发酵工程简介

发酵工程简介

第一课时

一、设疑引出新课题

前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维生素、抗生素等。而且，这些代谢产物又是我们人类所需要的。那我们能不能通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物呢？这就是我们今天所要讨论的“发酵工程”。

二、进行新课

（一）介绍谷氨酸发酵的生产实例

教师活动：出示谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径的投影片，指导学生观察并作适当讲解。

讨论后教师小结如下：从投影片我们可以看出，谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。下面我们就来看看在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的。

提出问题：谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢？

教师活动：以前面出示的投影片为依托组织学生就所提问题进行讨论。

讨论后教师小结：只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。

提出问题：有了菌种用什么样的培养基去培养呢？

教师活动：通过复习有关培养基的知识，使学生理解培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等营养需求。

教师活动：出示谷氨酸发酵所需培养基的成分表格并指导学生观察、思考。

通过讨论使学生把培养基中的各种成分按照水、无机盐、氮源、碳源、生长因子的分类方法进行分类，进而得出这种培养基能满足谷氨酸棒状杆菌所需各种营养的结论。

提出问题：这种培养基从组成成分和物理性质上看属于哪种培养基？

通过讨论得出结论：从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上看是天然培养基。

提出问题并组织学生讨论：在工业生产过程中常采用这种天然成分作为营养物质的液体培养基，这在发酵生产中有什么好处呢？

引导学生通过讨论得出以下结论：

（1）液体培养基能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用，还能为菌体提供更大的生存空间。同时，也有利于生产过程中培养条件的控制以及产物的提取。

（2）采用天然物质作营养物质既能满足菌体的营养需求，又能降低生产成本，还能减少对环境的污染。

提出问题：有了菌种和合适的培养基，那发酵的主体设备又该是什么样的呢？

教师活动：出示发酵罐的示意图，并对发酵罐的组成结构进行简单介绍。通过介绍使学生了解发酵的主体设备由发酵罐及其控制部分构成。

提出问题：设备中的这些控制部分在生产过程中有什么用呢？

教师启发讲解使学生了解：在发酵过程中，发酵罐内的温度、pH、溶氧量都会变化，从而影响微生物的生长。因此，必须有相应的控制结构来保持发酵条件的稳定。

提出问题并指导学生阅读教材中有关内容：在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的？

师生共同总结出大致过程

在以上总结的基础上使学生了解发酵工程的概念，即采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为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中的一种新技术。

（二）深入讨论发酵工程的相关内容

通过刚才的谷氨酸发酵的实例我们不难看出，发酵工程主要包括了菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等内容，对于发酵工程的这些内容我们应该注意些什么呢？

1．菌种的选育：

发酵工程是利用微生物为人类生产有用产品，因此要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等方面符合人们要求的产品，最重要的是要有优良的菌种。

提出问题：人们怎样才能得到优良的菌种呢？

教师活动：启发学生以基因突变、基因工程、细胞工程的有关内容为依托就所提出的问题进行讨论。

通过讨论得出结论：如果生产的是微生物直接合成的产物，如青霉素、谷氨酸等，则可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。

如果生产的是一般微生物不能合成的产品，则可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的。

例如：可将人工合成的人的胰岛素基因与大肠杆菌的质粒结合，形成重组DNA，再把重组DNA导入大肠杆菌细胞内形成工程菌。通过筛选则可培养出能生产人的胰岛素的菌种。

2．培养基的配制：

要进行发酵生产，有了优良的菌种还需要有与菌种相适应的培养基。在配制培养基时应该注意哪些事情呢？

教师活动：组织学生用以前学过的有关培养基的知识就所提问题进行讨论。通过讨论引导学生从以下几方面去理解：

（1）根据不同的菌种，应选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH。

（2）培养基的营养要协调，以利于产物的合成。

（3）培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。

例如：发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆水解物以及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养基。

3．灭菌：

发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程中不能混入杂菌。这是为什么呢？

教师活动：组织学生讨论，通过讨论使学生认识到：在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。

例如：如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。

提出问题：那如何防止杂菌的污染呢？

通过讨论得出结论：要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理。

提出问题：怎样才算灭菌彻底呢？

通过讨论得出结论：用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。

4．扩大培养和接种：

工业发酵要想在较短的时间内得到大量的发酵产物，这无疑需要大量的菌体。如何得到发酵生产所需要的大量菌体来缩短生产周期呢？这就需要经过多次的扩大培养。

提出问题：如何对菌种进行扩大培养呢？

教师活动：出示细菌的生长曲线示意图，并依托曲线就所提问题组织学生讨论。

通过讨论得出结论：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体。

提出问题：扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢？

通过讨论得出结论：扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖，而发酵过程中的培养是为了获得代谢产物，目的不同采用的培养条件就有可能不同。例如：在酒精发酵过程中，扩大培养是为了促使酵母菌快速增殖，因此是在有氧条件下进行。而在发酵产生酒精的过程中则必须在无氧条件下进行以获得大量的酒精。

提出问题并组织学生讨论：有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？

通过讨论得出结论：接种过程中要注意防止杂菌污染。

5．发酵过程：

将菌体接种到装有培养液的发酵罐中，是不是发酵生产就能顺利地进行呢？不是的！还需要对发酵过程进行检测和对发酵条件进行控制。这又是为什么呢？

通过教师启发和学生讨论了解：发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。因此，要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。同时，还应对发酵条件进行严格控制。

提出问题：哪些条件能影响菌体的发酵呢？

教师活动：让学生依据以前所学知识就所提问题展开讨论，并引导学生通过讨论得出结论：发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。

