新教材高中生物發(fā)酵工程第節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用課件新人教版選擇性必修

第1章

發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1．說(shuō)出發(fā)酵工程的概念。(生命觀念)2．闡明發(fā)酵工程的流程。(生命觀念、科學(xué)思維)3．舉例說(shuō)明發(fā)酵工程的應(yīng)用。(科學(xué)思維)4．關(guān)注發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)的應(yīng)用，倡導(dǎo)健康、安全的生活和生產(chǎn)。(社會(huì)責(zé)任)1．通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠?qū)Πl(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。2．能夠說(shuō)出發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)等方面的應(yīng)用。3．嘗試對(duì)發(fā)酵工程的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。知識(shí)導(dǎo)圖學(xué)霸記憶?素養(yǎng)積累訓(xùn)練鞏固?課堂達(dá)標(biāo)新知預(yù)習(xí)?雙基夯實(shí)課內(nèi)探究?名師點(diǎn)睛指點(diǎn)迷津?撥云見日新知預(yù)習(xí)?雙基夯實(shí)一、發(fā)酵工程的根本環(huán)節(jié)發(fā)酵工程一般包括____________，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、______，接種，______，產(chǎn)品別離、提純等方面。1．選育菌種：性狀優(yōu)良的菌種可以從________中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)__________或______________獲得。2．?dāng)U大培養(yǎng)：工業(yè)發(fā)酵罐的體積很大，接入的菌種總體積也較大，因此在發(fā)酵之前還需要對(duì)菌種進(jìn)行____________。3．配制培養(yǎng)基：在菌種確定之后，要選擇原料制備培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過(guò)__________才能確定。菌種的選育

滅菌

發(fā)酵

自然界

誘變育種

基因工程育種

擴(kuò)大培養(yǎng)

反復(fù)試驗(yàn)

4．滅菌：發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降。因此，________和__________都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌。5．接種：擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種和滅菌后的________參加發(fā)酵罐中。大型發(fā)酵罐有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營(yíng)養(yǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。培養(yǎng)基

發(fā)酵設(shè)備

培養(yǎng)基

6．發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵：在發(fā)酵過(guò)程中，要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中的____________、__________等，以了解發(fā)酵進(jìn)程。還要及時(shí)添加必需的__________，要嚴(yán)格控制______、____和溶解氧等發(fā)酵條件。7．別離、提純產(chǎn)物：如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，采用______、______等方法將菌體別離和枯燥得到產(chǎn)品。如果產(chǎn)品是代謝物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)腳_____、______和______措施來(lái)獲得產(chǎn)品。微生物數(shù)量

產(chǎn)物濃度

營(yíng)養(yǎng)組分

溫度

pH

過(guò)濾

沉淀

提取

別離純化

二、發(fā)酵工程的應(yīng)用1．在食品工業(yè)上的應(yīng)用(1)生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如________________。(2)生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑，如通過(guò)________發(fā)酵制得的檸檬酸，由________________發(fā)酵生產(chǎn)味精。(3)生產(chǎn)酶制劑，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、脂肪酶等。醬油、各種酒類

黑曲霉

谷氨酸棒狀桿菌

2．在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用______工程、________工程等的廣泛應(yīng)用給發(fā)酵工程制藥領(lǐng)域的開展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。3．在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用(1)生產(chǎn)微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的________、______________等來(lái)增進(jìn)土壤肥力，改進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，常見的有__________、__________等?；?/p>

蛋白質(zhì)

有機(jī)酸

生物活性物質(zhì)

根瘤菌肥

固氮菌肥

(2)生產(chǎn)微生物農(nóng)藥。微生物農(nóng)藥是利用________或__________來(lái)防治病蟲害的。微生物農(nóng)藥作為__________的重要手段，將在農(nóng)業(yè)的____________方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。(3)生產(chǎn)微生物飼料。微生物含有豐富的________。以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體，即____________，用單細(xì)胞蛋白制成的微生物飼料，能使家畜、家禽增重快，產(chǎn)奶或產(chǎn)蛋量顯著提高。微生物

其代謝物

生物防治

可持續(xù)開展蛋白質(zhì)

單細(xì)胞蛋白

4．在其他方面的應(yīng)用發(fā)酵工程正滲透到幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在助力解決______、______、______和______等方面的重大問(wèn)題上，作出了越來(lái)越大的奉獻(xiàn)。糧食

