1、第二章生物科学与工业第二章生物科学与工业考点考点1 1 发酵发酵1.概念概念：在一定条件下利用微生物的生命活动大量生成和积累特：在一定条件下利用微生物的生命活动大量生成和积累特 定代谢产物或菌体的过程。定代谢产物或菌体的过程。2.过程过程(以面粉发酵为例以面粉发酵为例)淀粉淀粉 麦芽糖和葡萄糖麦芽糖和葡萄糖3影响因素：温度、影响因素：温度、pH、溶氧量等。、溶氧量等。考点考点2 酶的类型、酶制剂及固定化酶酶的类型、酶制剂及固定化酶1.酶的类型酶的类型2.酶制剂酶制剂 (1)概念：将发酵后的酶液经过分离提纯、浓缩或干燥等工概念：将发酵后的酶液经过分离提纯、浓缩或干燥等工 艺过程制成的液态、粉状或
2、颗粒状的制品。艺过程制成的液态、粉状或颗粒状的制品。(2)优点：减少了外界环境优点：减少了外界环境(如温度等如温度等)的影响，保持了酶的的影响，保持了酶的 活性。活性。分类依据分类依据种类种类分布部位分布部位胞内酶和胞外酶胞内酶和胞外酶催化的反应及所起作用催化的反应及所起作用氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶酶、异构酶、连接酶3.固定化酶固定化酶 (1)概念：将分离纯化的酶固定在非水溶性载体上。概念：将分离纯化的酶固定在非水溶性载体上。(2)常用的固定方法：载体结合法、交联法、包埋法。常用的固定方法：载体结合法、交联法、包埋法。考点考点3 生物工
3、程药物和疫苗生物工程药物和疫苗1.基因工程药物基因工程药物 (1)生产技术：以重组生产技术：以重组DNA为核心技术，通过将一个生物体内为核心技术，通过将一个生物体内 有用的有用的“目的基因目的基因”转移到另一个生物体中并表达所需要的产转移到另一个生物体中并表达所需要的产 物物药物的过程。药物的过程。(2)生产过程生产过程 重组质粒重组质粒重组质粒重组质粒构建基因工程菌构建基因工程菌工程菌大规模培养工程菌大规模培养 分离提取目的产物。分离提取目的产物。(3)实例：人胰岛素、人生长激素、人组织纤溶酶原激活剂、实例：人胰岛素、人生长激素、人组织纤溶酶原激活剂、白细胞介素白细胞介素10等。等。2.细胞
4、工程药物细胞工程药物 (1)生产技术：在细胞水平上的遗传操作生产技术：在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、即通过细胞融合、核核 质移植、染色体移植等技术，改造并筛选特定的细胞株或细胞质移植、染色体移植等技术，改造并筛选特定的细胞株或细胞 系，再通过规模培养获得药物。系，再通过规模培养获得药物。(2)实例实例单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 过程过程单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高。单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高。单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用a制备单克隆抗体诊断试剂：诊断疾病快速而准确。制备单克隆抗体诊断试剂：诊断疾病快速而准确。b将单克隆抗体连接上放射性同位素、干扰素等抗癌药
5、将单克隆抗体连接上放射性同位素、干扰素等抗癌药物，能准确追踪癌细胞，既可以将癌细胞杀死，又不损坏物，能准确追踪癌细胞，既可以将癌细胞杀死，又不损坏正常细胞。正常细胞。特别提醒特别提醒整个过程要经过两次筛选，第一次筛选获得杂交瘤细胞，第整个过程要经过两次筛选，第一次筛选获得杂交瘤细胞，第二次筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。二次筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。3.3.疫苗及其生产过程疫苗及其生产过程 (1)概念概念 一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物 制品。制品。(2)传统疫苗传统疫苗概念概念特点特点举例举例减减毒毒疫疫苗苗
