【創(chuàng)新設(shè)計】2011屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 第二章 生物科學(xué)與工業(yè)課件 浙科版選修2

1、第二章生物科學(xué)與工業(yè)第二章生物科學(xué)與工業(yè)考點考點1 1 發(fā)酵發(fā)酵1.概念概念：在一定條件下利用微生物的生命活動大量生成和積累特：在一定條件下利用微生物的生命活動大量生成和積累特 定代謝產(chǎn)物或菌體的過程。定代謝產(chǎn)物或菌體的過程。2.過程過程(以面粉發(fā)酵為例以面粉發(fā)酵為例) 淀粉淀粉 麥芽糖和葡萄糖麥芽糖和葡萄糖3影響因素：溫度、影響因素：溫度、pH、溶氧量等。、溶氧量等?？键c考點2 酶的類型、酶制劑及固定化酶酶的類型、酶制劑及固定化酶1.酶的類型酶的類型2.酶制劑酶制劑 (1)概念：將發(fā)酵后的酶液經(jīng)過分離提純、濃縮或干燥等工概念：將發(fā)酵后的酶液經(jīng)過分離提純、濃縮或干燥等工 藝過程制成的液態(tài)、粉狀

2、或顆粒狀的制品。藝過程制成的液態(tài)、粉狀或顆粒狀的制品。 (2)優(yōu)點：減少了外界環(huán)境優(yōu)點：減少了外界環(huán)境(如溫度等如溫度等)的影響，保持了酶的的影響，保持了酶的 活性?；钚浴７诸愐罁?jù)分類依據(jù)種類種類分布部位分布部位胞內(nèi)酶和胞外酶胞內(nèi)酶和胞外酶催化的反應(yīng)及所起作用催化的反應(yīng)及所起作用氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、連接酶酶、異構(gòu)酶、連接酶3.固定化酶固定化酶 (1)概念：將分離純化的酶固定在非水溶性載體上。概念：將分離純化的酶固定在非水溶性載體上。 (2)常用的固定方法：載體結(jié)合法、交聯(lián)法、包埋法。常用的固定方法：載體結(jié)合法、交聯(lián)法、包埋法?？键c考點3

3、生物工程藥物和疫苗生物工程藥物和疫苗1.基因工程藥物基因工程藥物 (1)生產(chǎn)技術(shù)：以重組生產(chǎn)技術(shù)：以重組DNA為核心技術(shù)，通過將一個生物體內(nèi)為核心技術(shù)，通過將一個生物體內(nèi) 有用的有用的“目的基因目的基因”轉(zhuǎn)移到另一個生物體中并表達(dá)所需要的產(chǎn)轉(zhuǎn)移到另一個生物體中并表達(dá)所需要的產(chǎn) 物物藥物的過程。藥物的過程。 (2)生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒構(gòu)建基因工程菌構(gòu)建基因工程菌工程菌大規(guī)模培養(yǎng)工程菌大規(guī)模培養(yǎng) 分離提取目的產(chǎn)物。分離提取目的產(chǎn)物。 (3)實例：人胰島素、人生長激素、人組織纖溶酶原激活劑、實例：人胰島素、人生長激素、人組織纖溶酶原激活劑、 白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素10等。

4、等。2.細(xì)胞工程藥物細(xì)胞工程藥物 (1)生產(chǎn)技術(shù)：在細(xì)胞水平上的遺傳操作生產(chǎn)技術(shù)：在細(xì)胞水平上的遺傳操作, 即通過細(xì)胞融合、即通過細(xì)胞融合、 核核 質(zhì)移植、染色體移植等技術(shù)，改造并篩選特定的細(xì)胞株或細(xì)胞質(zhì)移植、染色體移植等技術(shù)，改造并篩選特定的細(xì)胞株或細(xì)胞 系，再通過規(guī)模培養(yǎng)獲得藥物。系，再通過規(guī)模培養(yǎng)獲得藥物。 (2)實例實例單克隆抗體的制備單克隆抗體的制備 過程過程單克隆抗體的特點：特異性強，靈敏度高。單克隆抗體的特點：特異性強，靈敏度高。單克隆抗體的應(yīng)用單克隆抗體的應(yīng)用a制備單克隆抗體診斷試劑：診斷疾病快速而準(zhǔn)確。制備單克隆抗體診斷試劑：診斷疾病快速而準(zhǔn)確。b將單克隆抗體連接上放射性同位

