高中生物 第3章 第2節(jié) 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用課件人教版選修二.ppt

酶的家族根據(jù)存在部位不同包內(nèi)酶包外酶根據(jù)酶催化的作用氧化還原酶水解酶裂解酶連接酶轉(zhuǎn)移酶異構(gòu)酶 3 2酶在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用 酶工程 enzymeengineering 是在1971年第一屆國(guó)際酶工程會(huì)議上才得到命名的一項(xiàng)新技術(shù) 酶工程主要研究酶的生產(chǎn) 純化 固定化技術(shù) 酶分子結(jié)構(gòu)的修飾和改造以及在工農(nóng)業(yè) 醫(yī)藥衛(wèi)生和理論研究等方面的應(yīng)用 對(duì)新酶開(kāi)發(fā) 現(xiàn)采用兩種方法 一是化學(xué)方法 即通過(guò)對(duì)酶的化學(xué)修飾或固定化處理 改善酶的性質(zhì)以提高酶的效率和降低成本 甚至通過(guò)化學(xué)合成法制造人工酶 化學(xué)酶工程 另一種是用基因重組技術(shù)生產(chǎn)酶以及對(duì)酶基因進(jìn)行修飾或設(shè)計(jì)新基因 從而生產(chǎn)性能穩(wěn)定 具有新的生物活性及催化效率更高的酶 生物酶工程 一 化學(xué)酶工程 主要包括 天然酶 從生物材料中分離純化得到酶 化學(xué)修飾酶 對(duì)酶分子的化學(xué)修飾改善酶的性能 固定化酶 將水溶性酶用物理或化學(xué)方法處理 使之成為不溶于水的 但仍具有酶活性的狀態(tài) 人工模擬酶 用化學(xué)合成了人工酶催化劑 固定化酶的優(yōu)點(diǎn) 經(jīng)過(guò)固定化的酶不僅仍具有高的催化效率和高度專(zhuān)一性 而且固定化酶提高了對(duì)酸堿和溫度的穩(wěn)定性 增加了酶的使用壽命 可簡(jiǎn)化工藝 反應(yīng)后易與反應(yīng)產(chǎn)物分離 減少了產(chǎn)物分離純化的困難 而提高了產(chǎn)量和質(zhì)量 二 生物酶工程 生物酶工程是酶學(xué)和以dna重組技術(shù)為主的現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 稱(chēng)為高級(jí)酶工程 主要包括3個(gè)方面內(nèi)容 1 用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶 克隆酶 2 對(duì)酶基因進(jìn)行修飾 產(chǎn)生遺傳修飾酶 突變酶 3 設(shè)計(jì)新酶基因 合成自然界不曾有的新酶 請(qǐng)列舉酶催化的反應(yīng)有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 酶催化反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 1 酶催化的反應(yīng)類(lèi)型十分廣泛 具有極其廣泛的應(yīng)用范圍 2 酶催化的反應(yīng)具有極高的選擇性 專(zhuān)一性 幾乎沒(méi)有副反應(yīng) 反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率高 3 酶催化的反應(yīng)速度高 酶催化的反應(yīng)速度大約比化學(xué)催化劑催化的反應(yīng)速度高1010倍 因此 酶催化的反應(yīng)時(shí)間短 設(shè)備利用率高 生產(chǎn)效率高 4 酶催化的反應(yīng)條件溫和 一般是在常溫 常壓 近乎中性ph條件下反應(yīng) 因此 能耗低 設(shè)備要求低 使用時(shí)間長(zhǎng) 反應(yīng)成本和操作成本低 1 酶是蛋白質(zhì) 在不適宜的條件下容易發(fā)生變性 失活 因此 在使用和保存酶時(shí)要十分小心 要盡可能保持適宜的條件 由于酶對(duì)溫度 ph和有機(jī)溶劑敏感 穩(wěn)定性差 使之在某些應(yīng)用上受到限制 2 絕大多數(shù)酶溶于水 催化反應(yīng)結(jié)束后 多數(shù)酶還有活性 因而直接從反應(yīng)液中將酶與產(chǎn)物分離回收十分困難 3 有些酶 如氧化還原酶 轉(zhuǎn)移酶 某些裂解酶 在催化相應(yīng)反應(yīng)時(shí) 需要特殊的輔助因子 如nad nadh nadp nadph fad fma atp 以及金屬離子等 因此 在酶催化反應(yīng)時(shí) 需