1.3发酵工程及其应用（第2课时） 课件-学期人教版生物选择性必修3

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特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发酵工程的应用①生产传统的发酵产品②生产各种各样的食品添加剂③生产酶制剂1.在食品工业上的应用发酵工程的应用①生产传统的发酵产品1.在食品工业上的应用酱油大豆(主要原料)黑曲霉(蛋白酶)小分子肽和氨基酸淋洗、调制酱油的生产谷物或水果酿酒酵母各种酒类各种酒类的生产啤酒的工业化生产流程发芽焙烤碾磨糖化蒸煮发酵主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。加啤酒花，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。消毒终止后发酵过滤过滤、调节、分装啤酒进行出售。啤酒的工业化生产流程大部分糖的分解、酵母菌的繁殖和代谢物的生成低温、密闭的环境下储存一段时间61.与传统的手工发酵相比，啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？2.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？提示：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，都有助于提高啤酒的产量和品质。提示：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。发酵工程的应用食品添加剂的作用：增加食品的营养改善食品的口味、色泽和品质延长食品的保存期添加剂的类型举例酸度调节剂增味剂着色剂增稠剂防腐剂常用的几类食品添加剂L-苹果酸、柠檬酸（与黑曲霉有关）、乳酸5’-肌苷酸二钠、谷氨酸钠（与谷氨酸棒状杆菌有关)β-胡萝卜素、红曲黄色素黄原胶、β-环状糊精、结冷胶乳酸链球菌素、溶菌酶发酵工程的应用食品添加剂≠违法添加物概念：从生物体中提取的具有酶特性的一类化学物质。来源：少数由动植物生产外，大多数通过发酵工程生产应用：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。产品：α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基酸肽酶和脂肪酶等。发酵工程的应用③生产酶制剂1.在食品工业上的应用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特点：基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合发酵工程的应用2.在医药工业上的应用阅读P26①生产微生物肥料利用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、增强植物抗病性和抗逆性。常见微生物肥料：根瘤菌肥、固氮菌肥②生产微生物农药利用微生物或其代谢物来防治病虫害。苏云金杆菌(Bt毒蛋白)防治80多种农林害虫白僵菌(真菌)防治玉米螟、松毛虫放线菌(井冈霉素)防治水稻枯纹病有的微生物肥料抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。发酵工程的应用3.在农牧业上的应用（生物防治)③生产微生物饲料实例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；单细胞蛋白应用：生产过程：食品添加剂、微生物饲料单细胞蛋白成分：不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质发酵工程的应用3.在农牧业上的应用微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快×③生产微生物饲料实例2——乳酸菌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。发酵工程的应用3.在农牧业上的应用微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快乳酸菌是优势菌种，其他微生物不适于生长，有保鲜作用(1)解决资源短缺与环境污染问题随着对纤维素水解研究的不断深入，利用纤维废料发酵生产

、

等能源物质已取得成功。(2)将极端微生物应用于生产实践嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产

；嗜低温菌有助于提高

的产量。洗涤剂热敏性产品酒精乙烯发酵工程的应用4.在其他方面的应用例如：对玉米秸秆的处理（1）在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品②生产各种各样的食品添加剂③生产酶制剂（2）在医药工业上的应用①生产抗生素②生产多种氨基酸③生产激素：④生产免疫调节剂：（3）在农牧业上的应用①生产微生物肥料②生产微生物农药③生产微生物饲料（4）在其他方面的应用我国是名副其实的发酵大国。发酵工程的应用5．从自然界筛选嗜盐菌(好氧型)的一般步骤：采集菌样→富集培养→纯种分离→计数及性能测定。图1表示上述步骤中的一个环节，图2表示该筛选过程中一个培养基上菌落的分布情况，其中白色部分为透明圈，黑点代表大小不同的菌落。下列相关叙述正确的是(

)A．富集培养必须在固体培养基中进行B．图1所示的接种方法也适用于对细菌进行计数C．图2中嗜盐菌的耐盐性能最强的是乙D．按用途划分，图1所示的培养基属于鉴别培养基液体培养基稀释涂布平板法、平板划线法都可以用来接种、分离、纯化、筛选菌种，但是只有稀释涂布平板法可以计数透明圈直径与菌落直径比值越大，说明分解能力越强11．精氨酸依赖型菌株不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图。下列相关叙述不正确的是DA．野生型菌液的培养皿中不会出现菌落B．乙培养基与甲相比可能缺少了精氨酸C．紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生可遗传变异D．乙中的菌落A为鸟氨酸发酵的优良菌种A野生型谷氨酸棒状杆菌B精氨酸依赖型菌株22．(12分)经人工诱变后，部分细菌由于某种酶被破坏，其细胞中某些化学反应不能正常进行，就形成了营养缺陷型菌株，这在工业生产上有较广阔的应用前景。以下是实验人员利用影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程，请回答下列问题：(1)制备如图所示的培养基除含有细菌必需的_________________等营养物质外，还需要加入____。碳源、氮源、水和无机盐

凝固剂(或琼脂)

(2)根据用途分类，图中基本培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。选择(3)进行过程②培养时，应先将丝绒布转印至___________(填“基本”或“完全”)培养基上，原因是_______________________________________。(4)利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同，为了完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定，实验人员应挑取__________(填“菌落A”或“菌落B”)进行接种培养，并进一步鉴定。22．(12分)以下是实验人员利用影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程基本防止基本培养基中混入特定氨基酸菌落A8．某兴趣小组为了从土壤中分离能分解聚苯乙烯的细菌，相关实验流程如图所示，每次稀释的倍数相同，统计平板上菌落数的平均值为52，计算出每克土壤中分解聚苯乙烯的细菌数量为2.6×106个。由此推测，该流程中x和y的值分别为(

)(2)实验过程中，除了需将接种后的平板放在适宜的环境中培养一段时间后观察，还需要设置在相同条件下培养的__________________________，作为对照实验，其目的是________________________________________________________________________。12．某生物兴趣小组试图探究山羊瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。实验步骤如图所示。9.为研究添加有机酸对泡菜品质的影响，研究者以未添加有机酸的发酵萝卜泡菜为对照，在老母水（反复使用的泡菜水）中添加0.089mol/L的不同有机酸（乳酸、乙酸、柠檬酸）来制作发酵萝卜泡菜，错误的是D

B．加入柠檬酸能促进泡菜的发酵，且比CK组的亚硝酸盐含量低D．加入3种有机酸，均可加速发酵进程且加入乙酸效果最佳还原糖的作用：提供能量和原料17.（9分）泡菜含有丰富的维生素和钙、磷等。如图表示不同蔬菜组合发