-2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3-1.3 发酵工程及其应用课件（25张ppt）
文档属性
| 名称 | -2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3-1.3 发酵工程及其应用课件（25张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 14.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-28 08:29:23 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
发酵工程及其应用
01
发酵工程
发酵工程
指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。（教材章前语）
大规模生产发酵产品
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)
微生物的特定功能
现代化工程技术
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
扩大培养
接种
灭菌
配制培养基
发酵罐内发酵
分离提纯产物
获得产品
发酵工程的基本环节和发酵罐示意图
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
①性状优良的菌种可以加速发酵过程，缩短生产周期
生产柠檬酸
生产啤酒
生产青霉素
黑曲霉
啤酒酵母
黄青霉
黑曲霉
蛋白酶
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，因为与外界的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 （P22侧旁思考栏）
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,这有利于发工程选育菌种。优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败。
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
②方法
优点：经济实惠
缺点：自发突变频率低，出现优良性状可能性小，需要时间长。
自然筛选、诱变育种或基因工程育种
自然筛选
诱变育种或基因工程育种
优点：育种时间短、提高发酵产物纯度、减少副产物
缺点：技术要求高
扩大培养
工业发酵罐体积
几十 ~ 几百m3
几 ~ 几十m3
接入的菌种总体积
思考
怎样对菌种进行扩大培养？
将培养到增长速率最快时期的菌体分开，再进行培养
02
发酵工程的基本环节
配制培养基
灭菌
菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。
①原因
发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
②灭菌对象
培养基和发酵设备
③实例
在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。
原因：杂菌与菌种之间形成种间竞争关系使产量下降或杂菌产生的代谢物质抑制菌种生长而使产量下降
02
发酵工程的基本环节
发酵罐内发酵
中心环节
①随时检测培养液微生物数量、产物浓度，以了解发酵进程。
培养物或营养物质的加入口
观察孔
取样管
电动机
排气管
pH计
冷却水排出口
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮
生物传感器装置
空气入口
温度传感器和控制装置
冷却水进入口
阀门
放料管
③检测和控制：温度、pH、溶解氧、压强、通气量、搅拌、泡沫和营养等。
②环境条件不仅影响微生物生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。
02
发酵工程的基本环节
发酵罐内发酵
中心环节
思考
发酵过程中为什么还要控制发酵条件？
发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。随着代谢的进行，产热的增加、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。
02
发酵工程的基本环节
分离、提纯产物
①发酵产品是微生物细胞本身
过滤、沉淀
②发酵产品是代谢物
根据产物性质采取适当提取、分离和纯化措施
思考
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。
在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段,会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。
萃取、蒸馏、离子交换
03
发酵工程的应用
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
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
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
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
发芽
1
2
焙烤
3
碾磨
4
糖化
大麦
水
糖化罐
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。
淀粉水解
形成糖浆。
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
蒸煮
5
6
发酵
7
消毒
8
终止
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。
过滤、调节、分装啤酒进行出售。
糖浆
啤酒花
过滤
冷却
装瓶
装罐
储存罐
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
讨论1.啤酒工业化生产流程及操作目的
生产流程 操作目的
发芽 产生淀粉酶分解淀粉
焙烤 加热杀死胚，终止麦芽生长，减少有机物消耗，保留营养物质，但不使淀粉酶失活
碾磨 使干燥的麦芽研磨成麦芽粉，便于糖化
糖化 淀粉酶将淀粉分解，形成糖浆
蒸煮 ①产生风味组分；②使酶失活；③灭菌
发酵 酵母菌将糖转化为酒精和CO2
消毒 杀死啤酒中的大多数微生物，延长保存期
终止 过滤、调节、分装、出售
讨论2.啤酒发酵的过程及内容
过程 内容
主发酵 酵母菌的繁殖、糖的分解、代谢物的生成，一般5~10d
后发酵 低温、密闭环境下储存，一般1~2个月
讨论3.啤酒花的作用
1.使啤酒具有清爽的芳香气、苦味和防腐力。
2.形成啤酒优良的泡沫。
3.有利于麦芽汁的澄清。
4.平衡麦芽汁的自然甜度并激发食欲。
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
②生产各种各样的食品添加剂
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、溶菌酶
增加食品的营养
延长食品的保存期
改善食品的口味、色泽和品质
淀粉
淀粉酶
葡萄糖
黑曲霉
柠檬酸
柠檬酸合成酶
谷氨酸棒状杆菌
发酵
谷氨酸
味精
处理
氧气
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
③生产酶制剂
酶制剂：
从生物体中提取的具有酶特性的一类化学物质。
分 类：
胞内酶和胞外酶
特 点：
易于工业化生产，便于改善工艺、提高质量。
举 例：
果胶酶；脂肪酶；α-淀粉酶；β-淀粉酶；氨基酸肽酶
03
发酵工程的应用
2.在医药工业上的应用
①发酵工程生产的药物
各种抗生素
多种氨基酸
多种激素
多种免疫调节剂
①发酵工程生产的药物的方法
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
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
①生产微生物肥料
微生物肥料的原理
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。
