高考生物第一轮总复习讲座之十
【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：
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、β-胡萝卜素)、甜味剂(高果糖浆、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、实验原理(略)
贰、目的要求(略)
叁、材料用具(略)
肆、方法步骤
【例题精讲】
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 B．PH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( )
①冷却水供应不足 ②微生物代谢旺盛 ③培养基不新鲜 ④搅拌 ⑤放料口排出产物
A．①②③④⑤ B．②③④ C．①④ D．②④
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。
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【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（ ）
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（ ）
①过滤 ②沉淀 ③蒸馏 ④萃取 ⑤离子交换
A．①③⑤ B．②④⑤ C．③④⑤ D．②③④
5．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 C．RNA D．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.A 2.B 3.D 4.C 5.D
6.C 7.A 8.C 9.B 10.B
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