提出问题：发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢？

教师活动：出示影响谷氨酸代谢途径的因素表格，指导学生观察、分析，并组织学生就所提问题进行讨论。通过讨论使学生认识到：发酵过程中氧的溶量、pH、磷酸盐等都能影响谷氨酸代谢途径，从而影响代谢产物的合成。同时，随着代谢的进行，产热的增加、某营养物质的消耗，以及某些酸性和碱性物质的产生，会使温度、pH等发生变化，这些都会对微生物的生长造成不利影响。因此，需要对发酵过程的中温度、pH、溶氧量等发酵条件进行严格的控制，以保证菌体生长和代谢途径朝着有利人类的方向进行。

6．分离、提纯：

提导学生阅读课本中相关内容，再通过讨论使学生了解：发酵产物不同分离提纯的方法会有所不同，并总结出产物分离、提纯的一般方法。

发酵工程知识点复习进程

第一章发酵工程概述 一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌 近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 （1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株； ②微生物酶的种类很多，能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 （2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单 ③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点： 作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精制的必要，微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制，能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应

(建筑工程管理)第五章第三节发酵工程简介

（建筑工程管理）第五章第三节发酵工程简介

第五章第三节发酵工程简介 教学目标 1．知识方面 （1）发酵工程的概念（知道）。 （2）发酵工程中培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关内容（知道）。 （3）有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的内容（知道）。 2．态度观念方面 （1）通过学习发酵工程的有关内容，培养学生理论联系实际的科学态度。 （2）通过学习有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的知识激发学生学习生物学的兴趣，提高学生把所学知识转化为技术，且服务于社会的STS意识。 3．能力方面 通过对发酵过程中菌种选育、发酵条件控制等相关内容的讨论，培养学生综合运用知识去解决实际问题的能力。 重点、难点分析 1．教学重点： （1）通过对谷氨酸发酵实例的分析、讨论，使学生了解发酵工程的概念，了解菌种选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等内容是本节的重点。（2）让学生收集有关发酵工程应用的资料，且相互交流、讨论，使学生了解发酵工程在医药工业、食品工业中的应用知识也是本节的教学重点之壹。 2．教学难点： 有关发酵工程的内容是本节教学的难点，因为这些内容中涉及了细胞工程、基因工程、杂菌污染对发酵工业造成的危害以及发酵条件对菌种代谢途径的影响等多点知识，比较繁杂，学生较难理解。 教学模式 启发讲解和学生讨论相结合。 教学手段 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的代谢途径及发酵的的示意图的投影片，影响谷氨酸代谢途径的因素表格及谷氨酸发酵所用培养基的成分的表格。 课时安排二课时。 设计思路 1．前期知识准备： （1）复习有关谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径及其人工控制的内容。 （2）复习有关微生物群体生长的规律及影响微生物生长的环境因素的内容。 （3）复习有关微生物的营养、培养基、代谢产物等内容。 2．通过讨论谷氨酸发酵过程，使学生了解从菌种选育、培养基配制到产品生成等简要的发酵生产过程，了解发酵生产的主体设备发酵罐及其控制部分，且了解发酵工程的概念。3．通过分析、讨论有关发酵过程的内容，使学生了解培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关知识。 4．通过学生讨论、交流等活动，总结出发酵工程在医药工业和食品工业上的应用的知识。第壹课时 壹、设疑引出新课题 前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维

高中生物教学大纲

高中生物教学大纲 生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，它与人类的生存和发展，与社会生产和个人生活，与其他自然科学和社会科学的发展，都有密切的关系。生物学在我国社会主义现代化建设中起着重要的作用。生物学将是二十一世纪领先的科学之一。 一、课程目的 普通高中生物课程是一门学科类基础课程。学生通过高中生物课程的学习，将在以下几个方面得到发展。 1．获得关于生命活动基本规律的基础知识，了解并关注这些知识在生产、生活和社会发展方面的应用。 2．树立辩证唯物主义观点，养成科学态度，形成崇尚科学的精神，初步具备创新意识，逐步形成科学的世界观。增强爱国主义思想感情。 3．初步学会生物科学探究的一般方法，具有生物学实验的基本操作技能，发展收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决实际问题的能力以及交流与合作的能力。 二、课程目标 通过教学过程应当实现以下课程目标，以达到本课程的目的。 1．知识方面 （1）获得关于生物学基本事实、基本原理和规律等方面的基础知识，主要包括生命的物质基础和结构基础、生物的新陈代谢、生命活动的调节、生物的生殖和发育、遗传和变异、生物的进化、生物与环境等方面的内容。

（2）了解并关注生物学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。 （3）获得适应现实生活所需要的人体生理知识，促进身心健康。 （4）了解现代生物科学技术的主要成就及其对社会发展的影响。 2．态度观念方面 （1）通过生物学知识的学习，初步形成生物体的结构和功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，生物进化观点和生态学观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步建立科学的世界观。 （2）正确认识我国生物资源状况、生物科学技术的发展，增强中华民族自豪感和社会责任感。 （3）爱护自然界的生物，认识保护生物多样性的重要意义，提高环境保护意识，树立人与自然和谐统一和可持续发展的观念。 （4）养成实事求是的科学态度，养成勇于探索、不断创新的精神与合作精神。3．能力方面 （1）能够正确使用显微镜等常用工具和仪器，掌握进行生物学实验的基本操作技能。 （2）能够利用各种媒体收集和处理生物科学信息。 （3）学会科学观察和实验的方法，初步学会提出问题，做出假设，设计并进行实验，分析和处理实验数据，作出合理的结论。 （4）发展比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，初步形成创造性思维品质，能够运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题。 三、课程安排

