1.3发酵工程及其应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

第3节发酵工程及其应用第1章发酵工程人教版高中生物

选择性必修31掌握发酵工程的基本环节(重、难点)。2举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值(重点)。青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢?

从社会中来青霉素通过发酵工程生产的。什么是发酵工程？

情境视频发酵工程

发酵工程的基本环节一

发酵工程的应用二目录一

发酵工程的基本环节一对发酵原理的认识微生物纯培养技术建立密闭式发酵罐设计成功严格控制环境条件(温度、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等)大规模生产发酵产品微生物的特定功能现代化工程技术利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术，规模化生产对人类有用的物质的技术体系。

——发酵工程微生物短时间内可产生大量变异后代，例：产青霉素的产黄青霉。微生物具有生长旺盛、繁殖快的特定功能。

在发酵工程液体培养中，接种后细菌细胞数量会呈几何级数增长。微生物吸收多、转化快的特定功能。

为发酵工程产生大量代谢产物提供了保障。微生物具有适应性强、易变异的特定功能。

这为通过育种大幅度地提高菌种的生产性能提供了保障。微生物还具有种类多、分布广的特点。

微生物种类繁多不仅体现在物种的种类上，还体现在微生物的生理代谢类型上。可根据需要在发酵工程中将这些特定功能加以利用。发酵工程利用了微生物的特定功能在适宜条件下，大肠杆菌分裂一次仅需要20～30min。乳糖菌在1h内能够分解其自身重量1000-10000倍的乳糖。微生物总数在600万种左右，其中记载的仅约20万种。可在极热、极冷、极酸、极碱、极盐、极压和极旱等极端环境中生活。一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品菌种来源：目

的：实

例：选产酸量高的黑曲霉生产柠檬酸；使用基因工程改造的啤酒酵母生产啤酒;获得性状优良的菌种自然界中筛选诱变育种基因工程育种选用谷氨酸棒状杆菌生产味精;选用黄青霉生产青霉素。

能说说通过自然选育或菌种改良等方法获得的菌种的优缺点吗？自然

优点：经济实惠；

选育

缺点：自发突变率低，

出现优良性状可能性小，

需要时间长。菌种

优点：育种时间短、提高改良

发酵产物纯度、减少

副产物。

缺点：技术要求高。一边阅读，一边完成学案上的表格

某镇特产一种美酒，以下是对该镇环境的描述：四面环山，地势低洼，气候炎热，具有独特的微生物种群，因为与外界空气对流循环较缓慢，所以微生物种群较稳定。这对你理解发酵工程中菌种选育的重要性有什么启示?一

发酵工程的基本环节一我国幅员辽阔，地理生态环境多样，为各种微生物的生长繁殖提供了条件，这有利于发酵工程选育菌种。优良的菌种具有健壮、不易退化，发酵产品产量高、质量稳定等优点，还会赋予发酵产品独特的风味；因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败能说说性状优良的菌种应具有哪些特点吗？一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品原

因：目

的：快速增加菌种数量工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。满足大规模生产的需要；缩短菌种在发酵罐中发酵的时间。种子罐扩大培养种子培养：主要指微生物细胞在种子罐或繁殖罐中充分生长与繁殖，达到满足发酵要求的细胞数量。一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品液体培养基在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定（即不断优化培养基）。在菌种确定之后，（结合菌种代谢特点）要选择原料制备培养基。[例]C:N的数值影响谷氨酸发酵过程：

C:N=4:1时，菌体大量繁殖，谷氨酸产生量较少；

C:N=3:1时，菌体繁殖受抑制，谷氨酸产生量较多。①发酵原料的预处理

②发酵培养基的配制原则

对原料进行粉碎、蒸煮，水解成葡萄糖等供微生物利用。营养物质满足微生物的需要且浓度及配比恰当，碳氮比和

pH等物理、化学条件适宜。一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌实

例：原

因：发酵工程所用的菌种大多数是单一菌种，一旦受到杂菌污染，可能导致产量大大降低。在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌分泌的青霉素酶会将青霉素分解掉。将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中无菌操作目的：避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量还有哪些也需要灭菌处理呢？灭菌对象：培养基和发酵设备；

