【文章內(nèi)容簡介】 藝流程 ： 糖化 → 發(fā)酵 → 后加工 。發(fā)酵階段主要在 5 m2的發(fā)酵罐中進行 ， 主要工藝為 ： 原料 → 接種菌種 → 通氣培養(yǎng) → 密封發(fā)酵 。 (1) 糖化階段主要包括蒸煮大米及加入 “ 糖化酶 ” 等 。 “ 糖化酶 ” 應該包括的主要酶類有 ____________ ， “ 糖化酶 ” 使 ( 大米中 )淀粉發(fā)生的主要變化是 ____________________________ 。 (2) 接種后通氣培養(yǎng)的主要目的是 ________________ ， 此時酵母菌主要以 ________ 方式快速繁殖 。 在接種時常加尿素或其他肥料 ， 其目的是 ____ ______________________ 。 │ 要點探究 【 答案 】 (1)淀粉酶和麥芽糖酶 淀粉 → 麥芽糖 →葡萄糖 (2)酵母菌進行需氧呼吸 ， 有利于酵母菌的繁殖 出芽生殖 供給酵母菌進行生長 、 發(fā)育 、 繁殖等生命活動所必需的氮源 【 解析 】 發(fā)酵過程需要用到的淀粉酶和麥芽糖酶 ，發(fā)酵的微生物是酵母菌 ， 它的大量繁殖是發(fā)酵的基礎 。 │ 要點探究 變 式題 如圖 50 － 4 所示為發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖，請據(jù)圖回答問題。 圖 50 － 4 │ 要點探究 (1) 能生產(chǎn)人生長激素的工程菌是通過 ① 培養(yǎng)的， ① 是________ ；高產(chǎn)青霉素菌種是通過 ② 培育的， ② 是____________ ， ③ ________ 。 (2) 若 ⑥ 為單細胞蛋白，則 ⑥ 是 ________ ；氨基酸、維生素屬 ⑦ ， ⑦ 是 ____________ 。 │ 要點探究 【 答案 】 (1)基因工程 誘變育種 細胞工程 (2)微生物菌體 微生物代謝產(chǎn)物 【 解析 】 發(fā)酵工程中菌種的來源 ， 發(fā)酵工程的產(chǎn)物是微生物本身或微生物代謝的產(chǎn)物 。 │ 要點探究 ? 探究點二 酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用以及生物工程藥物和疫苗 1． 酶的類型 生物體內(nèi)的酶種類繁多 ， 功能各異 ， 新的酶還在不斷地被發(fā)現(xiàn) 。 根據(jù)酶分布的部位 ， 可以將酶分為胞內(nèi)酶和胞外酶；也可以根據(jù)酶催化的底物 ， 將酶分為淀粉酶 、蛋白酶 、 脂肪酶等 ， 而國際專業(yè)組織統(tǒng)一了酶的命名規(guī)則 ， 即根據(jù)酶催化的反應和所起的作用 ， 將所有的酶系統(tǒng)地分為六大類：氧化還原酶 、 轉(zhuǎn)移酶 、 水解酶 、 裂解酶 、 異構酶和連接酶 。 2． 固定化酶及其優(yōu)點 酶催化反應結束后 ， 酶和其底物與產(chǎn)物混合在一起 ， │ 要點探究 分離比較麻煩 ， 這不僅影響產(chǎn)品的純度和質(zhì)量 ， 而且酶不能分離出來重復使用 ， 也造成了浪費 ， 為解決上述現(xiàn)實問題 ， 工業(yè)生產(chǎn)中常采用固定化酶技術 。 (1)固定化酶概念 為了提高酶的利用效率 ， 人們采取多種方法將分離純化的酶固定在一定的載體上 ， 制成不溶于水的固體顆粒 ，稱為固定化酶 。 (2)固定化酶的優(yōu)點 酶被固定化后 ， 大多數(shù)酶穩(wěn)定性增加 ， 因而可以通過過濾等簡單的方法將酶從反應系統(tǒng)中取出 ， 這樣做既避免了污染產(chǎn)物 ， 又可以長期反復利用 ， 從而有利于工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應的連續(xù)化和自動化 。 │ 要點探究 (3)酶的固定化方法 酶的固定化常用方法分為三類 ， 即載體結合法 、 交聯(lián)法和包埋法 。 