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

情景导引 酶是一种生物催化剂；加酶 洗衣粉的使用，不仅洗涤效 果非常明显，还减少了环境 污染，但要控制适宜的温度 和pH等条件。如果工业上大 规模使用酶，应对酶如何进 行处理，并控制相关条件呢？ 酶的家族 酶制剂的生产 酶的家族 根据酶存在的部位不同，分 为胞内酶和胞外酶：大多数 酶存在与细胞内，称为胞内 酶；少数酶能分泌到细胞外， 称为胞外酶 根据酶催化的反应和所起的作用， 可以将酶分为 氧化还原酶、水解酶、裂解酶、 连接酶、转移酶和异构酶 酶的家族 与无机催化剂相比酶的特点 催化效率高、反应条件温和等优点。 但是，要使酶在大规模的工业生产和 实际生活中得到应用，还需要克服许 多困难。 现实中的问题 大规模工业生产对酶的需要 量很大.生物体内含有酶,但含 量很少.怎样才能获取大量的 可供应用的酶呢? 目前,大量应用的酶都是利用微生物发酵 方法生产的.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. 例如，为了提高洗涤效果，加在洗衣粉 中的蛋白酶和脂肪酶，是人们将控制蛋 白酶和脂肪酶合成的基因，转移到特定 的细菌内，构建成基因工程菌，再通过 发酵的方法生产出大量的蛋白酶和脂肪 酶。 现实中的问题 酶特别“娇嫩”,对环境条件 的要求比较苛刻.这就给实际 生产及应用造成麻烦.怎么解 决这一问题呢? 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，这种含有酶的制品称为酶制剂。 酶制剂的剂型:液体(治疗某些胃病的胃蛋白酶液)、 粉末状（水解淀粉生产葡萄糖的淀粉酶、糖化酶）、 颗粒状（加酶洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶等）2002 年，国际酶制剂市场的销售额已达25.7亿美元，年 增长率为12%。我国的酶制剂品种有20多个，年产 量已达到32万吨。 酶制剂 现实中的问题 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的呢? 固定化酶 为了解决这一问题,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。它是 一种新型酶制剂. 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。 由于反应能在常温、常压和中性的pH条件下进行， 因此可以节省大量的能源和设备投资。 生产过程中不会造成严重的环境污染，符合环境保 护的要求。 生产过程简单，效率高，产品质量好，生产成本 低。 酶比无机催化剂的优越性 1.酶在食品加工工业中的应用 2.酶在轻工业和化工工业上的应用 3.酶在医药工业上的应用 1.酶在食品加工工业中的应用 葡萄糖的生产 果汁的生产 更多的实例 2.酶在轻工业和化工业上的应用 棉布的生产 2.酶在轻工业和化工业上的应用 造纸工业中的应用 3.酶在医药工业上的应用 半合成青霉素的生产 多巴的生产 3.酶在医药工业上的应用 1. 2. 3.