環(huán)境

健康

能源

1．發(fā)酵工程利用的菌種都是從自然界中篩選出來(lái)的。

(

)2．發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是選育菌種。

(

)3．發(fā)酵工程中要對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，發(fā)酵設(shè)備不用滅菌。

(

)4．利用微生物農(nóng)藥防治農(nóng)林蟲害屬于化學(xué)防治。

(

)5．微生物飼料主要是利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的微生物的菌體。

(

)活學(xué)巧練×

×

×

×

√

思考：1．利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵過(guò)程中為什么要“先通氣后密封〞？提示：“通氣〞的目的是使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，“密封〞的目的是使酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。2．啤酒生產(chǎn)中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)，發(fā)酵后期，如果密封不嚴(yán)，會(huì)使啤酒變酸，你知道這是發(fā)生了什么變化嗎？提示：醋酸菌是一種好氧菌，假設(shè)發(fā)酵罐密封不嚴(yán)，酒精就會(huì)在醋酸菌的作用下被氧化產(chǎn)生乙醛，最后變?yōu)榇姿帷?．微生物肥料使作物增產(chǎn)的原理是什么？提示：微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、生物活性物質(zhì)能增進(jìn)土壤肥力、改進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。4．微生物農(nóng)藥防治農(nóng)林害蟲的原理是什么？提示：微生物農(nóng)藥是利用微生物或其代謝物來(lái)防治病蟲害的。學(xué)霸記憶?素養(yǎng)積累1．性狀優(yōu)良的菌種可以從自然界中篩選出來(lái)，也可以通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得。2．發(fā)酵工程所用的菌種大多是單一菌種。3．發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵。4．如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物菌體可采用過(guò)濾、沉淀等方法將菌體別離和枯燥得到產(chǎn)品；如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的代謝物可根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛　e離和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品。5．發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝產(chǎn)物、酶及微生物的菌體。課內(nèi)探究?名師點(diǎn)睛知識(shí)點(diǎn)

1．對(duì)發(fā)酵工程概念的理解發(fā)酵工程的根本環(huán)節(jié)分析原理發(fā)酵原理和工程學(xué)原理所用生物常規(guī)菌種、基因工程改造的“工程菌”菌種等過(guò)程實(shí)質(zhì)通過(guò)微生物的大量繁殖獲得所需產(chǎn)品產(chǎn)物次生代謝物和菌體本身2．發(fā)酵工程根本環(huán)節(jié)分析 隨著人們對(duì)發(fā)酵原理認(rèn)識(shí)的不斷深入，微生物純培養(yǎng)技術(shù)的建立，以及密閉式發(fā)酵罐的成功設(shè)計(jì)，人們能夠在嚴(yán)格控制的環(huán)境條件下大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品。以下有關(guān)發(fā)酵工程過(guò)程的表達(dá)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 ()A．發(fā)酵工程的過(guò)程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制，滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的別離、提純等B．選育菌種都是通過(guò)基因工程育種、誘變育種等方法獲得的C．?dāng)U大培養(yǎng)的目的是使優(yōu)良菌種大量繁殖，便于得到足夠多的菌種D．產(chǎn)品的別離與提純要根據(jù)產(chǎn)物的類型采用不同的別離方法典例1典例剖析B

解析：發(fā)酵工程的過(guò)程一般包括菌種的選育，培養(yǎng)基的配制和滅菌，擴(kuò)大培養(yǎng)和接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的別離與提純等步驟，A項(xiàng)正確；選育菌種的方法總體上分為兩種，一種是直接從自然界中篩選出常規(guī)菌種，另一種是通過(guò)基因工程育種或者誘變育種獲得工程菌種，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的發(fā)酵裝置足夠大，必須接種足量的菌種才能保證其產(chǎn)量，因此接種前要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)來(lái)增加菌種的數(shù)量，C項(xiàng)正確；發(fā)酵工程的產(chǎn)品有兩種類型，如果發(fā)酵產(chǎn)品是菌體本身，可以采用過(guò)濾、沉淀等方法進(jìn)行別離、提純，如果發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物，需要根據(jù)其性質(zhì)采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進(jìn)行別離、提純，D項(xiàng)正確。1．以下關(guān)于發(fā)酵工程的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是 ()A．發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵B．發(fā)酵工程的產(chǎn)品就是微生物的各種代謝物C．發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵條件溫度的控制主要是通過(guò)發(fā)酵罐壁散熱D．發(fā)酵過(guò)程要及時(shí)添加必備營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期時(shí)間，便于得到更多的發(fā)酵產(chǎn)物變式訓(xùn)練D