发酵工程发展现状及趋势

发酵工程发展现状及趋势 引言 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。发酵技术有着悠久的历史，早在几千年前，人们就开始从事酿酒、制酱、制奶酪等生产。作为现代科学概念的微生物发酵工业，是在20世纪40年代随着抗生素工业的兴起而得到迅速发展的，而现代发酵技术又是在传统发酵技术的基础上，结合了现代的基因工程、细胞工程、分子修饰和改造等新技术。由于微生物发酵工业具有投资少、见效快、污染小、外源目的基因易在微生物菌体中高效表达等特点，日益成为全球经济的重要组成部分。 摘要 当前，发酵工程的应用是十分广泛的，在不同的工业领域中都有重要应用，例如医药工业、食品工业、能源工业、化学工业、农业、环境保护等，且随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大。 一、发酵工程在各领域的发展现状 1、医药行业 微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。真菌是发酵中药的主要功能菌。发酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药,后者要提取和制剂用药。发展发酵中药可进一步推进中药现代化和国际化进程,提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造福人类作出新的贡献。 2、食品工业 现代化生物技术的突飞猛进，改写了食品发酵工艺的历史。据报道，由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。目前利用微生物发酵法可以生产近20种氨基酸。该法较蛋白质水解和化学合成法生产成本低，工艺简单，且全部具有光学活性。 3、能源工业 乙醇作为一种生产工艺成熟，生产原料来源广泛的替代能源越来越受到人们的关注。燃料酒精不仅可以缓解能源短缺的问题，从长远的利益和能源的可再生性来看，燃料酒精又是一种潜力巨大的物能源。酒精发酵的方式有间歇式发酵、半连续式发酵和连续发酵。

高中化学发酵工程简介练习

发酵工程简介 一、书本知识梳理 1．发酵的概念 2．谷氨酸发酵实例 3．发酵工程的概念和内容 4．发酵工程的应用 5．发酵工程的优点 6．发酵工程生产流程图 7．发酵罐的装置及作用 二、思维拓展 液体培养基━━按物理性质分 1．发酵工程常用培养基 天然培养基━━按化学成分分 目的要明确 2．培养基配制原则营养要协调 PH值要适宜 温度 PH值 容氧影响因素：通气和搅拌 3．影响发酵的因素安装消泡沫控板 泡沫：消除方法 使用消泡沫剂 营养物质的浓度 4．扩大培养与发酵生产过程的培养 扩大培养是将培养到对数期的菌种分开，在分别培养，以促进菌体数量快速增加，在短时间内获得大量菌种；发酵生产过程的培养是为了获得代谢产物；它们培养 目的不同，条件也就可能不同：如酒精发酵过程中，在有氧条件下快速增殖，就 是说酵母菌扩大培养必须有充足的氧气；酵母菌在无氧的条件下才能产生酒精， 所以酒精发酵的条件必须缺氧。 5．味精的生产与使用： 目前我国采用发酵法生产味精，首先要将各种粮食制成淀粉，然后将淀粉糖化，加入菌种进行发酵产生谷氨酸，再经过冷却隔离，中和除铁脱色结晶，分离干燥等工序制成纯度很高的谷氨酸钠，即味精。味精易溶于水，一般在起锅之前加入效果好，味道会更加鲜美。味精平时贮存在密闭防潮通风干燥处，可经久不变质。 6．发酵工程的人工控制

说明：条件控制至关重要，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响代谢产物的形成，例子见课本。 7单细胞蛋白 本质:微生物菌体 分离提纯法：过滤、沉淀 石油蛋白 按生产原料分甲醇蛋白 甲烷蛋白 分类：细菌蛋白 按产生菌种类分 真菌蛋白 作用:作为饲料，制造“人造肉”，用作食品添加剂。 生产效率高 优点：生产原料来源广 生产工业化 缺点：安全性问题如食用过多，由于核酸含量多，可导致痛风等疾病 跟踪训练 1．下列不属于单细胞蛋白作用的是（） A使家禽家畜快速增重B做饲料 C增加产奶产蛋量D做食品添加剂 2 . 在谷氨酸发酵生产中，必须不断地调整PH，原因是( ) ①谷氨酸发酵的最适PH是7.0~8.0 ②在发酵过程中，溶液的PH会发生变化 ③当PH呈酸性时，谷氨酸的产量会下降④不调整PH，培养液中生产的谷氨酸会转变成其他物质

高中生物总复习 课时作业40发酵工程简介 人教版

一、选择题 1．在微生物发酵过程中，接种前都要进行扩大培养。下列有关扩大培养的叙述，错误的是( ) A．如果接种前不进行扩大培养，会使调整期延长 B．酿酒过程中，通入无菌空气的目的是扩大培养 C．在谷氨酸生产中，可用C、N比为4∶1的培养基对菌种进行扩大培养 D．扩大培养可提高发酵罐中营养物质的利用率，从而提高产量 解析：扩大培养的目的是增加发酵罐中菌体的数量，尽快达到K值，通过缩短调整期来缩短培养周期，提高设备的利用率；如果不进行扩大培养就直接接种，发酵罐中的菌体数量很少，将使调整期延长；酿酒过程中，常采用控制溶氧的方法来进行扩大培养(通入无菌空气)和酒精发酵(隔绝空气)；在谷氨酸生产中，常采用控制C、N比来进行扩大培养(4∶1)和谷氨酸生产(3∶1)。 答案：D 2．下列关于微生物发酵过程的说法，正确的是( ) A．菌种选育是发酵的中心阶段 B．只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保证发酵的正常进行 C．在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢产物的形成 D．在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸 3．利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是( ) A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌 解析：本题的关键在味精的生产，味精的主要成分是谷氨酸钠；可利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产出谷氨酸，再用Na2CO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心、分离等步骤，便可制成味精。 答案：C 4．关于青霉素生产的叙述，正确的是( )

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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 高三生物微生物发酵及其应用知识点汇总 发酵工程的概念和内容 发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为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。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 (1)“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 (2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 (3)发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 (4)微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 (5)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 (6)发酵工程有三个发展阶段。 现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。 发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工)，后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程)，最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程)，跨入生物工程的行列。

