2011届“步步高”高考生物大一轮复习 第14单元 生物科学与社会第48讲生物科学与工业

第48讲生物科学与工业,高频考点突破,考点一发酵与食品生产1.酵母菌的面粉发酵过程淀粉麦芽糖和葡萄糖2.影响因素：温度、pH、溶氧量等。3.发酵食品(1)传统发酵食品：面酱、腐乳、面包、酒酿、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜等。(2)现代发酵食品：味精、啤酒等。,淀粉酶,酵母菌,CO2乙醇少量乳酸等,4.传统发酵技术的重要作用(1)防止食物腐败。(2)使口感平淡的原料发生感官的、物理的和营养方面的变化，使口感更好、营养更好、更易消化。,对位训练1.利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的最适原料和产生酒精的阶段要控制的必要条件分别是()A.玉米粉和有氧B.大豆粉和有氧C.玉米粉和无氧D.大豆粉和无氧解析酵母菌发酵过程中消耗的有机物主要是糖类，玉米粉与大豆粉相比，玉米粉含糖量高，适宜作培养基的原料；酵母菌产生酒精的过程是厌氧呼吸，因此酒精发酵必须在无氧条件下。,C,2.食品分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。按照特定方式生产，经中国绿色食品发展中心认定的无污染、安全、优质的营养类食品叫绿色食品；海洋提供的食品叫蓝色食品；通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下面属于白色食品的是()A.味精B.面粉C.海带D.菜油,A,考点二酶的类型、酶制剂及固定化酶1.酶的类型,2.酶制剂(1)概念：将发酵后的酶液经过分离提纯、浓缩或干燥等工艺过程制成的液态、粉状或颗粒状的制品。(2)优点：减少了外界环境(如温度等)的影响，保持了酶的活性。,3.固定化酶(1)概念：将分离纯化的酶固定在非水溶性载体上。(2)常用的固定方法：载体结合法、交联法、包埋法。(3)优点便于将酶与底物和产物分离。在一定时间范围内可以反复使用。有利于工业生产中转化反应的连续化和自动化。,对位训练3.根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶，下列属于胞外酶的是()A.呼吸酶B.光合酶C.消化酶D.解旋酶4.目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自()A.化学合成B.动物体C.植物体D.微生物体内,C,A,考点三生物工程药物和疫苗1.基因工程药物(1)生产技术：以重组DNA为核心技术，通过将一个生物体内有用的“目的基因”转移到另一个生物体中并表达所需要的产物药物的过程。(2)生产过程获得目的基因重组质粒构建基因工程菌工程菌大规模培养分离提取目的产物。(3)实例：人胰岛素、人生长激素、人组织纤溶酶原激活剂、白细胞介素10等。,2.细胞工程药物(1)生产技术：在细胞水平上的遗传操作，即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术，改造并筛选特定的细胞株或细胞系，再通过规模培养获得药物。(2)实例单克隆抗体的制备过程,单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高。单克隆抗体的应用a.制备单克隆抗体诊断试剂：诊断疾病快速而准确。b.将单克隆抗体连接上放射性同位素、干扰素等抗癌药物，能准确追踪癌细胞，既可以将癌细胞杀死，又不损坏正常细胞。整个过程要经过两次筛选，第一次筛选获得杂交瘤细胞，第二次筛选获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。,提醒,3.疫苗及其生产过程(1)概念一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品。(2)传统疫苗,(3)基因工程疫苗的生产过程(以乙型肝炎病毒疫苗为例)构建工程菌：利用基因工程技术，将乙型肝炎病毒表面基因转移到酵母细胞中，构建成乙型肝炎病毒表面抗原基因的工程菌。制备抗原蛋白：将构建的工程菌在发酵罐中进行大规模培养，经分离、纯化后得到表面抗原蛋白。制备疫苗：用福尔马林和Al(OH)3吸附，制成疫苗。举例：乙型肝炎病毒疫苗、脊髓灰质炎疫苗、狂犬病疫苗、麻疹疫苗、疱疹疫苗、乙型脑炎疫苗、炭疽疫苗等。,对位训练5.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是()A将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C.