对通入的空气进行灭菌；

对生产环境需进行消毒处理。一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌分离、提纯产物获得产品发酵罐内发酵培养物或营养物质的加入口观察孔取样管温度传感器及控制装置冷却水进入口阀门空气入口放料管生物传感器装置搅拌叶轮发酵液冷却夹层冷却水排出口pH计排气管电动机抽取样本进行检测调节罐温调节罐压控制溶解氧不断搅拌的目的：①使菌种与发酵液混合均匀，提高原料利用率；②加快O2的溶解以及散热。调节罐温一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌分离、提纯产物获得产品发酵罐内发酵【发酵工程的中心环节】②及时添加必需的营养组分，以满足菌种的营养需求得到更多的发酵产物；发酵过程的监测和控制：①了解发酵进程：随时取样检测培养液中的微生物数量、产物浓度等；③严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件。计算机控制系统发酵过程中为什么要控制发酵条件呢？①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成；②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。[例]谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。一

发酵工程的基本环节一接种选育菌种配制培养基扩大培养灭菌发酵罐内发酵分离、提纯产物获得产品发酵产物类型获得产品的方法微生物细胞本身代谢物过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥（根据产物性质采取）适当的提取、分离和纯化措施措施：蒸馏、萃取、离子交换等发酵产品包括菌体或微生物的代谢产物。通过过滤发酵液，离心去除固体杂质，采用蒸馏法等纯化产品发酵工程的种类根据发酵过程的操作方式不同，可将工业发酵分为分批发酵和连续发酵等。（1）分批发酵：一次投料、一次接种、一次收获的间歇发酵方式。延滞期：细菌等微生物在刚接种到一个新的环境之后，需要经历一个短暂的适应时期。延滞期内微生物一般不增殖。对数期：此时细胞分裂增殖旺盛，活微生物数量增长速率最高。随着生长速率和数量的增加，微生物浓度呈几何级数增长。此时微生物的代谢活性高、生命力强，在生产上常作为“种子”，是科学研究中理想的实验材料。稳定期：微生物的生长速率维持相对稳定，此时如能及时补充营养物质或分离代谢产物，改善培养条件，可延长稳定期。衰亡期：随着培养基中营养物质的消耗，代谢产物的积累和pH等环境条件的变化，微生物生长受到影响，生长速率降低，死亡速率逐步增加，活的微生物量逐步减少，此时微生物代谢活性降低，呈现衰老和自溶现象。尝试推测单细胞微生物生长曲线形成的原因？发酵工程的种类尝试设计一个利用青霉生产青霉素的分批发酵生产流程从自然界分离青霉菌种基因工程诱变育种生产用菌种扩大培养发酵罐培养基配制青霉素原料接种灭菌发酵工程的种类根据发酵过程的操作方式不同，可将工业发酵分为分批发酵和连续发酵等。（2）连续发酵：在一个培养基可流动的装置（如发酵罐）中，以一定的速率不断地放出老的培养基和代谢产物，同时不断添加新的培养基和调节相关发酵条件（如pH），使发酵过程保持相对稳定。简化了发酵罐的多次灭菌、清洗、出料等步骤，缩短了发酵周期，提高了设备的利用率和单位时间产量等。类型单罐连续发酵和多罐连续发酵等方式。优点发酵工程基本环节分析及应用任务1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时，需要考虑哪些因素？①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；②生产所需代谢物的产量高；③发酵条件易控制；④菌种不易变异，退化等。2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分。温度：通过发酵罐夹层或蛇形管中的冷却水的热交换作用来实现。pH：通过在培养基中添加酸或碱等来实现。氧含量：通过通气量和搅拌的速度来实现。发酵工程基本环节分析及应用任务3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法，进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。最后需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。发酵工程基本环节分析及应用任务4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？不能直接排放到外界环境中；因为发酵过程可能产生一些有害物质，会污染环境。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废气培养液进行二次清洁或灭菌处理。核心归纳