解析：發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都要利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵工程的產(chǎn)品有兩大類：一類是菌體本身，另一類是代謝物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)熱和攪拌產(chǎn)熱，使發(fā)酵液溫度升高，通過(guò)發(fā)酵罐壁散熱達(dá)不到散熱效果，主要通過(guò)向冷卻夾層通入冷水來(lái)散熱降溫，C項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)酵過(guò)程為保證獲得更多的發(fā)酵產(chǎn)物，應(yīng)及時(shí)向發(fā)酵罐中添加必備營(yíng)養(yǎng)成分來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期時(shí)間，D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)

發(fā)酵工程應(yīng)用成果總結(jié)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用成果實(shí)例在食品工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品醬油、啤酒等②生產(chǎn)食品添加劑增味劑、增稠劑、防腐劑等③生產(chǎn)酶制劑加酶洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶等在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①將動(dòng)植物目的基因轉(zhuǎn)移至微生物中，獲得具有某種藥物生產(chǎn)能力的微生物，通過(guò)發(fā)酵技術(shù)獲得所需藥物胰島素、干擾素、紫杉醇等②將菌種直接改造，通過(guò)發(fā)酵技術(shù)獲得藥物生長(zhǎng)激素釋放抑制激素③將病原體的抗原基因轉(zhuǎn)入微生物中，獲得表達(dá)產(chǎn)物即可作為疫苗使用乙肝疫苗應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用成果實(shí)例在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)微生物肥料根瘤菌肥、

固氮菌肥等②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥用蘇云金桿菌防治農(nóng)林害蟲；用白僵菌防治玉米螟、松毛蟲等③生產(chǎn)微生物飼料單細(xì)胞蛋白作為食品添加劑；單細(xì)胞蛋白制成生物飼料，使家畜、家禽增重快，產(chǎn)奶或產(chǎn)蛋量提高；

青貯飼料中添加乳酸菌，

提高飼料品質(zhì)，使飼料保鮮，同時(shí)提高動(dòng)物免疫力 由于發(fā)酵工程生產(chǎn)條件溫和、原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉等，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，以下有關(guān)發(fā)酵工程在食品工業(yè)上應(yīng)用的描述，正確的選項(xiàng)是 ()A．日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產(chǎn)蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸B．啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，其中，酵母菌的繁殖在主發(fā)酵階段完成，大局部糖的分解和代謝物的生成在后發(fā)酵階段完成C．味精是谷氨酸棒狀桿菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的D．由于酶制劑催化效率高、專一性強(qiáng)、作用條件溫和，因此在使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類以及適宜的溫度和pH典例2典例剖析D

解析：制作醬油的主要原料是大豆，A項(xiàng)錯(cuò)誤；啤酒發(fā)酵的過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，但酵母菌的繁殖、大局部糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成，主發(fā)酵結(jié)束后在低溫、密閉環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間屬于后發(fā)酵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；味精的生產(chǎn)是谷氨酸棒狀桿菌在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生谷氨酸，谷氨酸經(jīng)過(guò)一系列處理而獲得的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；酶制劑是從生物體內(nèi)提取出來(lái)的具有酶特性的一類化學(xué)物質(zhì)，因此使用時(shí)要考慮酶制劑的使用量、底物的種類、適宜的溫度和pH，D項(xiàng)正確。2．以下關(guān)于發(fā)酵工程的應(yīng)用的說(shuō)法，正確的選項(xiàng)是 ()A．食品添加劑由于可以增加食品營(yíng)養(yǎng)，改善食品的色、香、味，還可延長(zhǎng)保存期，使用時(shí)應(yīng)盡量多添加B．加酶洗衣粉使用時(shí)用沸水洗滌效果最好C．在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質(zhì)，使飼料保鮮，同時(shí)提高動(dòng)物免疫力D．與使用化學(xué)農(nóng)藥相比，使用微生物農(nóng)藥具有本錢高、見效快、無(wú)污染的特點(diǎn)變式訓(xùn)練C

