1.3 发酵工程及其应用 学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 1.3 发酵工程及其应用 学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 17.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-26 16:51:07 | ||
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文档简介
第3节 发酵工程及其应用
学习目标:
1.概述发酵工程的一般流程
2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品
3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值
学习内容：
一、发酵工程的基本环节
1.发酵工程一般包括 ， ， ，
， 等方面。
(1)配制培养基：结合 特点配制培养基
(2) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(3)选育菌种：菌种的三个来源: ， ，
(4) ：快速增加菌种数量
(5) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(6)发酵罐内发酵：
a.监测并控制温度、pH、 、罐压等发酵条件使发酵全过程处于最佳状态
b.随时检测培养液中 、 等,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分等。
(7)分离、提纯产物：
a.若发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用 、 等方法将菌体分离、干燥
b.若发酵产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
2.发酵罐
(1)温度、pH、溶解氧是影响代谢途径的重要因素。应根据代谢途径控制发酵条件，如谷氨酸发酵过程需要 供应，在 性条件下会积累谷氨酸；在 性条件下则容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。
(2)传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。
(3)发酵生产排出的气体和废弃物 （能不能）直接排放到外界环境中。
(4)培养基和发酵设备都必须经过严格的 。
(5) 的控制直接影响发酵产品的质和量。
(6)发酵工程可大批量生产发酵产品，降低相应的生产成本和使用成本。
二、发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
(1)生产 产品,如酱油、各种酒、醋等
(2)生产食品添加剂，如柠檬酸、 (加工成味精)等
(3)生产 :如淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等
2.在医药工业上的应用
(1)生产抗生素,如诱变青霉菌得到高产菌株用于生产
(2)结合 工程培育能够生产动植物激素的“工程菌" ,用来生产激素
(3)结合基因工程生产疫苗等
3.在农牧业上的应用
(1)生产 :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,促进植株生长常见的有根瘤菌肥、固氧菌肥等
(2)生产 :利用微生物或其代谢物来防治病虫害.如利用苏云金杆菌产生毒蛋白来防治多种农林虫害
(3)生产 ：如用单细胞蛋白制成的微生物饲料,能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高,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
4.在其他方面的应用
(1)对解决资源短缺与环境污染问题有重要意义,如利用纤维废料发酵生产 等能源物质
(2)一些极端微生物的应用,如利用嗜热菌、嗜盐菌来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高
产品的产量
三、课堂练习
1.下列有关发酵工程应用的叙述，正确的是( )
A.发酵完成后分离出的菌体均可作为动物饲料
B.发酵工程不能用于传统发酵食品的生产
C.利用基因工程选育的菌种可用于酶制剂、疫苗、激素等的生产
D.将发酵液中的微生物分离出来就是微生物肥料，可大大增进土壤肥力
2．发酵工程广泛应用于多个行业，下列有关叙述错误的是( )
A．黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种
B．啤酒酿制终止后，可得到啤酒、单细胞蛋白等产品
C．用纤维废料发酵得到酒精，可减少环境污染、减缓能源短缺问题
D．用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗
3．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是( )
A．生产抗生素 B．生产免疫调节剂
C．生产激素 D．生产紫杉醇
答案
一、1.菌种的选育 扩大培养 培养基的配制、灭菌 接种 发酵 产品的分离、提纯
(1)菌种的代谢 (2)灭菌 (3)从自然界中筛选 透变育种 基因工程育种
(4)扩大培养 (5)接种 (6)a.溶解氧b.微生物数量 产物浓度 (7) a.过滤 沉淀
2. 排气管 排出口 温度 进入口 空气
(1)充足的氧气 中性和弱碱 酸
(3)不能
(4)灭菌
(5)发酵条件
二、1. (1)传统发酵 (2)食品添加剂 谷氨酸 (3)酶制剂
2. (1)青霉素(2)基因
3.在农牧业上的应用
(1)微生物肥料 (2)微生物农药 (3)微生物饲料
4. (1)酒精、乙烯 (2)热敏性
三、
1.答案 C
解析 有些微生物的菌体含有激素、抗生素等，不适合作为动物饲料，A错误；利用发酵工程能生产传统发酵食品，B错误；微生物肥料是指微生物代谢产生的有机酸、生物活性物质等，D错误。
2.答案 D
