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
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
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。
第3章 生物科学与工业
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？
一、酶的家族与酶制剂的生产
酶的家族 酶制剂的生产
酶的家族
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.
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
3.酶在医药工业上的应用 多巴的生产
[随堂演练]
11.．随着生物学的发展，人们制备了许多用于生产的酶制剂。将 酶制剂分为植物酶制剂、动物酶制剂和微生物酶制剂，这种
答案：C
分类是
()
A．从酶制剂的形态上分类
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
高三生物选修2酶在工业生产中的应用知识点(人教版)
高三生物选修2酶在工业生产中的应用知识点（人教版）生物学是21世纪的主导科目。
以下是为大家整理的高三生物选修2酶在工业生产中的应用知识点，希望可以解决您所遇到的相关问题，加油，一直陪伴您。
酶在工业生产中的应用之基因工程的应用(1)植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
基因工程与作物育种(抗虫农作物)单倍体育种方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。
单倍体育种优点：明显缩短育种年限，后代都是纯合体。
(2)动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
基因工程与药物研制(胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等) (3)基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
(4)基因工程与环境保护亲子鉴定：利用医学、生物学和遗传学的理论和技术，从子代和亲代的形态构造或生理机能方面的相似特点，分析遗传特征，判断父母与子女之间是否是亲生关系。
使用国产制剂进行亲子鉴定鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA分型鉴定。
人的血液、毛发、唾液、口腔细胞及骨头等都可以用于亲子鉴定，十分方便。
利用DNA进行亲子鉴定，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别。
DNA 亲子鉴定，否定亲子关系的准确率几近100%，肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。
(5)基因芯片的基本原理：就是最基本的DNA分子杂交，利用基因芯片检测某种基因时，先将待测样品制成荧光标记的DNA探针，让它与基因芯片上已知序列的DNA片段杂交，杂交信号经放大后输入计算机进行统计分析，这样就可以检测出样品DNA序列。
用途：用来检测基因表达的变化、分析基因序列、寻找新的基因和新的药物分子。
利用基因芯片，可以比较同一物种不同个体或物种之间，以及同一个体在不同生长发育阶段、正常和疾病状态下基因表达的差异，寻找和发现新的基因，研究基因的功能以及生物体在进化、发育、遗传等过程中的规律。
人教版高中生物选修2-生物科学与社会：酶在工业生产中的应用_课件1
2、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪 酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣 片，的消化作用
C、经唾液的消化后即可迅速起作用
D、使其中各种酶缓慢地释放
3、（2005年黄冈模拟）图是含有淀粉的琼脂块上的实验装置， 将该装置放在37℃的温度下，培养24h后，用碘液冲洗圆点处， 各琼脂块的处理方法和实验结构见下表。下列说法正确的是
枯草杆菌蛋白酶、木瓜蛋白酶等
（4）根据酶催化的反应和所起的作用：
（酶的国际统 一分类法）
氧化还原酶、水解酶、裂解酶、
连接酶、转移酶和异构酶
3、酶的优缺点
优点：高效性 专一性 反应条件温和
缺点： 大多数的酶是蛋白质，在不适宜的条件下 容易变性、失活，稳定性差，在某些方面 的应用有局限性。
酶制剂的生产
4、酶的固定化——固定化酶
酶经固定化处理后，稳定性较高， 可以长期反复使用，有利于工业生产中 转化反应的连续化和自动化。
载体结合法
交联 法
包埋 法
二、酶在工业生产中的应用
1、葡萄糖的生产 a－淀粉酶
2、果汁的生产
果胶酶和纤维素酶
3、棉布的生产
纤维素酶
4、造纸工业中的应用 酶代替化学脱墨
蓝黑色
4、根据酶在生物体内存在的部位，可分为 胞内酶和胞外酶，下列酶中属于胞外酶的 是
A．呼吸酶 B．光合酶 C．胰蛋白酶 D．解旋酶
圆点
处理方法
结果
A
加入新鲜的唾液
红棕色
A
B C
接种面包霉 加入煮沸的唾液
红棕色
蓝黑色 B E D
D
加入蔗糖酶
？
C
E 加入新鲜唾液与质量分数 蓝黑色
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
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
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
2018版生物《课堂讲义》人教版选修二学案：第3章 第2节 酶在工业生产中的应用 Word版含解析
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：胞内酶和胞外酶。
(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.酶的优点比无机催化剂催化效率高、反应条件温和等优点。
3.酶的生产(1)微生物发酵生产：大量应用的酶都是利用微生物发酵生产。
(2)基因工程菌发酵生产：一些重要的酶是通过基因工程菌发酵生产。
[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（1）根据存在的部位⎩⎨⎧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。
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。
[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。
高中生物第3章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用学案新人教版选修2(2021年整理)
2018版高中生物第3章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用学案新人教版选修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高中生物第3章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用学案新人教版选修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高中生物第3章生物科学与工业第2节酶在工业生产中的应用学案新人教版选修2的全部内容。
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:胞内酶和胞外酶。
（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。
酶的优点比无机催化剂催化效率高、反应条件温和等优点。
3.酶的生产(1）微生物发酵生产：大量应用的酶都是利用微生物发酵生产。
(2)基因工程菌发酵生产：一些重要的酶是通过基因工程菌发酵生产.[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］（1）根据存，在的部位错误!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载体上,制备成不溶于水的固体颗粒，称为固定化酶。
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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，
改善环境，降低劳动强度；
二、酶的生产
（一）生产方法：
微生物发酵生产 基因工程菌发酵
工程菌发酵
Ⅰ：EGV酶由一种软腐质真菌产生，是一种生产中用 到的纤维素酶。酵母菌由于其转化和表达的高效 性是一种良好的异源表达宿主，许多来源于真菌 的纤维素酶已经被表达于酵母中。
（1）通过什么工程技术可以使酵母菌产生EGV酶？ 该工程的技术步骤？
砖红色沉淀
三、酶的应用
（三）医药工业：
1、半合成青霉素的生产： 2、多巴的生产：
课堂小结： 利用所学习的知识，对果胶酶进行整合和思考：
能否得到“永久”的果胶酶，并对其进行介绍？
作业： 资料收集整理---小论文 《洗衣粉的前世和今生》
谢 谢 大 家！