解析：食品添加劑過(guò)量使用會(huì)對(duì)人體健康造成影響，甚至危及生命，不能過(guò)量使用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加酶洗衣粉中酶制劑在最適溫度下活性最高，沸水條件使酶失活，洗滌效果較差，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在青貯飼料中添加乳酸菌，通過(guò)乳酸菌的發(fā)酵，可以提高飼料品質(zhì)，使飼料保鮮，同時(shí)提高動(dòng)物免疫力，C項(xiàng)正確；與使用化學(xué)農(nóng)藥相比，使用微生物農(nóng)藥具有本錢低、無(wú)污染、見效慢的特點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。指點(diǎn)迷津?撥云見日傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵在很多方面存在差異，總結(jié)如下：項(xiàng)目傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵概念直接利用原料中天然存在的微生物或前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)利用微生物的特定功能，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)人類有用的產(chǎn)品菌種來(lái)源來(lái)源于空氣、蔬菜、面團(tuán)發(fā)酵物等，菌種不純選育的純菌種，可從自然界中分離，也可利用工程技術(shù)改造獲得項(xiàng)目傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵過(guò)程無(wú)菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種，無(wú)嚴(yán)格的滅菌等菌種選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵、產(chǎn)品的分離和提純發(fā)酵條件控制通過(guò)微生物自身的代謝調(diào)節(jié)pH，通過(guò)充氣口、排氣口及其他人工措施調(diào)節(jié)溶解氧通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的溫度、pH、溶解氧等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制應(yīng)用果酒、果醋的制作，腐乳、泡菜的制作等應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等 以下有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵的描述，正確的選項(xiàng)是 ()A．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵都需要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作，防止雜菌的污染，如都要進(jìn)行培養(yǎng)液的滅菌B．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)對(duì)發(fā)酵條件的控制主要通過(guò)人工控制，而現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制C．制作泡菜的菌種是人工接種的純的乳酸菌菌種D．果酒制作、果醋制作以及腐乳的制作等都屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵典例3典例剖析B

解析：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵都要進(jìn)行無(wú)菌操作，但傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)防止發(fā)酵液污染的措施主要是進(jìn)行有關(guān)發(fā)酵裝置的消毒，滅菌不是很嚴(yán)格，傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)利用的是原料中存在的微生物，培養(yǎng)液是不能滅菌的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)對(duì)發(fā)酵條件的控制主要是通過(guò)人工控制的，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對(duì)發(fā)酵條件的控制是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的，B項(xiàng)正確；制作泡菜屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，菌種來(lái)源于附著在原材料上的天然的乳酸菌，不需要接種，C項(xiàng)錯(cuò)誤；果酒制作、果醋制作以及腐乳制作屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。解疑答惑從社會(huì)中來(lái)?P22提示：工業(yè)上，青霉素的生產(chǎn)按照發(fā)酵工程的根本環(huán)節(jié)進(jìn)行，首先進(jìn)行青霉素生產(chǎn)菌高產(chǎn)菌種的選育，然后將高產(chǎn)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)增加菌種數(shù)量，同時(shí)配制適合青霉素生產(chǎn)菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基并進(jìn)行滅菌，在無(wú)菌條件下將大量?jī)?yōu)良高產(chǎn)菌種接種到培養(yǎng)液中，控制溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行青霉素的別離、提純，就可得到大量青霉素。

旁欄思考1?P22提示：我國(guó)幅員遼闊，地理生態(tài)環(huán)境多樣，為各種微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了條件，這有利于發(fā)酵工程選育菌種。優(yōu)良的菌種不僅具有健壯，不易退化，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，它往往還會(huì)賦予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味，因此菌種選育環(huán)節(jié)很大程度上決定了生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的成敗。思考·討論?P231．提示：需要考慮的因素包括：在低本錢的培養(yǎng)基上能迅速生長(zhǎng)繁殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高；發(fā)酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。2．提示：發(fā)酵條件直接會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量，發(fā)酵條件包括溫度、pH、溶解氧等。溫度條件的調(diào)控可通過(guò)向冷卻夾層通入冷卻水來(lái)調(diào)控。pH條件的調(diào)控可在培養(yǎng)基中參加緩沖液，在發(fā)酵過(guò)程中加酸或堿。溶解氧需根據(jù)微生物的代謝類型來(lái)調(diào)控，假設(shè)微生物是好氧型的，可通過(guò)空氣入口通入空氣，并調(diào)整攪拌葉輪轉(zhuǎn)速增加溶解氧；假設(shè)微生物是厭氧型的，需封閉充氣口，建立厭氧環(huán)境等。3．提示：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)獲得的產(chǎn)物一般不是單一的組分，而是成分復(fù)雜的混合物，很多時(shí)候不會(huì)再對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行別離和提純處理，或者僅采用簡(jiǎn)單的沉淀、過(guò)濾等方法來(lái)別離和提純產(chǎn)物。在發(fā)酵工程中使用的別離和提純產(chǎn)物的方法較多。在產(chǎn)物的初別離階段，常采用沉淀、萃取、膜別離、吸附和離子交換等方法；在進(jìn)一步純化階段，會(huì)采用液相層析法、結(jié)晶法等方法。發(fā)酵工程產(chǎn)物無(wú)論是代謝物還是菌體本身，都需要進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后才能成為正式產(chǎn)品。4．提示：不能，發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，排出的氣體可能含有有毒氣體，廢棄培養(yǎng)液可能含有有毒物質(zhì)，這些可能會(huì)污染環(huán)境，對(duì)人體健康造成危害，此外，廢棄培養(yǎng)液中的微生物可能也會(huì)污染水體，感染人體。因此，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等需經(jīng)檢測(cè)、處理后才能排到外界環(huán)境。