利用微生物代谢物抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的的发生。
常见微生物肥料：
根瘤菌肥、固氮菌肥
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
②生产微生物农药
利用微生物或其代谢物来防治病虫害
常见微生物农药：
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
拓展
微生物农药防治与化学农药防治的比较
项目 微生物农药防治 化学农药防治
防治机理 利用微生物或其代谢物来防治虫害 利用化学药剂（如杀虫剂、杀鼠剂等）进行防治
优点 成本低、无污染、可以维持生态平衡 见效快，操作简单
缺点 防止速度慢 成本高、污染环境，不利于维持生态平衡
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
③生产微生物饲料
微生物饲料：
以微生物为发酵菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的生物发酵饲料。
单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业废料等为原料，通过发酵获得的大量微生物菌体。单细胞蛋白不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。
常见微生物饲料：
青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
03
发酵工程的应用
4.在其他方面的应用
a.利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功。
解决资源短缺与环境污染问题。
b.极端微生物的利用
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
04
课后习题
1.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。判断下列相关表述是否正确。
(1)发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。（ ）
(2)发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。（ ）
(3)在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。（ ）
(4)通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。（ ）
×
√
√
×
2.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力,提出解决这些问题的思路。
(1)青霉素发酵是高耗氧过程,如何能够保证在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示:血红蛋白具有携带O2的能力)
可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率。
04
课后习题
2.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力，提出解决这些问题的思路。
(2)在发酵过程中,总有头孢霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素生产菌使其只生产生青霉素，或者只产生头孢霉素呢？
可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。
3.通过微生物发酵,可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇;将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前在我国多地广泛使用的乙醇汽油。乙醇汽油的环保性令人称道。调查显示,使用乙醇汽油与使用普通汽油相比,排放到空气中的NO2、CO等均有不同程度下降。有人认为燃料乙醇“可再生”;但也有人认为,生产燃料乙醇需要消耗大量粮食,会增加粮食短缺的风险。请你尝试通过查阅资料,评估这一风险,并说明在生产时应如何规避这风险。
存在风险。在生产燃料乙醇时，为了规避这一风险，应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。
04
课后习题
发酵工程及其应用
01
发酵工程
发酵工程
指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 它涉及菌种的选育和培养，产物的分离和提纯等方面。（教材章前语）
大规模生产发酵产品
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)
微生物的特定功能
现代化工程技术
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
扩大培养
接种
灭菌
配制培养基
发酵罐内发酵
分离提纯产物
获得产品
发酵工程的基本环节和发酵罐示意图
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
①性状优良的菌种可以加速发酵过程，缩短生产周期
生产柠檬酸
生产啤酒
生产青霉素
黑曲霉
啤酒酵母
黄青霉
黑曲霉
蛋白酶
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，因为与外界的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 （P22侧旁思考栏）
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,这有利于发工程选育菌种。优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败。
02
发酵工程的基本环节
选育菌种
②方法
优点：经济实惠
缺点：自发突变频率低，出现优良性状可能性小，需要时间长。
自然筛选、诱变育种或基因工程育种
自然筛选
诱变育种或基因工程育种
优点：育种时间短、提高发酵产物纯度、减少副产物
缺点：技术要求高
扩大培养
工业发酵罐体积
几十 ~ 几百m3
几 ~ 几十m3
接入的菌种总体积
思考
怎样对菌种进行扩大培养？
将培养到增长速率最快时期的菌体分开，再进行培养
02
发酵工程的基本环节
配制培养基
灭菌
菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。
①原因
发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
②灭菌对象
培养基和发酵设备
③实例
在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。
原因：杂菌与菌种之间形成种间竞争关系使产量下降或杂菌产生的代谢物质抑制菌种生长而使产量下降
02
发酵工程的基本环节
发酵罐内发酵
中心环节
①随时检测培养液微生物数量、产物浓度，以了解发酵进程。
培养物或营养物质的加入口
观察孔
取样管
电动机
排气管
pH计
冷却水排出口
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮
生物传感器装置
空气入口
温度传感器和控制装置
冷却水进入口
阀门
放料管
③检测和控制：温度、pH、溶解氧、压强、通气量、搅拌、泡沫和营养等。
②环境条件不仅影响微生物生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。
02
发酵工程的基本环节
发酵罐内发酵
中心环节
思考
发酵过程中为什么还要控制发酵条件？
发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。随着代谢的进行，产热的增加、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。
02
发酵工程的基本环节
分离、提纯产物
①发酵产品是微生物细胞本身
过滤、沉淀
②发酵产品是代谢物
根据产物性质采取适当提取、分离和纯化措施
思考
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。