用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D.筛选杂交瘤细胞，并选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体,B,解题思路探究思维误区警示易错清单酶的类型及其固定化(1)按分布部位分为：胞内酶和胞外酶；按催化的反应及所起的作用分为：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶。(2)酶固定化的方法：载体结合法、交联法、包埋法。(3)固定化酶的特点：稳定性强，可重复使用。错因分析对酶的分类和固定化的应用不清楚。,纠正训练许多病原菌对青霉素产生了抗药性，科学家用青霉素酰化酶研制出了氨苄青霉素。如图为固定化青霉素酰化酶的生产过程，据图回答：,(1)根据酶催化的反应和所起的作用，将所有的酶系统地分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、和。(2)为获得大量的酶，人们常常利用微生物发酵，这与工程紧密相关，它们都属于工程。(3)酶的固定化常用的固定方法有、交联法、包埋法。酶经固定化后，稳定性较高，而且可以长期反复使用，有利于工业生产中转化反应的。(4)加酶洗衣粉除去衣物上的汗渍、奶渍能力较强，原因是加酶洗衣粉中含有。啤酒放久后会出现沉淀，而加入少量的可防止出现沉淀。加酶,洗衣粉中的酶是用化学物质包裹的，遇到水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由：。,解析(1)根据酶的分布部位可分为胞内酶和胞外酶，根据酶催化的反应和所起的作用，可分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶和连接酶。(2)获得酶制剂的过程属于酶工程，酶工程中往往利用微生物发酵，即需要发酵工程，两者都属于生物工程。,(3)固定化酶是指将酶固定在非水溶性载体上，常用的固定方法有载体结合法、交联法和包埋法。酶固定化后不仅稳定性强，还可长期反复使用，有利于工业生产中转化反应的连续化和自动化。(4)汗渍、奶渍中有脂质、蛋白质等成分，在加酶洗衣粉中加入脂肪酶和蛋白酶，可以增强去污效果。啤酒中出现的沉淀的主要成分是蛋白质，去除沉淀可加入少量蛋白酶。固定化酶是利用物理或化学的方法将酶固定在某种载体上，可以重复使用。,答案(1)裂解酶异构酶连接酶(2)发酵生物(3)载体结合法连续化、自动化(4)蛋白酶、脂肪酶蛋白酶未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在非水溶性载体上，也不能重复使用,知识综合应用重点提示单克隆抗体的制备是选择培养、动物细胞融合的具体应用。典例分析下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请据图回答下列问题：,(1)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。(2)在单克隆抗体制备过程中，之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有、的特性。(3)由图示可看出，单克隆抗体的制备过程运用了和等动物细胞工程技术手段。(4)单克隆与常规血清抗体相比，最大的优越性是。(5)如果将单克隆抗体连接上放射性同位素、干扰素等抗癌药物，去追踪癌细胞，具有的特点是。,解析单克隆抗体制备过程运用了动物细胞融合和动物细胞培养的动物细胞工程技术手段。杂交瘤细胞继承了两个亲代细胞的特点，既保持骨髓瘤细胞无限增殖的能力，又具有B淋巴细胞产生特异性抗体的功能。由于单克隆抗体在结构、氨基酸序列和特异性等方面都是一致的，所以单克隆抗体具有高度特异性、专一性和选择性。,答案(1)(2)产生特异性抗体无限增殖(3)动物细胞融合动物细胞培养(4)特异性强、灵敏度高(5)能准确追踪癌细胞，既可以将癌细胞杀死，又不损坏正常细胞,1.1982年，在美国上市了由转移人胰岛素基因的大肠杆菌生产的人的胰岛素，是第一个基因工程药物，如图为基因工程生产胰岛素的示意图，据图回答：,随堂过关检测,(1)将人的胰岛素基因转入大肠杆菌体内，能够产生药物蛋白的原理是基因能控制，人的基因能和异种生物的基因拼接在一起，是因为它们的分子都具有双螺旋结构，都是由四种构成的，基因中碱基配对的规律都是。(2)在获得目的基因胰岛素基因时常用法。