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PAGE 12 PAGE 5 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： 　 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) 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。 酶制剂的生产 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。 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。 分离和纯化分：采用透析和离心的方法。 制成酶制剂：在纯化后的酶中加入适量的稳定剂和填充剂。 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。 酶制剂的应用 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。 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。 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) 生物工程其他分支领域 如：限制性内切酶、DNA连接酶。 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 实验原理(略) 目的要求(略) 材料用具(略) 方法步骤 培养基的配制 称 量(牛肉膏0.5g、蛋白胨1 g、NaCl0.5g、琼脂2 g) 溶 化(牛肉膏、蛋白胨、NaCl放入烧杯，加入蒸馏水100mL、加热至溶化， 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 填写标签 【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