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。
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二、一般流程：
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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。
一、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。
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
实验三
学习细菌培养的技术
一、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】
一、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