5、素、干擾素等抗癌藥將單克隆抗體連接上放射性同位素、干擾素等抗癌藥物，能準(zhǔn)確追蹤癌細(xì)胞，既可以將癌細(xì)胞殺死，又不損壞物，能準(zhǔn)確追蹤癌細(xì)胞，既可以將癌細(xì)胞殺死，又不損壞正常細(xì)胞。正常細(xì)胞。特別提醒特別提醒整個過程要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選獲得雜交瘤細(xì)胞，第整個過程要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選獲得雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。二次篩選獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。3.3.疫苗及其生產(chǎn)過程疫苗及其生產(chǎn)過程 (1)概念概念 一類接種后能激發(fā)人體免疫反應(yīng)來抵抗某些傳染病的生物一類接種后能激發(fā)人體免疫反應(yīng)來抵抗某些傳染病的生物 制品。制品。 (2)傳統(tǒng)疫苗傳統(tǒng)疫苗概念概念特點特點舉例

6、舉例減減毒毒疫疫苗苗用人工定向變異的方法，使病用人工定向變異的方法，使病原微生物在極大程度上喪失致原微生物在極大程度上喪失致病能力，或從自然界篩選毒性病能力，或從自然界篩選毒性高度減弱或基本無毒的活細(xì)菌高度減弱或基本無毒的活細(xì)菌或病毒制備成的疫苗或病毒制備成的疫苗只需接種一次，只需接種一次，接種量少，免疫接種量少，免疫持續(xù)時間長，效持續(xù)時間長，效果好果好卡介苗、牛痘疫苗、麻卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫疹疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗、甲型肝炎減毒活疫苗、甲型肝炎減毒活疫苗等苗等滅滅活活疫疫苗苗選用抗原性強的病原微生物，選用抗原性強的病原微生物，經(jīng)過人工大量培養(yǎng)后，用化學(xué)經(jīng)過人工大量培養(yǎng)后，用

7、化學(xué)或物理方法滅活后制備而成的或物理方法滅活后制備而成的疫苗疫苗需多次接種，且需多次接種，且接種劑量大，免接種劑量大，免疫力較差，但制疫力較差，但制備簡單，保存時備簡單，保存時間較長，相對較間較長，相對較安全安全傷寒疫苗、副傷寒疫苗、傷寒疫苗、副傷寒疫苗、霍亂疫苗、百日咳疫苗、霍亂疫苗、百日咳疫苗、流行性腦脊髓膜炎疫苗、流行性腦脊髓膜炎疫苗、流行性乙型腦炎疫苗、流行性乙型腦炎疫苗、斑疹傷寒疫苗、鉤端螺斑疹傷寒疫苗、鉤端螺旋體疫苗以及狂犬病疫旋體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：利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的疫苗。概念：利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的疫苗。生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程(以乙型肝炎病

8、毒疫苗為例以乙型肝炎病毒疫苗為例)制備疫苗：用福爾馬林和制備疫苗：用福爾馬林和Al(OH)3吸附，制成疫苗。吸附，制成疫苗。舉例：乙型肝炎病毒疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗、狂犬病疫苗、舉例：乙型肝炎病毒疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、皰疹疫苗、乙型腦炎疫苗、炭疽疫苗等。麻疹疫苗、皰疹疫苗、乙型腦炎疫苗、炭疽疫苗等。命題視角命題視角1 1 酶的類型及其固定化酶的類型及其固定化【例例1 1】 許多病原菌對青霉素產(chǎn)生了抗藥性，科學(xué)家用青霉許多病原菌對青霉素產(chǎn)生了抗藥性，科學(xué)家用青霉 素酰化酶研制出了氨芐青霉素。如圖為固定化青霉素?；仵；秆兄瞥隽税逼S青霉素。如圖為固定化青霉素?；?酶酶制劑的生