人教版高中生物选修发酵工程简介教案 第2课时

发酵工程简介 第二课时 一、课前准备 1．组织学生以“发酵工程的过去、现在与未来”为主题展开调查活动，收集有关发酵工程发展过程的资料，了解当今世界及本地区发酵工程的现状和发酵工程的最新进展。了解发酵工业在世界及本地区的经济中的重要地位，展望发酵工业的未来前景。 2．组织学生以“我与发酵工程”为主题展开调查活动，收集与人们生活密切相关的发酵工程产品的相关资料。 发酵工程的应用： 复习发酵工程的相关内容以及发酵产品的种类并引出课题。 组织学生以“发酵工程的过去、现在与未来”为主题展开讨论和信息交流。 通过讨论使学生了解：发酵工程从20世纪40年代初逐渐兴起，50年代开始将代谢控制发酵技术和诱变育种技术应用于发酵工程。70年代，由于基因工程、细胞工程等生物工程技术的利用，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，80年代以后由于以计算机技术为代表的高科技手段应用于发酵工程，使发酵工程得以迅猛发展。在医药工业、食品工业、农业、冶金业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用，逐渐形成了规模庞大的发酵工业。现在，发达国家发酵工业的总产值已占到国民生产总值的5％左右。 组织学生以“我与发酵工程”为主题展开讨论并相互交流。 二、进行新课 通过讨论使学生感受到发酵工程与人们的生活密切相关。并总结出发酵工程在以下几个方面的重要作用： （一）在医药方面： 1．发酵工程能生产人们所需的药品。例如：通过青霉发酵能生产青霉素。 2．通过发酵工程能生产基因药品。例如：将合成的人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，再通过培养“工程菌”即可获得人的胰岛素。 （二）在食品工业方面： 1．发酵工程能为人们提供丰富优质的传统发酵产品。 如：生产呻酒，果酒等。

四川省成都经济技术开发区实验中学高考生物一轮复习选修部分 第五章《发酵工程简介》第三节 课时跟踪检测

(时间：30分钟，满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共50分) 1．(2011·南充质检)下列关于黄色短杆菌的叙述，不．正确的是() A．黄色短杆菌用于赖氨酸生产时，不能合成高丝氨酸脱氢酶的理想菌株是诱变育种的成果 B．黄色短杆菌在大量合成谷氨酸时，培养基中碳源与氮源的比为3∶1，此时菌体种 群处于稳定期 C．由培养基的成分和发酵条件的控制可知，黄色短杆菌是异养需氧型，在自然界属于分解者 D．黄色短杆菌的性状主要由拟核DNA中的基因决定，其基因结构的特点是编码区是连续的，而黄色短杆菌质粒中的基因结构不具有此特点 解析：黄色短杆菌的拟核和质粒的基因的编码区都是连续的，不间隔的，没有外显子 和内含子之分。 答案：D 2．发酵工程的第一个重要工作是从混杂的微生物群体中选择优良的单一纯种，获得纯种的方法不包括() A．根据微生物对碳源需求的差别，使用含不同碳源的培养基 B．根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子 C．利用高温高压消灭不需要的杂菌 D．根据微生物对抗生素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素 解析：利用高温高压消灭不需要杂菌的同时，也消灭了所需要的微生物。 答案：C 3．通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是() A．谷氨酸棒状杆菌只能通过无丝分裂方式进行繁殖，其可遗传变异只来源于基因突变B．发酵液中碳源和氮源比例为4∶1时有利于提高谷氨酸的产量 C．菌体中谷氨酸的排出，不利于谷氨酸的合成和产量的提高 D．发酵液中溶氧量与pH均可制约谷氨酸产量 解析：谷氨酸棒状杆菌属原核生物不可进行无丝分裂；发酵液中碳源与氮源比例为3∶1 时有利于提高谷氨酸产量；菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高。答案：D 4.如图中的曲线A为谷氨酸棒状杆菌的生长曲线，那么曲线B纵坐

发酵工程

第一章发酵工程概述 1.发酵工程的定义与特点？ 发酵工程：主要指利用微生物、动植物细胞和基因工程菌在人工生物反应器（发酵罐）中培养而获得产物的工业过程。 发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌。 利用微生物的特点：(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。(2)有极强的消化能力。(3)有极强的繁殖能力。 2.发酵工业发展的有哪几个阶段及大致年代？ 1传统的微生物发酵技术——天然发酵；2第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术：出现于20世纪40年代，以抗生素的生产为标志。青霉素的发现与大量需求；3第三代发酵技术——微生物工程：1982，第一个基因工程产品——利用工程菌生产的人胰岛素问世 3.发酵工业的应用领域？举出6个以上（三个不同领域）发酵生产的产品。 1、在食品工业的应用：奶酪、酸奶味精2在医药卫生中的应用：青霉素、金霉素3、在轻工业中的应用：制干酪、果汁4、在化工能源中的应用：乙醇、甘油 5 业中的应用：杀虫剂、根瘤菌6、在环境保护中的作用：污水处理 4、发酵罐的特征及类型：特征：1发酵罐应有适宜的径高比2发酵罐受一定的压力3其搅拌通风装置能使气液充分混合，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧4发酵罐内应尽量减少死角，避免污垢堆积，保证灭菌彻底，防止污染5.发酵罐应有足够的冷却面积6搅拌器的轴封要严密，以减少泄露类型：1生长代谢需要分类：好氧和厌氧2按发酵罐的设备特点分类：机械搅拌通风和费机械搅拌通风3按容积分类：实验室发酵罐、中试发酵罐、生产规模发酵罐4按操作方式分类：分批发酵和连续发酵5按生长环境分类：悬浮生长和支持生长6 超滤发酵罐 4、什么是气升式发酵罐，什么优点？ 气升式发酵罐：是指借助气体上升的动力来搅拌的发酵罐。优点：1气体从罐体的下部通入，可带动流体在整个发酵罐内循环流动，使反应器内的溶液混合均匀。2由于不用机械搅拌桨，省去了密封装置，使污染杂菌的机会减少，同时降低了机械剪切作用对细胞的伤害3由于液体循环速度快，反应器内的供养和传热都较好，利于节能 5、工业发酵常见的发酵方式有哪些，其主流发酵方式是什么，为什么？ 方式：1根据微生物需氧和不需氧：好氧和厌氧2根据培养基固态和液态：液态发酵和固态发酵3根据发酵位置是表面和深层：表面发酵和深层发酵4根据菌种是否被固定：游离发酵和固体发酵5根据发酵间歇或是连续：分批发酵和连续发酵6根据所用菌种是单一或多种：单一纯种发酵和混合发酵 主流发酵方式：好养、液体、深层、分批、游离、单一纯种发酵方式结合进行的 6、连续发酵的特点及不足有哪些？ 特点：简化了菌种的扩大培养、发酵罐的多次灭菌、清洗、出料、缩短了发酵周期，提高了设备利用率、降低了人力物力消耗，增加了生产效率，是产品更有商业性竞争 不足：1连续发酵运转时间长，菌种多退化，容易污染，其培养基的利用率低于分批发酵2 工艺中变量较分批发酵复杂，较难控制和扩大3在大规模生产中，次级代谢产物难以利用连续发酵 7、什么是固态发酵和混合发酵？发酵液的特点？ 固体发酵：是指利用古体培养及进行微生物的繁殖混合发酵：多种微生物混合在一起共用一种培养基进行发酵发酵液的特点：1发酵液大部分是水，一般含水量达到90%---99% ，发酵液中发酵产物浓度较低2发酵液中的悬浮物主要是菌体和蛋白质的胶状

