第1章　第3节　发酵工程及其应用（课件 学案 练习）高中生物学人教版（2019）选择性必修3 生物技术与工程

第3节　发酵工程及其应用 1．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。 2．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。 知识点1　发酵工程的基本环节 1．发酵工程的基本环节 发酵工程的中心环节是_____。 2．发酵罐装置 发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是什么？ _____ 基于对发酵工程基本环节的认识，判断下列表述是否正确。 1．发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。 (　　) 2．发酵工程的中心环节是选育菌种。 (　　) 3．发酵工程中要对培养基进行灭菌，发酵设备不用灭菌。 (　　) 4．现代发酵工程所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率。 (　　) 阅读教材对发酵工程基本环节的介绍，思考回答下列问题。 1．现代发酵工程和传统发酵技术所用菌种的来源有什么不同？ _____ 2．与化工生产相比，为什么发酵工程的生产条件比较温和？ _____ 3．发酵过程中需要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，原因是什么？ _____ 4．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？ _____ 5．在进行发酵生产时，排出的气体和废弃的培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？ _____ 1．选育菌种 (1)常用菌种：主要是细菌、酵母菌和霉菌等。 (2)选育方法 ①从自然界中筛选出优良菌种。 ②利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。 ③利用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品的菌种。 2．扩大培养：在进行接种前，要对菌种进行扩大培养。 (1)目的：增加菌种的数量，缩短生产周期。 (2)方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 3．配制培养基 (1)类型：发酵工程一般使用液体培养基。 (2)要求 ①根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。 ②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。 ③应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 4．灭菌和接种 在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理，接种过程中要注意防止杂菌污染。 5．发酵罐内发酵条件的控制 (1)温度：通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整。 (2)溶解氧：通过控制通气量和搅拌速度加以调节。 (3)pH：通过加料装置添加酸或碱进行调节，也可以在培养基中添加pH缓冲液。 6．分离、提纯产物，获得发酵产品 发酵产品 分离提纯方法 微生物细胞 过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 代谢物 蒸馏、萃取、离子交换等方法 1．味精是以粮食等为原料经发酵制成的一种调味料，发酵中所用的谷氨酸棒状杆菌菌种大都从自然界筛选获得，下图是以小麦为原料生产味精的工艺流程图。下列分析正确的是(　　) A．发酵前将菌种接种到摇瓶培养是为了进一步选育和纯化菌种 B．发酵前调整好温度、pH等条件，发酵过程中需关闭发酵罐通气阀门，同时需不断搅拌 C．通过基因工程育种可以对谷氨酸棒状杆菌进行定向改造，以获取性状优良的菌种 D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀和纯化等方法获取菌体，并将菌体破碎后提取单细胞蛋白 2．(2022·山东等级考)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　) A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 知识点2　发酵工程的应用 1．特点 (1)_____。 (2)原料来源丰富且价格低廉。 (3)_____。 (4)废弃物对环境的污染小和容易处理。 2．在食品工业上的应用 (1)生 ... ...