6、用人工定向变异的方法，使病用人工定向变异的方法，使病原微生物在极大程度上丧失致原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒的活细菌高度减弱或基本无毒的活细菌或病毒制备成的疫苗或病毒制备成的疫苗只需接种一次，只需接种一次，接种量少，免疫接种量少，免疫持续时间长，效持续时间长，效果好果好卡介苗、牛痘疫苗、麻卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗等苗等灭灭活活疫疫苗苗选用抗原性强的病原微生物，选用抗原性强的病原微生物，经过人工大量培养后，用化学经过人工大量培养后，用化学或物理方法灭活后
7、制备而成的或物理方法灭活后制备而成的疫苗疫苗需多次接种，且需多次接种，且接种剂量大，免接种剂量大，免疫力较差，但制疫力较差，但制备简单，保存时备简单，保存时间较长，相对较间较长，相对较安全安全伤寒疫苗、副伤寒疫苗、伤寒疫苗、副伤寒疫苗、霍乱疫苗、百日咳疫苗、霍乱疫苗、百日咳疫苗、流行性脑脊髓膜炎疫苗、流行性脑脊髓膜炎疫苗、流行性乙型脑炎疫苗、流行性乙型脑炎疫苗、斑疹伤寒疫苗、钩端螺斑疹伤寒疫苗、钩端螺旋体疫苗以及狂犬病疫旋体疫苗以及狂犬病疫苗等苗等(3)基因工程疫苗基因工程疫苗概念：利用基因工程技术生产的疫苗。概念：利用基因工程技术生产的疫苗。生产过程生产过程(以乙型肝炎病毒疫苗为例以乙型肝炎
8、病毒疫苗为例)制备疫苗：用福尔马林和制备疫苗：用福尔马林和Al(OH)3吸附，制成疫苗。吸附，制成疫苗。举例：乙型肝炎病毒疫苗、脊髓灰质炎疫苗、狂犬病疫苗、举例：乙型肝炎病毒疫苗、脊髓灰质炎疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、疱疹疫苗、乙型脑炎疫苗、炭疽疫苗等。麻疹疫苗、疱疹疫苗、乙型脑炎疫苗、炭疽疫苗等。命题视角命题视角1 1 酶的类型及其固定化酶的类型及其固定化【例例1 1】许多病原菌对青霉素产生了抗药性，科学家用青霉许多病原菌对青霉素产生了抗药性，科学家用青霉 素酰化酶研制出了氨苄青霉素。如图为固定化青霉素酰化素酰化酶研制出了氨苄青霉素。如图为固定化青霉素酰化 酶酶制剂的生产过程，据图回答：酶酶
9、制剂的生产过程，据图回答：酶的生产酶的生产酶的提取酶的提取酶的分离纯化酶的分离纯化 (1)根据酶催化的反应和所起的作用，将所有的酶系统地分为根据酶催化的反应和所起的作用，将所有的酶系统地分为 氧化还原酶、转移酶、水解酶、氧化还原酶、转移酶、水解酶、_、_和连接酶。和连接酶。(2)为获得大量的酶，人们常常利用微生物发酵，这与为获得大量的酶，人们常常利用微生物发酵，这与_ 工程紧密相关，它们都属于工程紧密相关，它们都属于_工程。工程。裂解酶裂解酶异构酶异构酶发酵发酵生物生物(3)酶的固定化常用的固定方法有酶的固定化常用的固定方法有_、交联法、包埋、交联法、包埋法。酶经固定化后，稳定性较高，而且可以
10、长期反复使用法。酶经固定化后，稳定性较高，而且可以长期反复使用,有有利于工业生产中转化反应的利于工业生产中转化反应的_。(4)加酶洗衣粉除去衣物上的汗渍、奶渍能力较强，原因是加加酶洗衣粉除去衣物上的汗渍、奶渍能力较强，原因是加酶洗衣粉中含有酶洗衣粉中含有_，啤酒放久后出现沉淀，而，啤酒放久后出现沉淀，而加入少量的加入少量的_可防止出现沉淀。加酶洗衣粉中的酶是用可防止出现沉淀。加酶洗衣粉中的酶是用化学物质包裹的，遇到水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅化学物质包裹的，遇到水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由：速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶
11、的固定化技术及其理由：_。载体结合法载体结合法连续化、自动化连续化、自动化蛋白酶、脂肪酶蛋白酶、脂肪酶蛋白酶蛋白酶未运用酶的固定化技术未运用酶的固定化技术,因为酶未固定在非水溶性载体上，因为酶未固定在非水溶性载体上，也不能重复使用也不能重复使用【思路导析思路导析】(1)(1)根据酶的分布部位可分为胞内酶和胞外酶，根据酶的分布部位可分为胞内酶和胞外酶，根据酶催化的反应和所起的作用，可分为氧化还原酶、转移根据酶催化的反应和所起的作用，可分为氧化还原酶、转移 酶、水解酶、裂解酶、异构酶和连接酶。酶、水解酶、裂解酶、异构酶和连接酶。(2)(2)获得酶制剂的过程属于酶工程，酶工程中往往利用微生物获得酶制