高中生物选修一表格总结

高中生物选修一表格总结 一、传统发酵技术的应用 项目果酒制作果醋制作腐乳制作泡菜制作 相关菌种：酵母菌醋酸菌毛霉(起主要作用)、青 霉、酵母、曲霉等 乳酸菌(乳酸链球菌和 乳酸杆菌) 细胞类型：真核细胞(真菌) 原核细胞(细菌) 真核细胞(丝状真菌) 原核细胞(细菌) 代谢类型：异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型 繁殖方式：出芽生殖(主要) 二分裂孢子生殖二分裂 材料处理：先洗葡萄，后去枝梗果酒制作后继续(常) 豆腐含水70%左右新鲜蔬菜要经预处理 防腐杀菌相关措施：排气口通过长而弯曲 的胶管与瓶身相连 瓶盖打开后盖上一层 纱布 加入盐、酒、香辛料 封瓶时瓶口通过火焰 盐水(4:1)煮沸冷却 盐水没过全部菜料 发酵温度：18～25℃(最适20℃) 30～35℃15～18℃(毛霉生长) 室温(温度高繁殖快) 对氧需求：前期有氧(留1/3空) 后期无氧 要求供氧(对氧敏感) 有氧环境无氧环境(坛沿注水) 装置示例：略(笼屉、瓶等) 发酵原理：大量繁殖(有氧)： C6H12O6＋O2＋6H2O→ 6CO2＋12H2O＋能量 酒精发酵(无氧)： C6H12O6→ 2C2H5OH＋2CO2＋能量 氧气、糖源都充足： 糖→醋酸＋能量 缺少糖源：(乙醇→乙 醛→醋酸) C2H5OH＋O2→ CH3COOH＋H2O＋能量 毛霉等产生的蛋白酶 将蛋白质分解成肽和 氨基酸(主要) 产生的脂肪酶将脂肪 水解为甘油和脂肪酸 乳酸发酵： C6H12O6→2C3H6O3＋能量 补充：乳酸杆菌常用于 生产酸奶；乳酸杆菌需 先将乳糖分解，且产生 的乳酸使酪蛋白沉淀 发酵过程：需定期排气或排气管 与外界始终相通 需通过充气管充气毛霉生长：布满菌毛 加盐腌制：逐层增加 配制卤汤：含酒12% 初期：异型乳酸发酵和 微弱的酒精发酵 中期：同型乳酸发酵 后期：发酵速度变缓 发酵时间：10～12d 7～8d 毛霉生长约5d 加盐腌制约8d 受室温影响 结果分析：嗅味和品尝 显微镜观察酵母菌 重铬酸钾检验酒精(反 应呈现灰绿色) 观察菌膜是否形成 嗅味和品尝 比较发酵前后pH 显微镜观察醋酸菌 豆腐表面布满菌丝(白 毛，是直立菌丝) 腐乳外部有“皮”(菌 丝，是匍匐菌丝) 有时会长一层白膜(产 膜酵母繁殖) 显微镜观察乳酸菌 测定亚硝酸盐含量(先 升后降) 抑菌环境：缺氧、酸性、酒精酸性(醋酸) 卤汤(人为加入) 缺氧、酸性(乳酸) 附：测定亚硝酸盐含量 1.测定原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。 2.测定方法：比色法(显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，估算泡菜中亚硝酸盐的含量) 3.样品制备：称取泡菜→粉碎→过滤→在汁液中加入提取剂(氯化镉和氯化钡)→振荡→加入氢氧化钠溶液→过滤→加入氢氧化铝乳液(吸附汁液中的杂质)→过滤(获得无色透明滤液)

