 除难溶的淀粉残迹等 真菌产生的α淀 催化淀粉降解成可被酵母菌利用 粉酶 的糖类 在饼干制作过程中，用于降低面 蛋白酶 粉中的蛋白质含量等 麦芽产生的淀粉 将淀粉和蛋白质降解成能被酵母 酶、蛋白酶、葡 菌使用的单糖、氨基酸和多肽， 聚糖酶 从而提高乙醇的产量 β葡聚糖酶 改进啤酒的过滤性能 淀粉葡萄糖苷酶 用于生产低糖啤酒 木瓜蛋白酶 去除啤酒储存过程中生成的混浊 使用的酶种类 细菌蛋白酶
优点
离子键作用、 吸附法 物理吸附 酶和多功能试 交联法 剂之间形成共 价键 将酶包埋在能 固化的载体中
工艺简便 且条件温 和，在生 产上应用 广泛
包埋法
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
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 _____ 使 反复
连续 化和自动化。 用，从而有助于实现反应的_____
[思维激活1]
酶与一般无机催化剂的 反应前后质量和性质不改变，不改变化学平衡点。
酿酒工业
乳制品 工业
胰凝乳酶
乳糖酶
糖工业
淀粉酶、淀粉葡萄 糖苷酶
葡萄糖异构酶
纺织工业 制革工业
淀粉酶 胰蛋白酶
在奶酪的制作过程中用 于分解蛋白质 降解乳糖为葡萄糖及各 类糖浆 将淀粉转化为葡萄糖及 各类糖浆 用于将葡萄糖转化为果 糖，生产高果糖浆 广泛地应用于纺织品的 褪浆 用于毛皮中特定蛋白质 的去除或皮革脱毛
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)：
固定方 法
载体
将动物细胞吸附于容器壁、微载体和中空纤 维等载体上；将植物细胞吸附在泡沫塑料的 吸附法 大孔隙或裂缝之中，也可将植物细胞吸附在 中空纤维的外壁上 将细胞包埋在多孔载体的内部，凝胶包埋法 是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各 包埋法 种微生物、动物和植物细胞的固定化。凝胶 包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠 凝胶、角叉菜胶、明胶等 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。
酶在工业生产中的应用
1． 酶相比无机催化剂的优越性
中性PH条件下进行，可以节省大 常温 、常压和_______ (1)反应能在_____
量的能源和设备投资。
严重的污染，符合环境保护的要求。 (2)生产过程中不会造成__________ 效率高 ，产品质量好，生产成本低。 (3)生产过程简单，_______
【巩固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. 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) 酶的固 定方法
原理
固定载体
纤维素、琼脂糖等多糖类或 多孔玻璃、离子交换树脂等 载体 利用多功能试剂在酶与酶、 酶与载体之间进行交联，从 而形成三维的交联网架结构 将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶 等高分子凝胶中，或包裹在 硝酸纤维素等半透性高分子 膜中，前者包埋成格子形， 后者包埋成微胶囊形
3．酶的生产 应用的酶 都是利用微生物发酵 (1)微生物发酵生产：大量 _________ 生产。 重要的酶 是通过基因工程 (2)基因工程菌发酵生产：一些 _________ 菌发酵生产。
2．应用 食品 工业，不仅用于食品的直接生产，还 (1)已成功用于 _____ 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)在轻工业 _______和化工工业方面有着广泛的应用。 药物 。 (3)在医药工业方面，可利用酶的催化反应生产_____ [思维激活2] 提示 试画出 pH 、 T 、底物浓
第2节 酶在工业生产中的应用
举例说明酶在工业生产中的应用。 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。
酶的家族与酶制剂的生产
1． 酶的种类
共性是什么？
提示
1． 直接使用酶和固定化酶催化反应的优缺点比较 类型 优点 不足 对环境条件非常敏感，容 易失活；溶液中酶很难回 收，不能被再次利用，反 应后酶会混合在产物中， 可能影响产品质量 一种酶只能催化一种化学 反应，而在生产实践中， 很多产物都是通过一系列 的酶促反应才能得到的
催化效率高，低 直接使用酶 耗能，低污染等 酶既能与反应物 接触，又能与产 物分离，同时， 固定化酶 固定在载体上的 酶还可以被反复 利用
度、酶浓度对酶活性的影响的曲线图。
工业上常用的酶及应用 应用领域 洗涤剂 工业 烘烤食 品工业 用途 用于污渍的去除 可作为洗碗机的洗涤剂，用于去 淀粉酶 除难溶的淀粉残迹等 真菌产生的α淀 催化淀粉降解成可被酵母菌利用 粉酶 的糖类 在饼干制作过程中，用于降低面 蛋白酶 粉中的蛋白质含量等 麦芽产生的淀粉 将淀粉和蛋白质降解成能被酵母 酶、蛋白酶、葡 菌使用的单糖、氨基酸和多肽， 聚糖酶 从而提高乙醇的产量 β葡聚糖酶 改进啤酒的过滤性能 淀粉葡萄糖苷酶 用于生产低糖啤酒 木瓜蛋白酶 去除啤酒储存过程中生成的混浊 使用的酶种类 细菌蛋白酶
优点
离子键作用、 吸附法 物理吸附 酶和多功能试 交联法 剂之间形成共 价键 将酶包埋在能 固化的载体中
工艺简便 且条件温 和，在生 产上应用 广泛
包埋法
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
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 _____ 使 反复
连续 化和自动化。 用，从而有助于实现反应的_____
[思维激活1]
酶与一般无机催化剂的 反应前后质量和性质不改变，不改变化学平衡点。
酿酒工业
乳制品 工业
胰凝乳酶
乳糖酶
糖工业
淀粉酶、淀粉葡萄 糖苷酶
葡萄糖异构酶
纺织工业 制革工业
淀粉酶 胰蛋白酶
在奶酪的制作过程中用 于分解蛋白质 降解乳糖为葡萄糖及各 类糖浆 将淀粉转化为葡萄糖及 各类糖浆 用于将葡萄糖转化为果 糖，生产高果糖浆 广泛地应用于纺织品的 褪浆 用于毛皮中特定蛋白质 的去除或皮革脱毛
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)：
固定方 法
载体
将动物细胞吸附于容器壁、微载体和中空纤 维等载体上；将植物细胞吸附在泡沫塑料的 吸附法 大孔隙或裂缝之中，也可将植物细胞吸附在 中空纤维的外壁上 将细胞包埋在多孔载体的内部，凝胶包埋法 是应用最广泛的细胞固定化方法，适用于各 包埋法 种微生物、动物和植物细胞的固定化。凝胶 包埋法所使用的载体主要有琼脂、海藻酸钠 凝胶、角叉菜胶、明胶等 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。
酶在工业生产中的应用
1． 酶相比无机催化剂的优越性
中性PH条件下进行，可以节省大 常温 、常压和_______ (1)反应能在_____
量的能源和设备投资。
严重的污染，符合环境保护的要求。 (2)生产过程中不会造成__________ 效率高 ，产品质量好，生产成本低。 (3)生产过程简单，_______
【巩固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. 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) 酶的固 定方法
原理
固定载体
纤维素、琼脂糖等多糖类或 多孔玻璃、离子交换树脂等 载体 利用多功能试剂在酶与酶、 酶与载体之间进行交联，从 而形成三维的交联网架结构 将酶包裹在聚丙烯酰胺凝胶 等高分子凝胶中，或包裹在 硝酸纤维素等半透性高分子 膜中，前者包埋成格子形， 后者包埋成微胶囊形