(共24张PPT)
第2节 酶在工业生产中的应用
酶的化学本质
酶的来源
酶的功能
大部分酶是蛋白质，少数是RNA。
酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物
回忆什么是酶：
2、酶的特性
①酶具有高效性
②酶具有专一性
③酶的作用条件较温和
—需要适宜的温度和pH值
→多样性
3、酶的类型及命名
①按酶分布部位
胞内酶
胞外酶
②按酶催化的底物
淀粉酶
蛋白酶
脂肪酶
3、酶的类型及命名
③按酶催化的底物及来源
枯草杆菌蛋白酶
木瓜蛋白酶
④按酶催化的底物及特性
酸性蛋白酶
碱性蛋白酶
中性蛋白酶
按酶催化的
反应和所起
的作用
氧化还原酶
转移酶
水解酶
裂解酶
异构酶
连接酶
国际专业组织根据酶催化的反应和所起的作用将所有酶系统分为六大类：
自学思考1
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，广泛存在于动植物和微生物的体内，如猪的胰脏中有蛋白酶，大麦麦芽中有淀粉酶，我们可以怎样获取这些酶呢？
①可以采用一定的技术直接从动植物或微生物的组织、细胞中将酶提取出来
例：19世纪末，人类第一次从一种米曲霉中提取了淀粉酶，并用作消化药物；
在屠宰厂，可以从家畜胰脏中提取出胰酶；
在水果加工厂，可从菠萝皮中提取出菠萝蛋白酶。
4、酶制剂的生产
②可以通过微生物发酵大规模生产所需要的酶
若是细胞外酶，可以从发酵液中直接提取；
若是细胞内酶，可将细胞弄碎再经过提取纯化而得到
③对已知分子结构的酶，可以用人工合成法获得
自学思考2：微生物发酵生产的酶，能不能直接用于催化化学反应呢？
酶的活性受外界环境的影响较大，为保持酶的活性，要将酶液经过分离提纯、浓缩或干燥等工艺过程，制备成液态、粉状或颗粒状的制品——酶制剂
酶制剂生产的大致过程
自学思考3：将酶制剂直接用于催化化学反应，反应结束后酶制剂会和底物、产物混合在一起。这样酶制剂因不能重复使用而浪费，同时也影响了产物的纯度和质量。科学家是如何解决这个难题的呢？
科学家通过固定酶来解决酶不能重复使用和影响产物纯度这个难题。
方法：将分离纯化后的酶固定在非水溶性载体上，形成固定化酶。使用时，将被固定的酶投放到反应溶液中，催化反应结束后又能将固定的酶回收。
载体结合法：将酶吸附在
载体表面上
酶的常用固定方法
交联法：
将酶相互
连接起来
包埋法：
将酶包埋在细微网格或微囊里
使用固定化酶的优点：
稳定性较高，在一定时间范围内可反复和连续使用，又不影响反应物纯度，有利于工业生产中转化反应的连续化和自动化。
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类：
淀粉酶
蛋白酶
果胶酶
纤维素酶
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类：
1、淀粉酶
①功能：
②种类：
③应用：
糖生产工业：
发酵工业：
纺织工业：
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类：
2、蛋白酶
①功能：
②种类：
③应用：
传统的酿造工业：
制革工业：
日用化工工业：
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类：
3、果胶酶
①功能：
②应用：
麻纺工业：
食品工业：
二、酶在工业生产中的应用
（一）工业上常用的主要酶类：
3、纤维素酶
①功能：
②应用：
酿造工业：
食品加工工业：
二、酶在工业生产中的应用
（二）酶在新能源开发中的应用前景
1、当代人类面临的重要能源课题：
用可再生的生物资源替代不可再生的石油、煤炭、天然气等矿产资源，真正解决世界的能源危机。
2、可能替代化石燃料的新能源——酒精(共19张PPT)
第3节 生物工程药物和疫苗
生物工程
生物工程（也叫生物技术）是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术。也就是说，它以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料，如DNA、蛋白质、染色体、细胞等，从而生产出人类所需要的生物或生物制品。
生物工程
细胞工程
基因工程
酶工程
发酵工程
基因工程药物
细胞工程药物
发酵工程药物
酶工程药物
一般是指利用生物技术(如DNA重组技术)生产的药物，且许多药物的生产会同时涉及多种生物技术。
生物工程药物（生物技术药物）
（一）基因工程药物
1、概要：
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。
3、第一个基因工程药物：大肠杆菌生产的人胰岛素
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
胰岛素生产车间
（一）基因工程药物
4、其他基因工程药物：
（1）人生长激素（hGH）：
生产：用转移入人生长激素基因的
转基因大肠杆菌生产
用途：治疗侏儒症
（一）基因工程药物
4、其他基因工程药物：
（2）人组织纤溶酶原激活剂（tPA)：
具体生产过程： tPA基因与牛泌乳基因重组→→重组tPA基因注射到羊受精卵的细胞核内→→将受精卵移植到母体子宫→→孕育出转基因羊→→从转基因羊的乳汁中分离提取出tPA
用途：治疗心肌梗死、异体肾移植排异反应
（一）基因工程药物
4、其他基因工程药物：
（3）白细胞介素-10：
生产：从转基因烟草中提取
用途：治疗肠炎并发症
（4）更多基因工程药物
（二）细胞工程药物
细胞工程：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞水平上，按照人们的意愿来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
◆理论基础：
◆研究水平：
细胞水平
细胞的全能性
植物组织培养技术
动物细胞培养
细胞融合（细胞杂交）
细胞核移植
细胞器移植
染色体移植
胚胎工程
细胞工程的主要内容
（二）细胞工程药物
1、概要：
细胞工程药物的生产是指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、植物细胞工程药物的生产过程：
利用特定的植物细胞作为植物细胞反应器进行培养，收集细胞并通过提取纯化产物获得药物
植物细胞（组织）培养
悬浮细胞培养
药物制剂
提取纯化产物
（二）细胞工程药物
1、概要：
2、植物细胞工程药物的生产过程：
3、细胞工程生产药物的优势：
（1）能将特定的动植物细胞在离体情况下大量培养
并从中获得所需要的产物；
（2）通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术，
将遗传物质直接转移到受体细胞中形成杂交细
胞，使之具有特殊功能；
（3）避免了繁琐的分离、提纯、剪切、拼接等基因
操作，提高效率。
例：动物细胞工程药物——单克隆抗体
1、生产过程
抗原注入小鼠体内
分离
浆（效应B淋巴）细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合，筛选
杂交瘤细胞
细胞培养
选择并继续培养细胞
注入小鼠 腹腔
培养液
体内培养
体外培养
从腹水提取
从培养液提取
单克隆抗体
特点？
分析
1、单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是：
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞
③B淋巴细胞自身融合细胞
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
⑤杂交瘤细胞
A、①②③④ B、①③⑤ C、②④ D、①③
分析
2、用一基因型为BbYy个体的浆细胞和该个体的瘤细胞培育出的可产生单克隆抗体的细胞，在体外进行分裂时，走向细胞两极的基因应该是：
A、B与b走向一极，Y与y走向一极
B、走向两极的均为B、b、Y、y
C、BB与YY走向一极，bb与yy走向一极
D、走向两极的均为B、B、b、b、Y、Y、y、y
例：单克隆抗体
1、生产过程
2、单克隆抗体的应用
◆单克隆抗体试剂诊断盒
◆用单克隆抗体治疗癌症：就是在单抗上
连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞，又不损坏正常细胞