发酵工程传统发酵技术不同点菌种通过微生物

技术筛选或其它技术生产的优良菌种，大多是

菌种原材料中天然存在的

菌种发酵方式

发酵为主固体发酵或__________发酵为主对发酵条件的控制严格_______操作，防止杂菌污染。通过

技术对发酵条件精确地控制，使发酵条件处于最佳状态。不是无菌操作，易受到

污染。对发酵条件不能严格控制，易受

影响。生产规模和产品生产规模大，实现了工业化生产。原料来源丰富，成本_____，产物_____，产量_____。通常是

或作坊式的，产量低。生产往往受

和原料限制。产品风味品种比较_____，质量

。相同点都是利用了__________的作用联系发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的纯培养单一混合液体半固体无菌现代工程杂菌外界条件低多样高家庭式季节单一不稳定微生物分离和提纯产物的方法较多。最后需要进行质量检测。不会再对产物进行分离和提纯处理，或仅采用简单沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。核心问题：什么是发酵工程？发酵工程的一般过程？产品类型主要产物微生物菌体细胞酵母菌、食用菌、微生物农药微生物酶类各种酶、酶制剂和各种曲类微生物代谢产物初级代谢产物，如氨基酸、有机酸、有机溶剂、核苷酸、蛋白质、核酸和维生素；次级代谢产物，如抗生素、生物碱和植物激素类似物微生物转化产物利用微生物代谢过程中的某种酶或酶系，将一种化合物转化成含有特殊功能基团的产物。例如，将甘油转化为二羟基丙酮，将葡萄糖转化为葡萄糖酸，将甾体转化成甾体激素工程菌发酵产物通过基因工程和细胞工程创造出许多具有特殊功能的“工程菌”，用发酵技术生产更多更好的产品，发挥更大的经济效益动植物细胞的产物通过大规模培养木瓜细胞，生产木瓜蛋白酶；利用植物细胞培养技术生产天然食用色素等发酵工程产品的主要类型

发酵工程的基本环节一

发酵工程的应用二目录一

发酵工程的应用二产物专一生产条件温和原料来源丰富且价格低廉废弃物对环境污染小且容易处理发酵工程的优点在食品工业上的应用在医药工业上的应用在农牧业上的应用在其他方面的应用发酵工程的应用一

发酵工程的应用二(一)在食品工业上的应用1.生产传统的发酵产品酱油大豆中蛋白质小分子肽和氨基酸黑曲霉淋洗、调制（蛋白酶）①以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌（如：黑曲霉）发酵生产酱油。谷物、水果酿酒酵母酒类酒精+CO2②以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。啤酒是怎样进行工业化生产的呢？明显提高产品的产量和质量一

发酵工程的应用二啤酒的工业化生产流程

我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下图所示。

其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。

发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。啤酒的工业化流程

加啤酒花完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。在低温、密闭的环境下储存一段时间,形成澄清、成熟的啤酒。主发酵发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵消毒终止后发酵冷却过滤接种一

发酵工程的应用二啤酒的工业化生产流程一

发酵工程的应用二啤酒的工业化生产流程发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵冷却大麦种子发芽，释放淀粉酶。加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。淀粉分解，形成糖浆。产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。酵母菌将糖转化为酒精和CO2杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。消毒终止过滤过滤、调节、分装、出售。加啤酒花接种赋予苦味、增加香味、提高泡沫稳定性、防腐作用主发酵后发酵1.酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；“密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。2.发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，这是发生了什么变化吗？酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸。4.制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？糖化的意义？酵母菌不能直接利用淀粉做碳源。3.大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了生产成本，根据你所学的知识（选修一）如何解决该问题？用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。糖化有利于酵母菌利用营养物质进行发酵。5.糖化阶段，温度过低影响啤酒的品质，温度过高会使麦芽产生的淀粉酶等失活，怎么解决？①严格控制温度；②可以在此阶段使用通过发酵工程生产的耐高温的淀粉酶制剂。6.与传统的手工发酵相比，在啤酒的工厂化生产中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制，产品的消毒等。7.现在市面上流行一种“精酿”啤酒，它的制作工艺与普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？“精酿”啤酒是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求，我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作？应该辩证地看待这一产品。一方面，这类产品具有多样化的特点，能够满足一些人对独特口感的需求，或者满足一些人的时尚追求。另一方面,这类产品是手工作坊式生产的，存在啤酒品质不稳定、价格昂贵的问题。接种单一高质量菌种；严格的消毒灭菌措施；培养基营养物质协调；随时检查培养液中的酵母菌数量；产物浓度；及时添加必需的营养组分；严格控制发酵温度、发酵时间、pH、溶解氧含量、罐压和搅拌速率等发酵条件；都可使啤酒的产量和质量明显提高。“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别“精酿”啤酒类别“工业”啤酒原料是否添加食品添加剂发酵规模麦芽汁浓度发酵时间特点麦芽、啤酒花、酵母菌和水麦芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、玉米、淀粉等不添加添加