9、產(chǎn)過程，據(jù)圖回答：酶酶制劑的生產(chǎn)過程，據(jù)圖回答： 酶的生產(chǎn)酶的生產(chǎn)酶的提取酶的提取酶的分離純化酶的分離純化 (1)根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用，將所有的酶系統(tǒng)地分為根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用，將所有的酶系統(tǒng)地分為 氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、_、_和連接酶。和連接酶。 (2)為獲得大量的酶，人們常常利用微生物發(fā)酵，這與為獲得大量的酶，人們常常利用微生物發(fā)酵，這與_ 工程緊密相關(guān)，它們都屬于工程緊密相關(guān)，它們都屬于_工程。工程。裂解酶裂解酶異構(gòu)酶異構(gòu)酶發(fā)酵發(fā)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_、交聯(lián)法、包埋、交聯(lián)法、包埋法。酶經(jīng)固定

10、化后，穩(wěn)定性較高，而且可以長期反復(fù)使用法。酶經(jīng)固定化后，穩(wěn)定性較高，而且可以長期反復(fù)使用,有有利于工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的利于工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的_。(4)加酶洗衣粉除去衣物上的汗?jié)n、奶漬能力較強，原因是加加酶洗衣粉除去衣物上的汗?jié)n、奶漬能力較強，原因是加酶洗衣粉中含有酶洗衣粉中含有_ ，啤酒放久后出現(xiàn)沉淀，而，啤酒放久后出現(xiàn)沉淀，而加入少量的加入少量的_可防止出現(xiàn)沉淀。加酶洗衣粉中的酶是用可防止出現(xiàn)沉淀。加酶洗衣粉中的酶是用化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇到水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇到水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由：速發(fā)揮催

11、化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術(shù)及其理由：_。載體結(jié)合法載體結(jié)合法連續(xù)化、自動化連續(xù)化、自動化蛋白酶、脂肪酶蛋白酶、脂肪酶蛋白酶蛋白酶未運用酶的固定化技術(shù)未運用酶的固定化技術(shù),因為酶未固定在非水溶性載體上，因為酶未固定在非水溶性載體上，也不能重復(fù)使用也不能重復(fù)使用【思路導(dǎo)析思路導(dǎo)析】 (1)(1)根據(jù)酶的分布部位可分為胞內(nèi)酶和胞外酶，根據(jù)酶的分布部位可分為胞內(nèi)酶和胞外酶， 根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用，可分為氧化還原酶、轉(zhuǎn)移根據(jù)酶催化的反應(yīng)和所起的作用，可分為氧化還原酶、轉(zhuǎn)移 酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶和連接酶。酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶和連接酶。 (2)(2)獲得酶制劑的過程屬于酶工

12、程，酶工程中往往利用微生物獲得酶制劑的過程屬于酶工程，酶工程中往往利用微生物 發(fā)酵，即需要發(fā)酵工程，兩者都屬于生物工程。發(fā)酵，即需要發(fā)酵工程，兩者都屬于生物工程。 (3)(3)固定化酶是指將酶固定在非水溶性載體上，常用的固定方固定化酶是指將酶固定在非水溶性載體上，常用的固定方 法有載體結(jié)合法、交聯(lián)法和包埋法。酶固定化后不僅穩(wěn)定性法有載體結(jié)合法、交聯(lián)法和包埋法。酶固定化后不僅穩(wěn)定性 強，還可長期反復(fù)使用，有利于工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的連續(xù)強，還可長期反復(fù)使用，有利于工業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的連續(xù) 化和自動化?；妥詣踊?(4)(4)汗?jié)n、奶漬中有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等成分，在加酶洗衣粉中加汗?jié)n、奶漬中有脂質(zhì)、蛋