(3)在操作过程中，用的酶分别是、，表示的过程。(4)获得人胰岛素基因工程菌后，还要经过工程获得人胰岛素，再经过，获得人胰岛素药物。,(5)利用转基因牛、羊乳汁提取药物，工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因转移到动物(如牛、羊)的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛、羊尿液生产提取药物比利用乳汁提取药物的一个优越性在于：处于不同发育时期的动物都可产生药物。,解析(1)基因工程的原理是：不同生物的DNA分子都是由四种脱氧核苷酸构成的，配对方式均符合碱基互补配对原则，DNA分子的空间结构相同，基因控制蛋白质合成的过程相同，都需经过转录和翻译。(2)真核生物获得目的基因常用的方法为化学合成法。(3)用的是限制性核酸内切酶，用的是DNA连接酶，表示重组质粒转化进入大肠杆菌。(4)获得工程菌后要借助于发酵工程进行生产。(5)若从尿液中提取，雌、雄动物都可以作为受体。,答案(1)蛋白质合成脱氧核苷酸A与T配对，G与C配对(2)化学合成(3)限制性核酸内切酶DNA连接酶重组质粒转化进入大肠杆菌(4)发酵分离、纯化(5)雌、雄,2.（1）“绿色食品”是我国独创的概念，在食品前冠以绿色，是为了突出这类食品是在中生产的这一事实，并对产品实行全程质量控制，同时还要对产品依法实行标志管理。“绿色食品”的标志有两种，分别如图甲和图乙所示，其中表示“AA级绿色食品”的标志是图，表示“A级绿色食品”的标志是图。,（2）为了研究微生物的抗药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的，有人设计了如下实验：第一步：把大肠杆菌涂布在不含链霉素的1号培养皿的培养基上，待其长出密集的小菌落后，用一块与培养皿内径相同的经过灭菌的绒布盖到培养基上，使绒布粘上细菌菌落，然后将绒布盖到含链霉素的2号培养皿的培养基上。经培养后，在2号培养皿的培养基上出现了零星菌落。第二步：把1号培养基上与2号培养基上相对应的一个部位上的菌落挑至不含链霉素的培养液中，经培养后，重复上述第一、第二步骤，最后获得了较纯的抗性菌落。,根据以上材料回答下列问题：2号培养基中加入链霉素的作用是，2号培养基上长出零星菌落，说明这些菌落产生了变异，其变异类型是，2号培养皿中的菌落数比1号培养皿中菌落少很多，这说明了。将绒布盖移到2号培养基上，要求做到不转动绒布，使菌落按原来在1号培养基的位置接种到2号培养基上，这样做的目的是。,在获得较纯的抗性菌落的过程中，产生抗性的菌体在此过程中有没有接触到链霉素？，你认为该实验可得出的结论是。,答案（1）良好的生态环境“从土地到餐桌”甲乙（2）选择混合菌种中的抗药性菌落基因突变突变率很低查出这些菌落在1号培养基中的位置没有微生物的抗药性突变是自发产生的，而不是在环境因素的作用下产生的,3.将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。据此回答下列问题：(1)获得抗原基因需要用到的酶是，构建重组质粒时需要用和。(2)传统疫苗主要包括疫苗和疫苗，前者的优点是，后者的优点是。(3)有人设想将人胰岛素基因导入马铃薯制成能合成人胰岛素的马铃薯，用于治疗糖尿病，你认为可以吗?，怎样处理?。能否通过食用马铃薯治疗糖尿病?为什么?。,答案(1)限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)减毒灭活只需接种一次，接种量少，免疫持续时间长，效果好制备简单，保存时间长，相对安全(3)可以先从马铃薯中提取胰岛素再注射治疗不能因为胰岛素的化学本质是蛋白质，不能口服,4.天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：(1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。,(2)若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测；将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，该现象发生的原因是。(3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？。(4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？。,解析限制性核酸内切酶可以识别并切割DNA分子的特定部位；用DNA连接酶来连