高中生物教材全一册(选修)——第五章第三节学案

第20课时发酵工程简介（二） 【知识精讲】 1．在医药工业上的应用： （1）发酵工程能生产人们所需要的药品。如：通过青霉发酵能生产。 （2）通过发酵工程能生产基因药品。如：将人工合成的人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞内构建成“工程菌”，即先通过工程再通过工程培养工程菌就可获得人的胰岛素。 2．在食品工业上的应用： （1）生产丰富优质的传统发酵产品；（2）生产各式各样的食品添加剂；（3）发酵工程能为解决人类粮食缺问题开辟新途径。如通过发酵工程可获得大量的微生物菌体 ——。 【题例领悟】 用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官．组织中提取，但因受原料限制，无法推广。现在，可用发酵工程的方法来生产胰岛素。若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程：（1）提取目的基因：采用的方法是根据正常人的胰岛素的序列，推测出的序列，再根据原则，推测出序列，用化学的方法，合成目的基因。 （2）目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取，并用酶切割质粒，使其露出。用同一种酶切割目的基因使其露出相同的，再将插入到质粒切口处，加入适量的酶，这样就形成了一个和的重组ＤNＡ。 （3）将目的基因导入受体细胞：将大肠杆菌用处理，以增大的通透性，让重组ＤNＡ进入大肠杆菌体内。 （4）目的基因的检测与表达：在用一定的方法检测出目的基因已导入大肠杆菌细胞内并能后，再对该种大肠杆菌扩大培养。 （5）配制适合大肠杆菌的培养基，并对培养基进行处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种到发酵罐发酵，并控制条件。 （6）发酵完毕后，从培养基中并胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经合格后，可投入使用。 答案：⑴氨基酸mRNA 碱基互补配对原则胰岛素基因⑵质粒限制性内切酶粘性末端粘性末端目的基因DNA连接酶胰岛素基因大肠杆菌质粒⑶CaCl2 细胞壁⑷正常表达⑸灭菌发酵⑹提取分离检验 【自我评价】 一、选择题 1．用发酵工程生产的产品，如果是菌体，则进行分离提纯可采用的方法是 Ａ．蒸馏过滤Ｂ．过滤沉淀Ｃ．萃取离子Ｄ．沉淀萃取 2．下列物质中，不能为异养生物作碳源的是 Ａ．蛋白胨Ｂ．含碳有机物Ｃ．含碳无机物Ｄ．石油、花生饼 3．培养生产青霉素的高产青霉素菌株的方法是 Ａ．细胞工程Ｂ．基因工程 Ｃ．人工诱变Ｄ．人工诱变和基因工程 4．以下发酵产品中不属于微生物代谢产物的是

发酵工程复习概论

发酵工程复习资料 发酵工程：利用微生物的生长和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论与工程技术体系。 该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离 纯化制备等技术集成。 发酵的本质 1、显微镜观察：微生物 2、著名的巴斯德实验：微生物作用 3、著名的毕希纳实验： 酵素（酶）的作用 本质：由微生物的生命活动所生产的酶的生物催化作用所致。 发酵动力学：是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生产的动态平衡及其内在规律。 二.发酵工业菌种 一、工业上常用的微生物 1. 细菌 醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、枯草杆菌、丙酮丁醇梭菌、大肠杆菌、谷氨酸棒状杆菌 常用的细菌： 大肠杆菌 应用：对谷氨酸定量分析，生产天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸 乳酸杆菌 应用：乳酸、干酪、奶子酒、发面、泡菜、酸奶等的制作 枯草芽孢杆菌 应用：生产淀粉酶 2. 酵母菌 种类：酒精酵母、啤酒酵母、假丝酵母红酵母、面包酵母 应用：生产酒精、啤酒、石油发酵脱蜡和制取蛋白质、生产脂肪 3. 霉菌 黑曲霉：应用：生产有机酸、生产淀粉酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶 黄曲霉:应用：酱油、酱类（淀粉酶） 米曲霉：应用：产糖化酶和蛋白酶、主要用于酿酒制曲和酱油制曲 土曲霉：应用：生产甲义丁二酸 毛霉：应用：可以产生蛋白酶，我国多用于豆腐乳、豆豉等的制作 根霉：种类：米根霉、华根霉、少根根霉、爪哇根霉 应用：酿酒 青霉：应用：生产青霉素、葡萄糖氧化酶 红曲霉：应用：用于南方红曲酒（女儿红）的生产；用于红色色素的生产、豆腐乳的生产等

4. 放线菌：种类：龟裂链霉菌、金霉素链霉菌、灰色链霉菌、红霉素链霉菌 应用：各类抗生素。土霉素、四环素、链霉素、红霉素 5.未培养微生物 定义：指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物，其在自然环境微生物群落中占有非常高的比例，约为99％。 ?研究方法 1．模拟自然培养法: 原位培养、培养条件优化、 单细胞操作 2.宏基因组分析法 二、发酵工业菌种分离筛选 菌种选择的总趋势 ?野生菌→变异菌 ?自然选育→代谢控制育种 ?诱发基因突变→基因重组的定向育种 ? 1.分离的思路 ?新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。 ?实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。 ?有了优良的菌种，还要有合适的工艺条件和合理先进的设备与之配合。 设计筛选方案时必须考虑两个要点： 1.选择性 2.灵敏度 2.新种分离与筛选的步骤 样品的采集——>样品的处理——>目的菌富集培养——>分离纯化——>性能测定 1.样品的采集原则： （1）样品的来源越广泛，获得新种的可能性越大，特别是在一些苛刻的环境如：高温、高压、高盐等极端环境中。 （2）了解目标产物的性质和可能目标产物的微生物种类及其生理特征： ☆微生物在代谢上具有一定的规律，次生代谢在进化上后移，芽孢菌以上才有筛选意义。 ☆分离不同种类的微生物时，还要考虑微生物的生理特性。如：要筛选纤维素酶产生菌，要到富含纤维素的土壤中采样，如深林土壤。 采样的注意事项 1、采样时应尽可能保持相对无菌； 2、所采集的样本必须具有某种代表性； 3、采好的样必须完整地标上样本的种类及采集日期、地点以及采集地点的地理、生态参数等； 4、应充分考虑采样的季节性和时间因素，因为真正的原地菌群的出现可能是短暂的； 5、采好的样应及时处理，暂不能处理的也应贮存于4℃下，但贮存时间不宜过长。这是因为一旦采样结束，试样中的微生物群体就脱离了原来的生态环境，其内部生态环境就会发生变化，微生物群体之间就会出现消长 2. 样品的处理 （1）物理方法：热处理、膜过滤、离心法 （2）化学方法：通过在培养基中加入某些化学成分来增加特定微生物的数量。