3． 疫苗的概念 疫苗是一類接種后能激發(fā)人體免疫反應以抵抗某些傳染病的生物制品 。 疫苗是一類特殊的藥物 ， 它不是用于治療疾病 。 而是用于預防疾病 ， 某些疾病只是通過接種疫苗才能夠徹底控制和消滅 (如天花及脊髓灰質(zhì)炎等 )。 4． 生物工程藥物和疫苗 (1)基因工程藥物的生產(chǎn)：是指以重組 DNA為核心技術 。 通過將一個生物體內(nèi)有用的 “目的基因 ”轉(zhuǎn)移到另一個生物體中并表達所需要的產(chǎn)物 ——藥物的過程 。 │ 要點探究 (2)細胞工程藥物的生產(chǎn)：指在細胞水平上 ， 通過細胞融合 、 核質(zhì)移植 、 染色體移植等技術 ， 改造并篩選特定的細胞株或細胞系 ， 再通過規(guī)模培養(yǎng)獲得藥物 。 (3)生產(chǎn)過程 (以乙型肝炎病毒疫苗為例 ) 構建工程菌：利用基因工程技術 ， 將乙型肝炎病毒表面基因轉(zhuǎn)移到酵母細胞中 ， 構建成乙型肝炎病毒表面抗原基因的工程菌 制備抗原蛋白：將構建的工程菌在發(fā)酵罐中進行大 規(guī)模培養(yǎng) ， 經(jīng)分離 、 純化后得到表面抗原蛋白 制備疫苗：用福爾馬林和 Al(OH)3吸附 ， 制成疫苗 │ 要點探究 名稱 來源 原理 優(yōu)點 不足 舉例 傳統(tǒng)疫苗 來自生物體或其血液的疫苗：① 有些是用化學或物理方法 ， 使病原微生物滅活制成的； ② 有些是讓病原微生物先感染一種動物 ，使其毒力減弱而制成的 免疫反應 ① 人類認識早 ，利用較早； ②培養(yǎng)過程簡單 ① 必須大量培養(yǎng)病原體； ② 易泄漏；③ 易發(fā)生回復突變 ，毒力增強而引起感染； ④ 滅活 、 減毒程度難控制； ⑤ 制劑組成復雜 ， 需進行抗原純化 如天花疫苗 5．傳統(tǒng)疫苗、基因工程疫苗、核酸疫苗的比較 │ 要點探究 名稱 來源 原理 優(yōu)點 不足 舉例 基因工程疫苗 抗原基因在宿主細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄 、 翻譯的產(chǎn)物 基因工程 、 基因的表達 ① 是生物技術疫苗的主要來源； ② 可以生產(chǎn)任何具有免疫性的蛋白質(zhì)和多肽 ， 用來制疫苗； ③ 利用基因工程可以刪除細菌和病毒中抗原物質(zhì)的基因或基因片段 ， 獲得減毒更徹底 、 遺傳特性更穩(wěn)定 、 不易發(fā)生毒力回復 、 安全性強的疫苗 ① 生產(chǎn)成本高；② 單次接種后很難產(chǎn)生長期免疫； ③不易保存 如用去除毒基因的病毒作為減毒活疫苗 │ 要點探究 名稱 來源 原理 優(yōu)點 不足 舉例 核酸疫苗 將致病微生物中能夠編碼引起機體免疫反應的抗原基因與適當?shù)妮d體結合 ， 通過基因工程方法導入宿主細胞 ，并與宿主細胞染色體整合 ， 通過宿主細胞的轉(zhuǎn)錄 、翻譯表達出抗原 ，誘導宿主產(chǎn)生免疫應答 ， 從而達到預防和治療疾病的目的 基因工程 、免疫反應 ① 制備的疫苗具有天然抗原形式 ， 沒有病原體在體內(nèi)復制后致病的問題 ， 也不存在回復突變和毒力返祖問題； ② 免疫應答全面； ③ 單次接種可誘導長期或終身免疫；④ 生產(chǎn)迅速簡便 ， 成本低； ⑤ 易于保存運輸； ⑥ 有利于制成聯(lián)合疫苗； ⑦ 能夠完善嬰兒的機體應答 。 促進細胞內(nèi)抗原的清除 ，防止母體抗體介導的抑制 ① 刺激機體免疫反應的能力較弱； ② 目的基因往往表達水平不高； ③ 在體內(nèi) ，抗原基因的表達能夠持續(xù)多久還不清楚； ④ 導入人體的外源 DNA有被整合的危險 ，易引起許多弊端；⑤ 與其他疫苗一樣 ， 都有一定適用范圍 ， 并不能取代其他疫苗 在某些腫瘤 、艾滋病和肝炎等疾病預防上可發(fā)揮獨特作用 │ 要點探究 例 2 [ 200 9 諸暨模擬 ] 與普通洗衣粉相比 ， 加酶洗衣粉能更有效地清除頑漬 ， 同時減少對環(huán)境的污染 ， 因此非 常受人們的歡迎 。 