思考·討論2?P241．提示：菌種的選育、對(duì)原材料的處理、發(fā)酵過(guò)程的控制、產(chǎn)品的消毒等，都有助于提高啤酒的產(chǎn)量和品質(zhì)。2．提示：應(yīng)該辯證地看待這一產(chǎn)品。一方面，這類產(chǎn)品具有多樣化的特點(diǎn)，能夠滿足一些人對(duì)獨(dú)特口感的需求，或者滿足一些人的時(shí)尚追求。另一方面，這類產(chǎn)品是手工作坊式生產(chǎn)的，存在啤酒品質(zhì)不穩(wěn)定、價(jià)格昂貴的問(wèn)題。

旁欄思考2?P26提示：加酶洗衣粉中的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶；探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的淀粉酶；探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的過(guò)氧化氫酶；探究果膠酶在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)中的果膠酶等。

到社會(huì)中去?P281．提示：每天的食譜中直接由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的有饅頭、酸奶、醬油、醋、泡菜等。食品中添加了經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的食品添加劑的有方便面、火腿腸、餅干、橙汁等。2．略。

練習(xí)與應(yīng)用?P28一、

概念檢測(cè)1．(1)×

提示：發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都要利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵。(2)√(3)√(3)×

提示：通過(guò)發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體是單細(xì)胞蛋白。二、拓展應(yīng)用1．(1)提示：利用基因工程將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)移至青霉菌細(xì)胞內(nèi)，使青霉菌細(xì)胞內(nèi)合成血紅蛋白，增加其攜帶O2的能力，從而保證在發(fā)酵過(guò)程中給青霉菌持續(xù)高效地供氧。(2)提示：通過(guò)改造青霉素生產(chǎn)菌，使產(chǎn)生青霉素或頭孢霉素的酶的基因不能表達(dá)，這樣就能使其只生產(chǎn)青霉素或只生產(chǎn)頭孢霉素了。2．提示：通過(guò)查找資料可以知道，這一風(fēng)險(xiǎn)是存在的。在生產(chǎn)燃料乙醇時(shí)，為了躲避這一風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該使用陳化糧食(如陳化的稻谷等)或者非糧食生物材料(如秸稈等)。使用陳化糧食來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇，還有利于防止問(wèn)題糧食流入市場(chǎng)。訓(xùn)練穩(wěn)固?課堂達(dá)標(biāo)1．發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)很多，以下屬于發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)的是 ()A．菌種的選育 B．發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵C．培養(yǎng)基的配制、滅菌 D．產(chǎn)物的提純解析：發(fā)酵工程的根本環(huán)節(jié)包括菌種選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的別離、提純等。發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。B

2．某藥廠用谷氨酸棒狀桿菌發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，結(jié)果代謝產(chǎn)物沒(méi)有谷氨酸而產(chǎn)生乳酸及琥珀酸，其原因可能是 ()A．溫度控制不適 B．通氣量過(guò)多C．pH呈酸性 D．溶氧缺乏解析：發(fā)酵過(guò)程中環(huán)境條件的變化，不僅會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響菌種代謝產(chǎn)物的形成。如在谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，假設(shè)溶氧缺乏，谷氨酸棒狀桿菌會(huì)