发酵工程简介

发酵工程简介 第一课时 一、设疑引出新课题 前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维生素、抗生素等。而且，这些代谢产物又是我们人类所需要的。那我们能不能通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物呢？这就是我们今天所要讨论的“发酵工程”。 二、进行新课 （一）介绍谷氨酸发酵的生产实例 教师活动：出示谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径的投影片，指导学生观察并作适当讲解。 讨论后教师小结如下：从投影片我们可以看出，谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。下面我们就来看看在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的。 提出问题：谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢？ 教师活动：以前面出示的投影片为依托组织学生就所提问题进行讨论。 讨论后教师小结：只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 提出问题：有了菌种用什么样的培养基去培养呢？ 教师活动：通过复习有关培养基的知识，使学生理解培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等营养需求。 教师活动：出示谷氨酸发酵所需培养基的成分表格并指导学生观察、思考。 通过讨论使学生把培养基中的各种成分按照水、无机盐、氮源、碳源、生长因子的分类方法进行分类，进而得出这种培养基能满足谷氨酸棒状杆菌所需各种营养的结论。

提出问题：这种培养基从组成成分和物理性质上看属于哪种培养基？ 通过讨论得出结论：从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上看是天然培养基。 提出问题并组织学生讨论：在工业生产过程中常采用这种天然成分作为营养物质的液体培养基，这在发酵生产中有什么好处呢？ 引导学生通过讨论得出以下结论： （1）液体培养基能使营养物质在发酵过程中得到充分的利用，还能为菌体提供更大的生存空间。同时，也有利于生产过程中培养条件的控制以及产物的提取。 （2）采用天然物质作营养物质既能满足菌体的营养需求，又能降低生产成本，还能减少对环境的污染。 提出问题：有了菌种和合适的培养基，那发酵的主体设备又该是什么样的呢？ 教师活动：出示发酵罐的示意图，并对发酵罐的组成结构进行简单介绍。通过介绍使学生了解发酵的主体设备由发酵罐及其控制部分构成。 提出问题：设备中的这些控制部分在生产过程中有什么用呢？ 教师启发讲解使学生了解：在发酵过程中，发酵罐内的温度、pH、溶氧量都会变化，从而影响微生物的生长。因此，必须有相应的控制结构来保持发酵条件的稳定。 提出问题并指导学生阅读教材中有关内容：在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的？ 师生共同总结出大致过程 在以上总结的基础上使学生了解发酵工程的概念，即采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为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中的一种新技术。 （二）深入讨论发酵工程的相关内容 通过刚才的谷氨酸发酵的实例我们不难看出，发酵工程主要包括了菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等内容，对于发酵工程的这些内容我们应该注意些什么呢？

高考生物一轮复习同步练习(名师解析)2-12知能综合练发酵工程简介(选修)

知能综合练 一、选择题(每小题4分，共60分) 1．(2009·全国Ⅰ)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是 () A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量 解析：从自然界分离的野生菌株，因其产量低而不能直接用于工业生产，故需通过诱变、基因工程、细胞工程等手段选育出生产用菌种。谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，发酵时需不断通入无菌空气，以防止谷氨酸棒状杆菌无氧呼吸产生乳酸或琥珀酸。工业生产常用液体天然培养基，当菌体生长进入稳定期，营养物质相对不足，补充营养物质可提高谷氨酸产量。 答案：C 2．(2009·重庆理综)下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是 () A．大肠杆菌以复制方式进行繁殖，其拟核是一个环状DNA分子 B．在含葡萄糖和乳糖的培养基上，大肠杆菌首先利用乳糖作碳源 C．用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加核酸等生长因子 D．处于对数期的大肠杆菌，常作为生产用的菌种和科研的材料 解析：大肠杆菌以二分裂的方式进行繁殖，其拟核是一个大型环状DNA分子。对大肠杆菌来说，分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶，在葡萄糖和乳糖共同存在时，大肠杆菌只利用葡萄糖。用大肠杆菌工程菌生产干扰素时，应及时添加氨基酸等生长因子。处于对数期的大肠杆菌，代谢旺盛，菌体的形态和生理特性较稳定，常作为生产用的菌种和科研材料。 答案：D 3．关于果醋制作过程中的叙述正确的是 () A．打开发酵瓶是因为全过程需要通入氧气，排出二氧化碳 B．醋酸菌在糖源和氧气充足时，能将葡萄糖分解成醋酸和二氧化碳C.当糖源不足时，醋酸菌可将酒精最终转变成醋酸 D．要使果酒变成果醋只需通入氧气，加入醋酸菌就可以了 解析：醋酸菌和酵母菌发酵的区别在于前者需氧，不产生二氧化碳，而且发酵的最适温度也不同。 答案：C 4．如图表示利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸所获得的两条曲线，下列有关叙述不正确的是 () A．该生长曲线是微生物在连续培养条件下获得的 B．产物曲线表示的代谢产物属于初级代谢产物 C．谷氨酸棒状杆菌产生的谷氨酸属于初级代谢产物 D．产物曲线表明该产物的生成速率与菌体数量密切相关 解析：由图分析，生长曲线与产物曲线一致，但不能说明产物曲线一定是初级代谢产物的曲线，因为在谷氨酸发酵过程中由于条件的不同也可以是乙酰谷氨酰胺或乳酸、琥珀酸等。

