1、2011年高考生物第一轮总复习讲座之十【教学内容】第五章：微生物与发酵工程（二） 【重点与难点】重点：发酵工程的概念和内容；酶制剂的生产和应用；生物工程各分支之间的密切关系。难点：在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行；生产酶制剂的基本原理。【延伸与拓展】第五章：微生物与发酵工程（二）第三节发酵工程简介一、应用发酵工程的生产实例谷氨酸发酵常用菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌。二、一般流程发酵过程罐连续培养控制条件：温度、PH值、溶氧、搅拌速度菌种选育(自然界选种、诱变育种、基因工程、细胞工程)培养基配制(根据培养基的配制原则制备，实践中需多次试验配方)灭 菌(培养基和发酵设备均需严格灭
2、菌，杀死所有杂菌)扩大培养(大规模生产中需使菌种达到一定量)接 种(将菌种接种到培养基上)培养基液体培养基：原料：豆饼水解液、玉米浆、尿素、磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁、生物素：三、应用 1医药工业：(1)直接生产多种药品，如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸 (2)与基因工程和细胞工程结合来生产药品，如：人生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等。 2.食品工业： (1)使传统的发酵产品质量和产量得到提高 (2)生产各种食品添加剂，如：酸味剂(L-苹果酸、柠檬酸、乳酸)、鲜味剂(肌苷酸、谷氨酸)、色素(红曲素、-胡萝卜素)、甜味剂(高果分离纯化菌 体：过滤
3、、沉淀代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换发酵过程(中心阶段)(随时检测了解发酵进程，满足营养需要；严格控制温度、PH、溶氧、转速等)糖浆、甜菜糖)。 (3)解决粮食问题的重要途径，如生产单细胞蛋白。第四节 酶工程简介 酶工程是指将酶所具有的生物催化功能，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。酶工程由酶制剂的生产和应用两方面组成。壹、 酶制剂的生产1. 概念：酶制剂是指含有酶的制品，可以分为两类。固体：如胃蛋白酶液(治疗某些胃病)。液体：如加酶洗衣粉中的蛋白酶和脂肪酶。2. 酶的提取：早期：从动植物组织和器官中提取(如从胰脏中提取蛋白酶，从麦芽中提取淀粉酶)。目
4、前：大多数来自微生物。3. 分离和纯化分：采用透析和离心的方法。4. 制成酶制剂：在纯化后的酶中加入适量的稳定剂和填充剂。5. 固定化酶：将酶固定到一定载体上，以便以催化反应结束后能将酶回收。贰、 酶制剂的应用1. 治疗疾病：如溶菌酶因其能分解病原菌的细胞壁，具有抗菌和消炎作用。2. 加工生产产品：如：食品加工上，利用果胶酶来澄清果酒和果汁；木瓜酶制成嫩肉粉。 药品生产上，生产出氨苄青霉素。3. 化验诊断和水质监测如：尿糖试纸、血糖快速测试仪、多酚氧化酶传感器(用于水质监测)4. 生物工程其他分支领域如：限制性内切酶、DNA连接酶。叁、 生物工程各分支领域的关系 实验三 学习细菌培养的技术壹、
5、 实验原理(略)贰、 目的要求(略)叁、 材料用具(略)肆、 方法步培养基的配制称 量(牛肉膏0.5g、蛋白胨1 g、NaCl0.5g、琼脂2 g)溶 化(牛肉膏、蛋白胨、NaCl放入烧杯，加入蒸馏水100mL、加热至溶化，加琼脂，溶化后补加蒸馏水至100mL)调PH(逐滴滴入1mol/L的NaOH，至PH为7.47.6)加棉塞(棉塞长度的2/3在试管口内)培养基分装(培养基的高度为试管高度的1/5)包 扎(每10支试管一捆，管口外面包上一层牛皮纸，挂上标签)灭菌打开灭菌锅，取出灭菌桶，向锅内加水装有培养基的试管放入灭菌桶、放回灭菌锅加盖、插入排气管，旋紧螺栓排出锅内的冷空气压力达98Kpa时
6、切断电源压力为0时打开排气阀、取出试管，放净水上游处理技术：基因工程、细胞工程下游处理技术：发酵工程、酶工程相互交叉渗透、高度综合骤【例题精讲搁置斜面培养基冷却至50时，试管带棉塞一端搁在一木棒上接种洗净双手、酒精擦试点燃酒精灯接种熄灭酒精灯填写标签】例一： 研究认为，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酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的( )A温度 BPH值 C水分 D营养解析：本题主要考查酶工程的有关知识。酶催化活性的发挥需要适宜的温度、PH和水分，由于酶不能生长繁殖，无生命活性，故不需营养的供
7、给。因此，本题的答案是：D。例二：发酵罐发酵的过程中，使温度升高的措施或原因是( )冷却水供应不足 微生物代谢旺盛 培养基不新鲜 搅拌 放料口排出产物 A B C D 解析：本题主要考查发酵工程的有关知识。冷却水只能带走热量，故A、C排除，发酵过程中呼吸作用产生大量的化学能，大部分转变成了热能，搅拌可以增加溶氧，加快反应速度，同时摩擦产生热量。因此，本题的答案是：D。【同步练习】壹、 选择题1 谷氨酸发酵常用的培养基为（）A液体培养基B固体培养基C选择培养基D鉴别培养基2 谷氨酸棒状杆菌的代谢类型属于（）A异养、厌氧型B异养、需氧型C异养、兼氧型D自养、需氧型3应用发酵工程生产的产品不包括（）
8、A初级代谢产品B次级代谢产品C单细胞蛋白D目的基因4发酵工程的代谢产品分离提纯的方法包括（）过滤沉淀蒸馏萃取离子交换A B C D5酶的固定化常用的固定方式不包括（）A吸附B包埋C连接D将酶加工成固体6当前生产酶制剂所需的酶主要来自（）A动物组织和器官B植物组织和器官C微生物D基因工程7溶菌酶的主要作用是（）A溶解病原物的细胞壁B溶解细菌的细胞膜C溶解病原菌的所有构成物质D多种疾病8制备原生质体是，需要利用纤维素酶将细胞壁去掉，纤维素酶属于（）A基因工程必要的工具酶B动物细胞工程必需的工具酶C植物细胞工程必需的工具酶D细菌细胞工程必需的工具酶9通过酶工程生产的酶制剂中的酶的化学本质是A蛋白质B有机物CRNAD核酸10具有帮助消化功能的多酶片属于（ ）A液体酶制剂 B固体酶制剂C固定化酶 D固定化酶膜【练习答案】1.A2.B3.D4.C5.D6.C7.A8.C9.B10.B