小规模大规模

麦芽汁浓度较高，口味浓郁麦芽汁浓度较低，口味清淡长，可达2个月短，通常7天左右产量低，价格高产量高，价格低一

发酵工程的应用二(一)在食品工业上的应用增加食物的营养，改善食品的口味、色泽和品质，延长食品的保存期实例1——柠檬酸

柠檬酸是一种食品酸度调节剂；可以通过黑曲霉的发酵制得。淀粉淀粉酶黑曲霉葡萄糖柠檬酸合成酶柠檬酸2.生产各种各样的食品添加剂一

发酵工程的应用二(一)在食品工业上的应用2.生产各种各样的食品添加剂实例2——味精谷氨酸棒状杆菌发酵氧气谷氨酸处理味精添加剂类型举例酸度调节剂L-苹果酸、柠檬酸、乳酸增味剂5'-肌苷酸二钠、谷氨酸钠着色剂β-胡萝卜素、红曲黄色素增稠剂黄原胶、β-环状糊精、结冷胶防腐剂乳酸链球菌素、溶菌酶一

发酵工程的应用二(一)在食品工业上的应用3.生产酶制剂常见的酶制剂：α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等。来源：少数由动植物生产，大多数通过发酵工程生产。酶制剂的应用：

用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产量等方面。一

发酵工程的应用二人们可以采用基因工程等的方法直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。改造菌种人们可以采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物;工程菌科学家还利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物就可以作为疫苗使用疫苗利用经过基因改造的微生物进行发酵生产生长激素释放抑制激素未来可能用微生物来生产过去只能从植物中提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产疫苗(二)医药工业上的应用一

发酵工程的应用二(二)医药工业上的应用基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合动植物的基因微生物直接改造微生物转入微生物病原体的抗原基因转入发酵工程药物药物疫苗各种抗生素多种氨基酸多种激素多种免疫调节剂一

发酵工程的应用二(三)在农牧业上的应用1.生产微生物肥料①微生物肥料的种类：②微生物肥料的作用：

Ⅰ.生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长；

Ⅱ.有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生.根瘤菌肥、固氮菌肥。一

发酵工程的应用二(三)在农牧业上的应用2.生产微生物农药①微生物农药的作用机理：利用微生物或其代谢物来防治病虫害②实例：苏云金杆菌防治80多种农林虫害。白僵菌防治玉米螟、松毛虫等虫害。

井冈霉素

防治水稻枯纹病。（一种放线菌产生的抗生素）③防治类型：生物防治一

发酵工程的应用二(三)在农牧业上的应用3.生产微生物饲料①原理：微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快②实例1——单细胞蛋白以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。应用：生产过程：食品添加剂、微生物饲料。成分：不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。③实例2-乳酸菌单细胞蛋白

在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。一

发酵工程的应用二(四)在其他方面的应用1.解决资源短缺和环境污染问题利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。2.将极端微生物应用于生产实践自然界中还存在着一定数量的极端微生物，它们能在极端恶劣的环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活。①极端微生物：②举例：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂；嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。

发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。截止2015年，我国生物发酵生产年总值近2900亿元，产品总量位居世界第一。我国是名副其实的发酵大国。在食品工业上的应用抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。在农牧业上的应用其他方面的应用生产传统的发酵产品。例如：酱油、各种酒类等。生产各种各样的食品添加剂。例如：柠檬酸、谷氨酸等。生产微生物肥。例如：根瘤菌肥、固氮菌肥等。生产微生物农药。例如：苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素。生产微生物饲料。例如：单细胞蛋白。利用纤维肥料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。对极端微生物的利用。例如：利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂。例如：生长激素、乙型肝炎疫苗等。生产酶制剂。例如：α-淀粉酶、β-淀粉酶等。在医药工业上的应用发酵工程的应用一

