《新课标》高三生物(人教版)第二轮专题讲座生物技术实践.doc

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1、子《新课标》高三生物（人教版）第二轮专题讲座第十讲生物技术实践山东李文强本讲内容本讲内容包括（人教版）选修一《生物技术实践》大部分内容。具体内容有：专题1传统发酵技术的应用、专题2微生物的培养与应用、专题3植物的组织培养技术、专题4酶的研究与应用、专题6植物有效成分的提取等。一高考预测本讲内容属于新课改后变动较大的一个专题，但是因为在高考中属于选做内容，因此出题的难度不会太大。而且在2007年考纲中对于本讲内容都归为实验类内容，提出的要求为理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。在复习过程中要注意把握各种生物技术的实验流程，并

2、能够加以灵活运用。另外在考纲中把专题5DNA和蛋白质技术归到了现代生物技术内容中，专题6植物有效成分的提取并没有提及，因此在复习中可以略作调整。二考点归纳突破1.影响发酵过程的因素温度 温度对微生物的影响是多方面的。首先，温度影响酶的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵反应的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量降低。温度也能影响生物合成的途径。例如，金色链霉菌在30 ℃以下时，合成金霉素的能力较强，但当温度超过35℃时，则只合成四环素而不合成金霉素。此外，温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的

3、分解吸收等。因此，要保证正常的发酵过程，就需维持最适温度。但菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同。如灰色链霉菌的最适生长温度是37℃，但产生抗生素的最适温度是28℃。通常，必须通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，采取分段控制。pH pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电荷状况。细胞膜的带电荷状况如果发生变化，膜的透性也会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等。因此，应控制发酵液的pH。但不同菌种生长阶段和合成产物阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。在发酵过程中，随着菌体对营养物质的利用和代谢产物的积累，

4、发酵液的pH必然会发生变化。如当尿素被分解时，发酵液中的NH+4浓度就会上升，pH也随之上升。在工业生产上，常采用在发酵液中添加维持pH的缓冲系统，或通过中间补加氨水、尿素、碳酸铵或碳酸钙来控制pH。目前，国内已研制出检测发酵过程的pH电极，用于连续测定和记录pH变化，并由pH控制器调节酸、碱的加入量。溶解氧 氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。从葡萄糖氧化的需氧量来看，1mol的葡萄糖彻底氧化分解，需6mol的氧；当糖用于合成代谢产物时，1mol葡萄糖约需1.9mol的氧。因此，好氧型微生物对氧的需要量是很大的，但在发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧很难溶于水。在10

5、1.32kPa、25℃时，氧在水中的溶解度为0.26mmol/L。在同样条件下，氧在发酵液中的溶解度仅为0.20mmol/L，而且随着温度的升高，溶解度还会下降。因此，必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。泡沫 在发酵过程中，通气搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。发酵过程中产生一定数量的泡沫是正常现象，但过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常，因而必须消除泡沫。常用的消泡沫措施有两类：一类是安装消泡沫挡板，通过强烈的机械振荡，促使泡沫破裂；另

6、一类是使用消泡沫剂。营养物质的浓度 发酵液中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。如在谷氨酸发酵中，NH4+浓度的变化，会影响代谢途径。因此，在发酵过程中，也应根据具体情况进行控制。2.高果糖浆简介生产高果糖浆的原料是葡萄糖，葡萄糖是由淀粉转化而来的。生产高果糖浆的基本过程是，含淀粉的浆液经过α-淀粉酶的催化作用，可以形成糊精；糊精经过糖化酶的催化作用形成葡萄糖；葡萄糖在葡萄糖异构酶的催化作用下，分子的结构发生变化，这叫做葡萄糖的异构化。葡萄糖经过异构化，就形成了果糖。但是，并不是所有的葡萄糖经异构化后都转化成果糖。这是因为葡萄糖

7、异构酶催化效率最高时(温度为60～70℃)，葡萄糖转化成果糖的比率也只有53.5%～56.5%，并且要使这一催化反应达到平衡，需要很长的时间。因此，生产上葡萄糖转化成果糖的比率实际上只有42%～45%，其余的仍然是葡萄糖。也就是说，这样的产品实际上是葡萄糖和果糖的混合物，这种混合物叫做果葡糖浆。如果把果葡糖浆中的果糖和葡萄糖分离开来，将分离出来的葡萄糖再次进行异构化，并且如此反复多次，最后的混合物中果糖的含量可以达到70%～90%，这样的混合物