高 三 生 物（第10讲）

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1、高三生物（第10讲）【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。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、生物素发酵过程罐连续培养控制条件：温度、PH值、溶氧、搅拌速度二、一般流程

2、：　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)分离纯化菌体：过滤、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)5三、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

3、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。一、酶制剂的生产1.概念：酶制剂是指含有酶的

4、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。二、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

5、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。三、生物工程各分支领域的关系上游处理技术：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、高度综合实验三学习细菌培养的技术5一、实验原理(略)二、目的要求(略)三、材料用具(略)四、方法步骤培养基的配制称量(牛肉膏0.5g、蛋白胨1g、NaCl0.5g、琼脂2g)溶化(牛肉膏、蛋白胨、NaCl放入烧杯，加入蒸馏水100mL、加热至溶化

6、，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7.4~7.6)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时切断电源压力为0时打开排气阀、取出试管，放净水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

7、写标签5【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．①

8、②③④⑤B．②③④C．①④D．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。`【同步练习】一、选择题1．谷氨酸发酵常用的培养基为（