在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段,会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。
萃取、蒸馏、离子交换
03
发酵工程的应用
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
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
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
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
发芽
1
2
焙烤
3
碾磨
4
糖化
大麦
水
糖化罐
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。
淀粉水解
形成糖浆。
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
蒸煮
5
6
发酵
7
消毒
8
终止
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。
过滤、调节、分装啤酒进行出售。
糖浆
啤酒花
过滤
冷却
装瓶
装罐
储存罐
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
①生产传统发酵产品
啤酒的工业化生产流程
思考·讨论
讨论1.啤酒工业化生产流程及操作目的
生产流程 操作目的
发芽 产生淀粉酶分解淀粉
焙烤 加热杀死胚，终止麦芽生长，减少有机物消耗，保留营养物质，但不使淀粉酶失活
碾磨 使干燥的麦芽研磨成麦芽粉，便于糖化
糖化 淀粉酶将淀粉分解，形成糖浆
蒸煮 ①产生风味组分；②使酶失活；③灭菌
发酵 酵母菌将糖转化为酒精和CO2
消毒 杀死啤酒中的大多数微生物，延长保存期
终止 过滤、调节、分装、出售
讨论2.啤酒发酵的过程及内容
过程 内容
主发酵 酵母菌的繁殖、糖的分解、代谢物的生成，一般5~10d
后发酵 低温、密闭环境下储存，一般1~2个月
讨论3.啤酒花的作用
1.使啤酒具有清爽的芳香气、苦味和防腐力。
2.形成啤酒优良的泡沫。
3.有利于麦芽汁的澄清。
4.平衡麦芽汁的自然甜度并激发食欲。
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
②生产各种各样的食品添加剂
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、溶菌酶
增加食品的营养
延长食品的保存期
改善食品的口味、色泽和品质
淀粉
淀粉酶
葡萄糖
黑曲霉
柠檬酸
柠檬酸合成酶
谷氨酸棒状杆菌
发酵
谷氨酸
味精
处理
氧气
03
发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
③生产酶制剂
酶制剂：
从生物体中提取的具有酶特性的一类化学物质。
分 类：
胞内酶和胞外酶
特 点：
易于工业化生产，便于改善工艺、提高质量。
举 例：
果胶酶；脂肪酶；α-淀粉酶；β-淀粉酶；氨基酸肽酶
03
发酵工程的应用
2.在医药工业上的应用
①发酵工程生产的药物
各种抗生素
多种氨基酸
多种激素
多种免疫调节剂
①发酵工程生产的药物的方法
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
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
①生产微生物肥料
微生物肥料的原理
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。
利用微生物代谢物抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的的发生。
常见微生物肥料：
根瘤菌肥、固氮菌肥
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
②生产微生物农药
利用微生物或其代谢物来防治病虫害
常见微生物农药：
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
拓展
微生物农药防治与化学农药防治的比较
项目 微生物农药防治 化学农药防治
防治机理 利用微生物或其代谢物来防治虫害 利用化学药剂（如杀虫剂、杀鼠剂等）进行防治
优点 成本低、无污染、可以维持生态平衡 见效快，操作简单
缺点 防止速度慢 成本高、污染环境，不利于维持生态平衡
03
发酵工程的应用
3.在农牧业上的应用
③生产微生物饲料
微生物饲料：
以微生物为发酵菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的生物发酵饲料。
单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业废料等为原料，通过发酵获得的大量微生物菌体。单细胞蛋白不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。
常见微生物饲料：
青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
03
发酵工程的应用
4.在其他方面的应用
a.利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功。
解决资源短缺与环境污染问题。
b.极端微生物的利用
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
04
课后习题
1.与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。判断下列相关表述是否正确。
(1)发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。（ ）
(2)发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。（ ）
(3)在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。（ ）
(4)通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。（ ）
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2.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力,提出解决这些问题的思路。
(1)青霉素发酵是高耗氧过程,如何能够保证在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示:血红蛋白具有携带O2的能力)
可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率。
04
课后习题
2.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力，提出解决这些问题的思路。
(2)在发酵过程中,总有头孢霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素生产菌使其只生产生青霉素，或者只产生头孢霉素呢？
可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。
3.通过微生物发酵,可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇;将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前在我国多地广泛使用的乙醇汽油。乙醇汽油的环保性令人称道。调查显示,使用乙醇汽油与使用普通汽油相比,排放到空气中的NO2、CO等均有不同程度下降。有人认为燃料乙醇“可再生”;但也有人认为,生产燃料乙醇需要消耗大量粮食,会增加粮食短缺的风险。请你尝试通过查阅资料,评估这一风险,并说明在生产时应如何规避这风险。
存在风险。在生产燃料乙醇时，为了规避这一风险，应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。
04
课后习题