13、白質(zhì)等成分，在加酶洗衣粉中加 入脂肪酶和蛋白酶入脂肪酶和蛋白酶, ,可以增強去污效果。啤酒中出現(xiàn)的沉淀的可以增強去污效果。啤酒中出現(xiàn)的沉淀的 主要成分是蛋白質(zhì)主要成分是蛋白質(zhì), ,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 利用物理或化學(xué)的方法將酶固定在某種載體上利用物理或化學(xué)的方法將酶固定在某種載體上, ,可以重復(fù)使用?？梢灾貜?fù)使用。命題視角命題視角2 基因工程藥物的生產(chǎn)原理及過程基因工程藥物的生產(chǎn)原理及過程【例例2】 1982年，在美國上市了由轉(zhuǎn)移人胰年，在美國上市了由轉(zhuǎn)移人胰 島素基因的大腸桿菌生產(chǎn)的人的胰島素，島素基因的大腸桿菌生產(chǎn)的人的胰島素， 是第一個

14、基因工程藥物，如圖為基因工程是第一個基因工程藥物，如圖為基因工程 生產(chǎn)胰島素的示意圖，據(jù)圖回答：生產(chǎn)胰島素的示意圖，據(jù)圖回答： (1)將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌體內(nèi)將人的胰島素基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌體內(nèi), 能能 夠產(chǎn)生藥物蛋白的原理是基因能控制夠產(chǎn)生藥物蛋白的原理是基因能控制_ _，人的基因能和異種生物的基因拼接，人的基因能和異種生物的基因拼接 在一起，是因為它們的分子都具有雙螺旋在一起，是因為它們的分子都具有雙螺旋 結(jié)構(gòu)，都是由四種結(jié)構(gòu)，都是由四種 構(gòu)成的，基構(gòu)成的，基 因中堿基配對的規(guī)律都是因中堿基配對的規(guī)律都是_ _。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)合成合成脫氧核苷酸脫氧核苷酸A與與T配對，配對，G與與C配對配

15、對(2)在重組質(zhì)粒在重組質(zhì)粒胰島素基因時常用胰島素基因時常用法。法。(3)在操作過程中，在操作過程中，用的酶分別是用的酶分別是、_，表示表示 的過程。的過程。 (4)獲得人胰島素基因工程菌后，還要經(jīng)過獲得人胰島素基因工程菌后，還要經(jīng)過工程獲得人胰島工程獲得人胰島素，再經(jīng)過素，再經(jīng)過 ，獲得人胰島素藥物。，獲得人胰島素藥物。(5)利用轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁提取藥物，工藝簡單，甚至可直接飲利用轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁提取藥物，工藝簡單，甚至可直接飲用治病。如果將藥物蛋白基因轉(zhuǎn)移到動物用治病。如果將藥物蛋白基因轉(zhuǎn)移到動物(如牛、羊如牛、羊)的膀胱上皮的膀胱上皮細(xì)胞中，利用轉(zhuǎn)基因牛、羊尿液生產(chǎn)提取藥物比利用乳汁提取

16、藥細(xì)胞中，利用轉(zhuǎn)基因牛、羊尿液生產(chǎn)提取藥物比利用乳汁提取藥物的一個優(yōu)越性在于：處于不同發(fā)育時期的物的一個優(yōu)越性在于：處于不同發(fā)育時期的動物都可產(chǎn)生動物都可產(chǎn)生藥物。藥物?；瘜W(xué)合成化學(xué)合成限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶連接酶重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化進(jìn)入大腸桿菌重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化進(jìn)入大腸桿菌發(fā)酵發(fā)酵分離、純化分離、純化雌、雄雌、雄【思路導(dǎo)析】【思路導(dǎo)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 都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的，配對方式均符合堿基互補都是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的，配對方式均符合堿基互補 配對原則，配對原則，DNA分子的空間結(jié)構(gòu)相同，基因控制蛋白質(zhì)合分子的空間結(jié)構(gòu)相同，基因控制蛋白質(zhì)合 成的過程相同，都需經(jīng)過轉(zhuǎn)錄