人教版-高中生物讲义第3章《生物科学与工业》章末整合(选修2).ppt

助学园地 助考园地 章 末 整 合 生物科学与工业 科技发展之窗——生物技术产业的兴起 微生物发酵及其应用 酶在工业生产中的应用 生物技术药物与疫苗 微生物发酵及其应用 发酵工程史话 发酵生产过程探秘 发酵与食品生产 酶在工业生 产中的应用 酶的家族与酶制剂的生产 酶在工业生 产中的应用 酶在食品加工工业中的应用 酶在轻工业和化工工业上的应用 酶在医药工业上的应用 生物技术药物与疫苗 生物技术药物 生物技术疫苗 基因工程药物 细胞工程药物 发酵工程的流程（见下图） 其中的产品可以是药物、食品等。 　 项目 名称　　 催化条件 污染状况 生产效益 酶和酶制剂 常温、常压和中性条件下进行，节省能源、设备 不会造成严重的污染，符合环保要求 生产过程简单，效率高，产品质量好，生产成本低 无机催化剂 大多需要高温、高压，有时需酸或碱的条件 某些生产过程污染严重，如金属污染等 生产过程复杂、催化效率低，易污染产品，成本高 酶与无机催化剂的比较 生物技术是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等学科的原理和技术与工程技术相结合来改造或重新创造设计细胞的遗传物质，培育出新品种，或根据工业规模利用现有的生物体系，通过生物化学过程来制造所需要的产品。简而言之，生物技术就是将活的生物体、生命体系或生命过程进行产业化的过程。以基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等为代表的现代生物技术近20年来发展迅猛，并日益影响和改变着人类的生产和生活，其中疫苗的制备和生产就是非常有代表性的一个方面。例如，许多现代疫苗的制备过程实际上就是一个综合利用生物技术的过程，如下图所示。 生物技术与疫苗的制备 项目 主要技术 基本原理 应用 基因工程 基因重组技术 分子水平定向改变遗传特性 转基因生物 细胞工程 细胞培养、细胞融合、细胞重组、单克隆制备 细胞或细胞器水平改变遗传结构 人工种子、单抗体、克隆动物、试管动物 发酵工程 菌种选育、大规模培养、生物活性保持、产物收获 定向利用工程菌大规模发酵生产 生产药品、生产传统发酵产品、单细胞蛋白 酶工程 酶固定化技术、细胞固定化技术、酶制剂的应用 酶在生物体外适宜环境条件下完成催化功能 在医药、食品、化工、能源、环保等方面都能应用 基因工程、细胞工程、发酵工程 和酶工程的技术原理及应用 用大肠杆菌生产人的胰岛素需应用的生物工程的组合是 (　　)。 ①基因工程　②细胞工程　③发酵工程　④酶工程 A.①②③ B．①②④ C.①③④ D．②③④ 解析　用大肠杆菌生产人的胰岛素，首先要把人的胰岛素基因转入大肠杆菌，这是由基因工程完成的，具有人胰岛素基因的大肠杆菌要经发酵工程来生产，而在基因工程中所需的酶是酶工程为之提供的。 答案　C 【训练1】 类型 优点 不　足 直接使用酶 催化效率高，低能耗，低污染 对环境非常敏感，易失活；难回收，不能再次利用，与产物混在一起，而且还影响产物质量 固定化酶 能与产物分开，可反复利用 一种酶只能催化一种或一类化学反应，在生产实践中，很多产物是通过一系列的酶促反应得到的 固定化细胞 成本低，操作更容易，能产生一系列酶 固定后酶不易与反应物接近，如大分子物质难以自由通过细胞膜，可能导致反应效果下降等 直接使用酶、固定化酶和固定化 细胞优缺点 下列叙述中，不正确的是 (　　)。 A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结 合法和物理吸附法 B.既避免污染产物，又可反复利用 C.由于细胞个大，而酶分子很小，因此细胞多采用物理吸 附法固定 D.反应物是大分子物质时应采用固定化酶 解析　由于细胞个大，因此细胞采用物理吸附法固定容易漏掉，一般不采用物理吸附法。故选C。 答案　C 【训练2】 酶制剂的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和制成酶制剂(固定化酶)一系列生产过程。酶制剂指的是含有酶的制品，可以划分为固体和液体两大类。换句话说，酶制剂的生产是生产具有一定作用酶产品的过程。 酶的生产是酶制剂生产的一部分，指经过预先设计，并且通过人工控制而获得所需酶的过程。其生产方法可以划分为三种，即提取法、发酵法和化学合成法。提取法是最古老的方法，就是直接从动植物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来的方法，缺点是需要大量的原材料。发酵法主要是通过微生物的发酵来获得所需要的酶的一种方法，是目前酶生产的主要方法。 酶制剂的生产和酶的生产的区别 和联系 化学合成法就是依据已知酶的化学结构，再通过一定的技术在工厂中合成的方法，这种方法要求较高，相关技术水平还不够，生产出来的酶成本较高，所以它仍停留在实验室内合成阶段。 关于酶制剂的生产和酶的生产叙述正确的是 (　　)。 A.溶酶