解析 黑曲霉产生的蛋白酶可将大豆中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，进一步加工为酱油，柠檬酸也可通过黑曲霉发酵获得，A正确；啤酒酿制终止后，可通过过滤、沉淀等手段获得酵母细胞(单细胞蛋白)，将滤液加工后得到啤酒，B正确；纤维废料分解得到葡萄糖，其经过发酵得到酒精，既减少了环境污染，又减缓了能源短缺问题，C正确；新冠病毒减毒疫苗是新冠病毒经过减毒处理得到的，需用特定的动物细胞进行培养，病毒不能独立地在液体培养基中生长繁殖，D错误。
3.答案 D
解析 紫杉醇、青蒿素前体等化合物目前只能从植物体中分离提取，还不能用微生物来生产。
学习目标:
1.概述发酵工程的一般流程
2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品
3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值
学习内容：
一、发酵工程的基本环节
1.发酵工程一般包括 ， ， ，
， 等方面。
(1)配制培养基：结合 特点配制培养基
(2) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(3)选育菌种：菌种的三个来源: ， ，
(4) ：快速增加菌种数量
(5) ：避免因杂菌污染而影响产品品质和产量
(6)发酵罐内发酵：
a.监测并控制温度、pH、 、罐压等发酵条件使发酵全过程处于最佳状态
b.随时检测培养液中 、 等,以了解发酵进程,还要及时添加必需的营养组分等。
(7)分离、提纯产物：
a.若发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后采用 、 等方法将菌体分离、干燥
b.若发酵产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品
2.发酵罐
(1)温度、pH、溶解氧是影响代谢途径的重要因素。应根据代谢途径控制发酵条件，如谷氨酸发酵过程需要 供应，在 性条件下会积累谷氨酸；在 性条件下则容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺。
(2)传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产品需根据发酵产品类型进行分离、提纯。
(3)发酵生产排出的气体和废弃物 （能不能）直接排放到外界环境中。
(4)培养基和发酵设备都必须经过严格的 。
(5) 的控制直接影响发酵产品的质和量。
(6)发酵工程可大批量生产发酵产品，降低相应的生产成本和使用成本。
二、发酵工程的应用
1.在食品工业上的应用
(1)生产 产品,如酱油、各种酒、醋等
(2)生产食品添加剂，如柠檬酸、 (加工成味精)等
(3)生产 :如淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶等
2.在医药工业上的应用
(1)生产抗生素,如诱变青霉菌得到高产菌株用于生产
(2)结合 工程培育能够生产动植物激素的“工程菌" ,用来生产激素
(3)结合基因工程生产疫苗等
3.在农牧业上的应用
(1)生产 :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,促进植株生长常见的有根瘤菌肥、固氧菌肥等
(2)生产 :利用微生物或其代谢物来防治病虫害.如利用苏云金杆菌产生毒蛋白来防治多种农林虫害
(3)生产 ：如用单细胞蛋白制成的微生物饲料,能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高,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
4.在其他方面的应用
(1)对解决资源短缺与环境污染问题有重要意义,如利用纤维废料发酵生产 等能源物质
(2)一些极端微生物的应用,如利用嗜热菌、嗜盐菌来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高
产品的产量
三、课堂练习
1.下列有关发酵工程应用的叙述，正确的是( )
A.发酵完成后分离出的菌体均可作为动物饲料
B.发酵工程不能用于传统发酵食品的生产
C.利用基因工程选育的菌种可用于酶制剂、疫苗、激素等的生产
D.将发酵液中的微生物分离出来就是微生物肥料，可大大增进土壤肥力
2．发酵工程广泛应用于多个行业，下列有关叙述错误的是( )
A．黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种
B．啤酒酿制终止后，可得到啤酒、单细胞蛋白等产品
C．用纤维废料发酵得到酒精，可减少环境污染、减缓能源短缺问题
D．用液体培养基可大规模生产新冠病毒减毒疫苗
3．目前发酵工程在医药工业上的应用还没有实现的是( )
A．生产抗生素 B．生产免疫调节剂
C．生产激素 D．生产紫杉醇
答案
一、1.菌种的选育 扩大培养 培养基的配制、灭菌 接种 发酵 产品的分离、提纯
(1)菌种的代谢 (2)灭菌 (3)从自然界中筛选 透变育种 基因工程育种
(4)扩大培养 (5)接种 (6)a.溶解氧b.微生物数量 产物浓度 (7) a.过滤 沉淀
2. 排气管 排出口 温度 进入口 空气
(1)充足的氧气 中性和弱碱 酸
(3)不能
(4)灭菌
(5)发酵条件
二、1. (1)传统发酵 (2)食品添加剂 谷氨酸 (3)酶制剂
2. (1)青霉素(2)基因
3.在农牧业上的应用
(1)微生物肥料 (2)微生物农药 (3)微生物饲料
4. (1)酒精、乙烯 (2)热敏性
三、
1.答案 C
解析 有些微生物的菌体含有激素、抗生素等，不适合作为动物饲料，A错误；利用发酵工程能生产传统发酵食品，B错误；微生物肥料是指微生物代谢产生的有机酸、生物活性物质等，D错误。
2.答案 D
解析 黑曲霉产生的蛋白酶可将大豆中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，进一步加工为酱油，柠檬酸也可通过黑曲霉发酵获得，A正确；啤酒酿制终止后，可通过过滤、沉淀等手段获得酵母细胞(单细胞蛋白)，将滤液加工后得到啤酒，B正确；纤维废料分解得到葡萄糖，其经过发酵得到酒精，既减少了环境污染，又减缓了能源短缺问题，C正确；新冠病毒减毒疫苗是新冠病毒经过减毒处理得到的，需用特定的动物细胞进行培养，病毒不能独立地在液体培养基中生长繁殖，D错误。
3.答案 D
解析 紫杉醇、青蒿素前体等化合物目前只能从植物体中分离提取，还不能用微生物来生产。