高中生物 发酵工程简介(一)学案 新人教版选修3

高中生物发酵工程简介（一）学案新人教版 选修3 （一） 【知识精讲】 一、应用发酵工程的生产实例 1、谷氨酸的产生菌有、。 2、所使用的培养基从物理性质上看属于培养基，从组成成分上看属于培养基。二、发酵工程的概念和内容 （一）发酵工程的概念 （二）发酵工程的内容 1、菌种的选育：生产用菌种的获得方法有、、。 2、培养基的配制： 3、灭菌：防止杂菌污染的方法是在发酵前用高温、高压的方式对和进行严格的灭菌处理，从而杀死所有杂菌的、和。 4、扩大培养和接种： 5、发酵过程发酵的中心阶段，此阶段的主要工作有：（1）随时取样检测培养液中的了解发酵进程；（2）及时添加必需的延长菌种生长稳定期的时间；（3）严格控制、、以及通气量和转速等发酵条件。 6、分离提纯：

【题例领悟】 例 1、对谷氨酸发酵叙述正确的是Ａ、菌体是异氧厌氧型微生物 Ｂ、培养基属于液态的合成培养基Ｃ、谷氨酸的形成与搅拌速度无关 Ｄ、产物可用离子交换法提取解析：该题是对发酵用菌种、培养基、控制条件及产物的考查。答案：D例 2、试比较扩大培养与发酵生产过程中的培养的不同点？（1）培养目的不同：扩大培养是为了让菌种在短时间内以得到大量的菌种；而发酵过程中的培养是为了获得。（2）培养方法不同：扩大培养是将培养到的菌种分开，分头培养；发酵过程中的培养是将菌种接种到培养到菌体生长的。（3）培养条件不同：如在酒精发酵中，扩大培养是在条件下进行以促使酵母菌快速繁殖；而在发原料① ② ③培养基配制生产用菌种扩大培养 ④⑤分离提纯⑥ ⑦从自然界中分离的菌种发酵罐内发酵酵产生酒精的过程中则必须在条件下进行以获得大量的酒精。解析：该题从不同层面比较了扩大培养和发酵的区别。答案：⑴快速繁殖代谢产物⑵对数期液体培养基稳定期⑶有氧无氧【自我评价】 一、选择题 1、关于菌种的选育不正确的是Ａ、自然选育的菌种不经过人工处理

最新高中生物-高二生物发酵工程简介 精品

第3节发酵工程简介 知识方面 （1）发酵工程的概念（知道）。 （2）发酵工程中培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关内容（知道）。 （3）有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的内容（知道）。 教学重点：发酵工程的概念和内容 教学难点：在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行 一、设疑引出新课题 前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维生素、抗生素等。而且，这些代谢产物又是我们人类所需要的。那我们能不能通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物呢？这就是我们今天所要讨 论的“发酵工程”。 二、进行新课 （一）介绍谷氨酸发酵的生产实例 教师活动：出示谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径的投影片，指导学生观察并作适当讲解。

讨论后教师小结如下：从投影片我们可以看出，谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。下面我们就来看看在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的。 提出问题：谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为菌种呢？ 教师活动：以前面出示的投影片为依托组织学生就所提问题进行讨论。 讨论后教师小结：只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。 提出问题：有了菌种用什么样的培养基去培养呢？ 教师活动：通过复习有关培养基的知识，使学生理解培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等营养需求。教师活动：出示谷氨酸发酵所需培养基的成分表格并指导学生观察、思考。 通过讨论使学生把培养基中的各种成分按照水、无机盐、氮源、碳源、生长因子的分类方法进行分类，进而得出这种培养基能满足谷氨酸棒状杆菌所需各种营养的结论。 提出问题：这种培养基从组成成分和物理性质上看属于哪种培养基？ 通过讨论得出结论：从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上看是天然培养基。

发酵工程简介

第3节发酵工程简介 第3节发酵工程简介知识方面（1）发酵工程的概念（知道）。（2）发酵工程中培养基的配制、菌种选育、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离、提纯等相关内容（知道）。（3）有关发酵工程在医药工业和食品工业中应用的内容（知道）。教学重点：发酵工程的概念和内容教学难点：在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行一、设疑引出新课题前面我们学习了有关微生物的代谢的内容，我们知道了微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部的化学反应。在微生物的代谢过程中，会产生多种多样的代谢产物，如氨基酸、维生素、抗生素等。而且，这些代谢产物又是我们人类所需要的。那我们能不能通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物呢？这就是我们今天所要讨论的“发酵工程”。二、进行新课（一）介绍谷氨酸发酵的生产实例教师活动：出示谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径的投影片，指导学生观察并作适当讲解。讨论后教师小结如下：从投影片我们可以看出，谷氨酸棒状杆菌在一定的条件下能够利用环境中的营养物质来合成谷氨酸。下面我们就来看看在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的。提出问题：谷氨酸发酵最重要的无疑就是选择菌种了，是不是所有的谷氨酸棒状杆菌都可用于谷氨酸发酵生产呢？我们应该选育什么样的谷氨酸棒状杆菌作为 菌种呢？教师活动：以前面出示的投影片为依托组织学生就所提问题进行讨论。讨论后教师小结：只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。提出问题：有了菌种用什么样的培养基去培养呢？教师活动：通过复习有关培养基的知识，使学生理解培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等营养需求。教师活动：出示谷氨酸发酵所需培养基的成分表格并指导学生观察、思考。通过讨论使学生把培养基中的各种成分按照水、无机盐、氮源、碳源、生长因子的分类方法进行分类，进而得出这种培养基能满足谷氨酸棒状杆菌所需各种营养的结论。提出问题：这种培养基从组成成分和物理性质上看属于哪种培养基？通过讨论得出结论：从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上看是天然培养基。提出问题并组织