請分析回答下列有關問題 ： (1) 為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果 ， 在不同溫度下分別進行如下實驗 ： 每次都將同種無酶洗衣粉分成 3 等份 ， 進行 3 組實驗 。 甲 、 乙組在洗衣粉中加入 1 種或 2 種酶 ， 丙組不加酶 ，在不同溫度下清洗同種化纖布上的 2 種污漬 ， 其他實驗條件均相同 ， 下表為實驗記錄 。 水溫 / ℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬時間 /m in 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬時間 /m in 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 │ 要點探究 由上表可知 ， 甲組在洗衣粉中加入了 _____ ， 乙組在洗衣粉中加入了 __ ___ 。 提高洗衣粉去污能力的方法有 __________ ____ 。如果甲 、 乙和丙三組均在水溫為 80 ℃ 時洗滌同一種污漬 ， 請比較這三組洗滌效果之間的差異并說明 _________________ 。 (2) 目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的 ， 某大型洗滌公司為降低成本 ， 他們使用一種技術將酶固定在不溶于水的某種載體上 ， 洗滌完衣服后 ， 經(jīng)過簡單處理 ， 這些酶還可以多次重復利用 ； 這種方法制成的酶叫 __________ 。 (3) 加酶洗衣粉中的淀粉酶可以從霉菌中提取 ， 用固體培養(yǎng)基分離 、 純化霉菌的方法是 __ __________ ； 土壤中有很多微生物能分泌纖維素酶 ， 在分離這些微生物的過程中應該以 __ _____作為唯一碳源 。 │ 要點探究 【 答案 】 (1)蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 加酶和適當提高溫度 沒有差異 ， 因為高溫使酶失活 (2)固定化酶 (3)平板劃線法 (或稀釋涂布平板法 ) 纖維素 │ 要點探究 變 式題 酶有多種類型，為了更準確地反映出酶所催化的反應，國際專業(yè)組織統(tǒng)一了酶的命名規(guī)則，根據(jù)酶催化的反應和所起的作用，將所有的酶系統(tǒng)地分為六大類別 ——氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構酶及連接酶，下列所述催化反應分別由不同類型的酶催化完成，請將酶的類型與相應化學反應對應起來。 │ 要點探究 仔細分析各反應，寫出酶 Ⅰ ～酶 Ⅵ 的類型。依次為______________ 、 ______________ 、 ____________________ 、 ________________ 、 ________ ________ 、 _ _______________ 。 │ 要點探究 【 答案 】 連接酶 裂解酶 轉(zhuǎn)移酶 異構酶 氧化還原酶 水解酶 【 解析 】 根據(jù)酶所催化的反應及所起的作用 ， 可將酶分為如下六大類別：氧化還原酶 (與酶 Ⅴ 對應 )、 轉(zhuǎn)移酶 (與酶 Ⅲ 對應 )、 水解酶 (與酶 Ⅵ 對應 ， 其特征是有 H2O參與 )、 裂解酶 (與酶 Ⅱ 對應 )、 異構酶 (與酶 Ⅳ 對應 )和連接酶 (與酶 Ⅰ 對應 )。 │ 生物科學與健康 │ 考點整合 考點整合 體征 典型癥狀 生理和生化 生理和生化 X射線 超聲波 核磁共振 內(nèi)窺鏡 子代患遺傳病 減少 │ 考點整合 隨意 劑量 縮短 長期或大劑量 廣譜 正常菌群間的平衡 無害 危害人體的有害細菌 過敏 毒副 自行 主動要求 隨便停藥 健康器官 存活并迅速恢復功能 供血 免疫排斥 精子和卵子結合