天津市梅江中學(xué)高中生物 發(fā)酵工程簡(jiǎn)介（二）學(xué)案 新人教版選修3

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1、 第20課時(shí) 發(fā)酵工程簡(jiǎn)介（二） 【知識(shí)精講】 1．在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用： （1）發(fā)酵工程能生產(chǎn)人們所需要的藥品。如：通過(guò)青霉發(fā)酵能生產(chǎn) 。 （2）通過(guò)發(fā)酵工程能生產(chǎn)基因藥品。如：將人工合成的人的胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)構(gòu)建成“工程菌”，即先通過(guò) 工程再通過(guò) 工程培養(yǎng)工程菌就可獲得人的胰島素。 2．在食品工業(yè)上的應(yīng)用： （1）生產(chǎn)豐富優(yōu)質(zhì)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品；（2）生產(chǎn)各式各樣的食品添加劑；（3）發(fā)酵工程能為解決人類糧食缺問(wèn)題開辟新途徑。如通過(guò)發(fā)酵工程可獲得大量的微生物菌體

2、—— 。 【題例領(lǐng)悟】 用來(lái)治療糖尿病的胰島素，過(guò)去主要靠從動(dòng)物體器官．組織中提取，但因受原料限制，無(wú)法推廣?，F(xiàn)在，可用發(fā)酵工程的方法來(lái)生產(chǎn)胰島素。若用大腸桿菌發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)胰島素，并結(jié)合基因工程，寫出其生產(chǎn)過(guò)程： （1）提取目的基因：采用的方法是根據(jù)正常人的胰島素的 序列，推測(cè)出 的序列，再根據(jù) 原則，推測(cè)出 序列，用化學(xué)的方法，合成目

3、的基因。 （2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合：從大腸桿菌的細(xì)胞中提取 ，并用 酶切割質(zhì)粒，使其露出 。用同一種酶切割目的基因使其露出相同的 ，再將 插入到質(zhì)粒切口處，加入適量的 酶，這樣就形成了一個(gè) 和 的重組ＤNＡ。 （3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：將大腸桿菌用

4、 處理，以增大 的通透性，讓重組ＤNＡ進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)。 （4）目的基因的檢測(cè)與表達(dá)：在用一定的方法檢測(cè)出目的基因已導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)并能 后，再對(duì)該種大腸桿菌擴(kuò)大培養(yǎng)。 （5）配制適合大腸桿菌的培養(yǎng)基，并對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行 處理并裝入發(fā)酵罐，將上述大腸桿菌接種到發(fā)酵罐發(fā)酵，并控制 條件。 （6）發(fā)酵完畢后，從培養(yǎng)基中 并 胰島素，經(jīng)過(guò)一定的加工成為藥用胰島素，經(jīng) 合格后，可投入

5、使用。 答案：⑴氨基酸 mRNA 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 胰島素基因 ⑵質(zhì)粒 限制性內(nèi)切酶 粘性末端 粘性末端 目的基因 DNA連接酶 胰島素基因 大腸桿菌質(zhì)粒 ⑶CaCl2 細(xì)胞壁 ⑷ 正常表達(dá) ⑸滅菌 發(fā)酵 ⑹提取 分離 檢驗(yàn) 【自我評(píng)價(jià)】 一、選擇題 1．用發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品，如果是菌體，則進(jìn)行分離提純可采用的方法是 Ａ．蒸餾過(guò)濾　　?。拢^(guò)濾沉淀　　?。茫腿‰x子　　?。模恋磔腿? 2．下列物質(zhì)中，不能為異養(yǎng)生物作碳源的是 Ａ．蛋白胨　　　?。拢加袡C(jī)物　　Ｃ．含碳無(wú)機(jī)物　?。模?、花生餅

6、 3．培養(yǎng)生產(chǎn)青霉素的高產(chǎn)青霉素菌株的方法是 Ａ．細(xì)胞工程　　　　　　　　　　　?。拢蚬こ? Ｃ．人工誘變　　　　　　　　　　　?。模斯ふT變和基因工程 4．以下發(fā)酵產(chǎn)品中不屬于微生物代謝產(chǎn)物的是 Ａ．味精　　　　　Ｂ．啤酒　　　　?。茫叭嗽烊狻薄　。模松L(zhǎng)激素 5．利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的最適原料和產(chǎn)生酒精階段要控制的必要條件是 Ａ．玉米粉和有氧?。拢蠖狗酆陀醒酢。茫衩追酆蜔o(wú)氧?。模蠖狗酆蜔o(wú)氧 6．關(guān)于單細(xì)胞蛋白敘述正確的是 Ａ．是微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)　　?。拢ㄟ^(guò)發(fā)酵生產(chǎn)的微生物菌體 Ｃ．是微生物細(xì)胞分泌的抗生素　　　?。模畣渭?xì)胞蛋白不能作為食品

7、 7．基因工程培育的工程菌通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有 ①石油、②人生長(zhǎng)激素、③紫草素、④聚乙二醇、⑤胰島素、⑥重組乙肝疫苗 Ａ．①③⑥　　　?。拢冖茛蕖　　　。茫邰茛?　　　?。模冖邰? 二、非選擇題 8．胰島素是治療糖尿病的特效藥，可從動(dòng)物胰腺中提取，也可以通過(guò)“工程菌”產(chǎn)生，后者與前者比較最顯著的特點(diǎn)是：生產(chǎn)條件 ；原料來(lái)源 ；價(jià)格 ；產(chǎn)物 ；廢棄物 。 9．下面是家庭釀造甜米

8、酒的具體操作過(guò)程。先將米加熱煮至七成熟，待冷卻至30度，加少許的水和一定量的“酒藥”（實(shí)際是酵母菌菌種）與米飯混合后置于一瓷壇內(nèi)（其他容器也可），在米飯中央挖一個(gè)小洞，加蓋后置于適當(dāng)?shù)胤奖兀?8℃)，12小時(shí)后即可。請(qǐng)從以下幾個(gè)方面對(duì)發(fā)酵過(guò)程做一簡(jiǎn)單的分析。 （1）先將米煮一煮的目的是 。 （2）為什么要冷卻到30℃后才能加入“酒藥”？ 。 （3）在中央挖一個(gè)小洞的原因是 。 （4）發(fā)酵壇并沒(méi)有完全密封，壇內(nèi)無(wú)氧發(fā)酵

9、的環(huán)境是如何形成的？ 。 （5）家庭釀酒的關(guān)鍵是保溫和放“酒藥”，如果米的量很多而放的“酒藥”太少，常常導(dǎo)致甜米酒因變質(zhì)而失敗。其主要原因是 自我評(píng)價(jià)答案 1B 2C 3C 4C 5C 6B 7B 8 溫和 豐富 低廉 專一 對(duì)環(huán)境污染小且易處理 9⑴殺滅雜菌 ⑵太高的溫度會(huì)殺死或抑制酵母菌 ⑶有利于透氣，使酵母菌在開始時(shí)能迅速繁殖 ⑷有氧呼吸消耗了氧氣；呼吸產(chǎn)生的水使發(fā)酵液增多，淹沒(méi)了米飯，形成了無(wú)氧環(huán)境 ⑸米多酒藥少，造成酵母菌起始密度太低，不能迅速繁殖形成生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，往往導(dǎo)致雜菌感染 2