发酵工程的应用二提示：在农业生产中，可以利用农作物废弃物生产食用菌，利用菌糠生产有机肥或部分替代动物饲料；在植物保护方面,应用微生物产生的抗生素来生产生物农药，治理病虫害等。1.请列举一下发酵工程在环境保护方面的其他应用。提示：利用微生物发酵清理城市废弃物垃圾，利用发酵工程使烟气脱硫，还可以利用微生物工程除臭等。2.请列举一下发酵工程在其他行业中的应用。(1)发酵工程的中心环节是对微生物细胞本身或其代谢物进行分离、提纯(

)×发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。(2)谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺(

)(3)现代发酵工程中所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率(

)√×发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。(4)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理(

)×废弃物对环境污染小，容易处理。(5)生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌(

)×生产柠檬酸需要筛选产酸量高的黑曲霉，而不是乳酸菌。跟踪训练√1.(2023·安徽安庆高二期末)发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际，下列说法不正确的是A.①为诱变育种，②为萃取

(或蒸馏或离子交换等)B.赖氨酸或谷氨酸的生产过程中为使产物源源不断地产生，可采用连续培养的发酵方式C.由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为好氧菌，在生产过程中常需增加通氧量D.人工控制微生物代谢的唯一措施是控制生产过程中的各种条件跟踪训练2.(2023·河南濮阳高二期中)下列有关发酵工程的叙述，正确的是A.与传统发酵技术不同，发酵工程可以利用微生物来进行发酵B.利用谷氨酸棒状杆菌发酵产谷氨酸时需在中性或弱碱性条件下C.利用微生物农药是一种很重要的化学防治手段D.培养基或发酵设备消毒后方可进行接种√发酵工程与传统发酵技术都需要利用微生物来进行发酵，A错误；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，是一种很重要的生物防治手段，C错误。1.(2022·福建三明高二期末)下列关于发酵工程的叙述，正确的是

A.筛选出高产柠檬酸的黑曲霉菌种后可直接接种到发酵罐中进行发酵生产B.确定菌种之后，才能选择原料配制培养基C.分离、提纯产物是发酵工程的中心环节D.如果发酵产品是代谢物，可采用过滤、沉淀等方法加以分离√解析筛选出能高产柠檬酸的黑曲霉菌种后还需要进一步扩大培养才能接种到发酵罐中进行发酵生产，A错误；发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，C错误；发酵工程生产的产品如果是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，D错误。2.青霉素是青霉菌分泌的一种抗生素。随着高产菌种的选育，发酵技术的发展，青霉素已经步入产业化生产的道路。下列叙述不正确的是

A.经过不断诱变、筛选获得生产用高产青霉菌株B.发酵工程所用培养基和设备必须严格控制无菌C.发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度、溶解氧等D.用过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥即可获得青霉素√解析高产青霉菌株是通过诱变育种获得的，A正确；发酵工程所用培养基和设备必须严格控制无菌，避免杂菌污染，B正确；发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度、溶解氧等，以保证发酵过程的顺利进行，C正确；仅通过过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥，不能获得青霉素，还需经过萃取、脱色等，D错误。3.啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是A.在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α-淀粉酶合成C.在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌√4.(2022·湖南，21节选)某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种a是

，工艺b是

(填“消毒”或“灭菌”)，采用工艺b的目的是

。酵母菌消毒杀死黄酒中的大多数微生物，并延长其保存期5.

黑曲霉发酵可以产生木聚糖酶，该酶可以将木聚糖（植物细胞壁的主要成分之一）降解为木糖。木聚糖酶是一种很有应用价值的发酵产品，如图表示生产该酶的连续发酵装置。（1）根据物理性质，该发酵过程使用的培养基属于

。根据工艺流程可知，黑曲霉的新陈代谢类型属于

型。在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多级的

，当达到一定数量后再接种。液体培养基

异养需氧

扩大培养

___________________________________________________________。（2）从发酵装置加料口输入的培养基必须经过严格的

处理。根据图示可知，发酵过程需要严格控制

与搅拌速度等条件。（3）图示连续培养装置