12、剂的过程属于酶工程，酶工程中往往利用微生物 发酵，即需要发酵工程，两者都属于生物工程。发酵，即需要发酵工程，两者都属于生物工程。(3)(3)固定化酶是指将酶固定在非水溶性载体上，常用的固定方固定化酶是指将酶固定在非水溶性载体上，常用的固定方 法有载体结合法、交联法和包埋法。酶固定化后不仅稳定性法有载体结合法、交联法和包埋法。酶固定化后不仅稳定性 强，还可长期反复使用，有利于工业生产中转化反应的连续强，还可长期反复使用，有利于工业生产中转化反应的连续 化和自动化。化和自动化。(4)(4)汗渍、奶渍中有脂质、蛋白质等成分，在加酶洗衣粉中加汗渍、奶渍中有脂质、蛋白质等成分，在加酶洗衣粉中加 入脂肪酶
13、和蛋白酶入脂肪酶和蛋白酶,可以增强去污效果。啤酒中出现的沉淀的可以增强去污效果。啤酒中出现的沉淀的 主要成分是蛋白质主要成分是蛋白质,去除沉淀可加入少量蛋白酶。固定化酶是去除沉淀可加入少量蛋白酶。固定化酶是 利用物理或化学的方法将酶固定在某种载体上利用物理或化学的方法将酶固定在某种载体上,可以重复使用。可以重复使用。命题视角命题视角2 基因工程药物的生产原理及过程基因工程药物的生产原理及过程【例例2】1982年，在美国上市了由转移人胰年，在美国上市了由转移人胰 岛素基因的大肠杆菌生产的人的胰岛素，岛素基因的大肠杆菌生产的人的胰岛素，是第一个基因工程药物，如图为基因工程是第一个基因工程药物，如图
14、为基因工程 生产胰岛素的示意图，据图回答：生产胰岛素的示意图，据图回答：(1)将人的胰岛素基因转入大肠杆菌体内将人的胰岛素基因转入大肠杆菌体内,能能 够产生药物蛋白的原理是基因能控制够产生药物蛋白的原理是基因能控制_ _，人的基因能和异种生物的基因拼接，人的基因能和异种生物的基因拼接 在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋 结构，都是由四种结构，都是由四种 构成的，基构成的，基 因中碱基配对的规律都是因中碱基配对的规律都是_ _。蛋白质蛋白质合成合成脱氧核苷酸脱氧核苷酸A与与T配对，配对，G与与C配对配对(2)在重组质粒在重组质粒胰岛素基因时常用胰岛素基因时常
15、用法。法。(3)在操作过程中，在操作过程中，用的酶分别是用的酶分别是、_，表示表示 的过程。的过程。(4)获得人胰岛素基因工程菌后，还要经过获得人胰岛素基因工程菌后，还要经过工程获得人胰岛工程获得人胰岛素，再经过素，再经过 ，获得人胰岛素药物。，获得人胰岛素药物。(5)利用转基因牛、羊乳汁提取药物，工艺简单，甚至可直接饮利用转基因牛、羊乳汁提取药物，工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因转移到动物用治病。如果将药物蛋白基因转移到动物(如牛、羊如牛、羊)的膀胱上皮的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比利用乳汁提取药细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比利用乳汁提取药物
16、的一个优越性在于：处于不同发育时期的物的一个优越性在于：处于不同发育时期的动物都可产生动物都可产生药物。药物。化学合成化学合成限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNA连接酶连接酶重组质粒转化进入大肠杆菌重组质粒转化进入大肠杆菌发酵发酵分离、纯化分离、纯化雌、雄雌、雄【思路导析】【思路导析】(1)基因工程的原理是：不同生物的基因工程的原理是：不同生物的DNA分子分子 都是由四种脱氧核苷酸构成的，配对方式均符合碱基互补都是由四种脱氧核苷酸构成的，配对方式均符合碱基互补 配对原则，配对原则，DNA分子的空间结构相同，基因控制蛋白质合分子的空间结构相同，基因控制蛋白质合 成的过程相同，都需经过转录和翻译。成的过程相同，都需经过转录和翻译。(2)真核生物重组质粒常用的方法为化学合成法。真核生物重组质粒常用的方法为化学合成法。(3)用的是限制性核酸内切酶，用的是限制性核酸内切酶，用的是用的是DNA连接酶，连接酶，表示重组质粒转化进入大肠杆菌。表示重组质粒转化进入大肠杆菌。(4)获得工程菌后要借助于发酵工程进行生产。获得工程菌后要借助于发酵工程进行生产。(5)若从尿液中提取，雌、雄动物都可以作为受体。若从尿液中提取，雌、雄动物都可以作为受体。点击此处进入点击此处进入 知能综合训练知能综合训练
