【新课标】2012年高考生物基础复习24发酵工程简介精品PPT教学课件

要点探究
► 探究点一 基因操作工具的简述
育种类型 原理
方法
优缺点
诱变育种
基因工程 育种
细胞工程 育种
基因突变
物理化学生物方 能大幅改良某些性状，
法诱变
操作简便，但盲目性大
将目的基因导入受 定向改变生物的遗传组
基因重组 Байду номын сангаас细胞，构建工程 成，但操作复杂，要求
细胞或工程菌
高
细胞膜的 植物体细胞杂交、 能克服远缘杂交不亲
第24讲│要点探究
(3)严格控制发酵条件
影响因素
影响原因 最适条件
不适宜因素的结果
温度
影响蛋 白质和核 酸的结构
25 ℃～37 ℃
低时反应速度降低， 高时蛋白质和核酸的结
构发生不可逆破坏
环 境 因 素
细菌6.5～
pH
影响酶
7.5
活性和膜 真菌5.0～6.0
的稳定性 放线菌7.5～
酶或膜的稳定性破坏， 代谢受阻
第24讲 发酵工程简介
第24讲│考点整合
考点整合
► 考点一 谷氨酸发酵
1．菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等，代谢类型均 _异__养__需__氧_____型。 2．培养基： _液__体__、__天_然____培养基。由豆饼水解液、玉米
浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成。
3
连__续__培__养______。
第24讲│要点探究
从自然界分离的菌种，产量一般都比较低，要 想获得生产用的菌种，下列不可取的方法是( )
A．杂交育种 B．基因工程 C．细胞工程 D．诱变育种
第24讲│要点探究
A [解析] 从自然界分离的菌种，最初用诱变育种的方 法。诱变育种就是用紫外线、激光、化学诱变剂等处理菌种， 使菌种发生突变，再从中筛选出符合要求的优良菌种；随着 生物技术的发展，人们开始用细胞工程、基因工程等方法， 构建工程细胞和工程菌，再用它们进行发酵，就能生产出一 般微生物所不能生产的产品。由于微生物的生殖一般为无性 生殖，所以杂交育种是不可取的。
8.5
氧气
影响微 生物呼吸
或生存
随微生物 种类不同而
不同
严格厌氧型微生物， 有氧时会死亡；兼性厌 氧型微生物有氧时有氧 呼吸，无氧时无氧呼吸
第24讲│要点探究
影响因素
影响原因 最适条件
不适宜因素的结果
缺乏生长因子不能生
影响代
长或生长缓慢；影响谷
环 境 因 素
营养素 (如生长 因子、 C/N比)
谢，如是 否能生长、 生存，代 谢产物的
第24讲│要点探究
B [解析] 诱变育种是基因突变，变异是不定向的，“工 程菌”是指用于发酵工程生产发酵产品的菌种。
[点评] 自然界分离得到的菌种很少直接用于发酵工程， 往往需要通过“改造”，才能成为“工程菌”，而改造的方法 包括诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。掌握这三种育 种方式的原理、优缺点是解答本题的关键。
第24讲│要点探究
► 探究点二 发酵工程的基本内容 1．菌种的选育
(1)原因：自然菌种产量一般都比较低，不能满足工业上 的需要，因此要获得能在种类、产量和质量等方面符合人们要
求的产品，必须进行菌种选育。
(2)选育方法：诱变育种、基因工程、细胞工程。
2．培养基的配制
遵循配制原则
①根据不同菌种，选择不同材料配制；
4
__3_0_℃__～__3_7_℃__、pH __7_～__8___、
搅拌通气培养28～32小时。
5 滤、浓缩、离心分离而成
_N__a2_C_O__3_中和后，过
第24讲│考点整合
► 考点二 发酵工程的概念和内容
1．发酵工程的概念 ___现__代__工_程__技__术____手段，利用微生物的某些特定功能，
随微生物 种类不同而
不同
氨酸棒状杆菌生长速度
的是碳氮比，当碳氮比 为4∶1时，菌体大量繁 殖，而碳氮比为3∶1时，
生成
则繁殖减慢，产谷氨酸
增多
从根本上
控制酶或
遗传因素,
蛋白质合 成，决定
微生物的
代谢
第24讲│要点探究
6.分离提纯 (1)菌体本身：采用过滤、沉淀等方法。 (2)代谢产物：采用蒸馏、萃取、离子交换等方法。
②营养要协调，以利于产物的合成；
③既要满足需要，又要降低成本。
在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。
第24讲│要点探究
3．灭菌 (1)原因：一旦被杂菌污染，将导致产量大大下降，甚至 得不到产品。(例：青霉素的生产过程中若污染了杂菌，这些 杂菌会分泌青霉素酶，将形成的青霉素分解掉。) (2)方法：高温、高压。 (3)要求：杀死所有杂菌的菌体、芽孢和孢子。 4．扩大培养和接种 (1)扩大培养：即将对数期的菌体分开，分别培养，促进 菌体快速繁殖，短时间得到大量菌体。 (2)接种：要特别注意防止杂菌污染。 5．发酵过程 (1)随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，从 而了解发酵进程。 (2)及时添加必需的培养基成分，以满足菌体的营养需要。
流动性 动物细胞融合
和的障碍
第24讲│要点探究
易错易混点
自然界选种和诱变育种常用于生产微生物自身能直接 合成的产物，如青霉素、谷氨酸等，基因工程育种和细胞 工程育种一般用于微生物自身不能合成的产物，如人的胰 岛素、干扰素等
第24讲│要点探究
例1 下列关于菌种选育的各种叙述正确的是( ) ①诱变育种的原理是基因突变，菌种所产生的变异是定 向的 ②通过基因突变处理的菌种所发生的变异是不定向的 ③基因工程利用的原理是基因重组，它可以定向改变微生物的 特性 ④细胞工程最突出的优点是不仅能定向改变遗传性状， 还能克服远源杂交不亲合的障碍 ⑤利用基因工程和基因突变 所选育的菌种又叫“工程菌” A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
______人__类________生产有用的产品，或直接把___微__生_物____ 应用于工业生产过程的一种新技术。
第24讲│考点整合
2．一般流程 (1)菌种的选育 ①自然界中选种。 ②诱变育种、细胞工程育种、基因工程育种等方法得 到优良菌种。 (2)配制培养基：根据培养基的配制原则配制培养基。 (3)灭菌：对培养基和发酵设备进行严格灭菌。 (4)扩大培养和接种。
第24讲│考点整合
(5)发酵过程 ①随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等。 ②及时添加必要的培养基组分以满足菌种的营养需求。 ③严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。 (6)分离提纯 ①菌体本身：采用过滤、沉淀等方法。 ②代谢产物：采用蒸馏、萃取、离子交换等方法。
第24讲│要点探究