资源简介

(共22张PPT)
第2单元
细胞的代谢
第8课时　发酵工程及其应用
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 了解什么是发酵工程。2. 掌握发酵工程的一般流程。3. 了解发酵工程在生产上的重要价值。
核 心 体 系
活 动 方 案
发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图1所示。谷氨酸是生物体内重要的有机小分子，谷氨酸钠是它的钠盐，是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中，谷氨酸是产量最大的种类之一。结合赖氨酸或谷氨酸的生产过程，回答相关问题。
活动一 掌握发酵工程的一般流程
图1
(1) 我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌，酵母菌与它们在结构上最主要的区别是什么？
【答案】 酵母菌有以核膜为界限的细胞核。
图2
(2) 人工控制微生物代谢的措施有哪些？图中①已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌新菌种，其方法是什么？
【答案】 改变微生物的遗传特性、控制生产过程中的各种条件。诱变育种。
(3) 在发酵过程中，产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用的发酵方式是什么？
【答案】 连续培养。
(4) 谷氨酸发酵的培养基成分主要有：葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等，发酵装置如图2所示，可以判断谷氨酸棒状杆菌的代谢类型是什么？所加氨水有哪些作用？
【答案】 异养需氧型。提供细菌生长所需氮源，调节培养液的pH。
青霉素作为治疗细菌感染的药物，是20世纪医学上的重大发现，是抗生素工业的首要产品。请回答下列问题。
活动二 了解发酵工程在生产上的重要价值
注：冷冻干燥孢子：在极低温度(－70 ℃左右)、真空干燥状态下保藏的菌种。米孢子：生长在小米或大米培养基上的孢子
(1) 目前发酵生产中常用的高产青霉素菌种是通过什么方法选育的？据图可以判断青霉菌的代谢类型是什么？生殖方式是什么？
【答案】 诱变育种(人工诱变)。异养需氧型。孢子生殖。
(2) 配制培养基时需要将其调节至________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。种子罐2又叫繁殖罐，可推测②属于发酵工程中的哪个阶段？发酵罐接种前必须进行的处理是什么？
酸性
【答案】 扩大培养。灭菌。
检 测 反 馈
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1 发酵工程在农业、食品工业、医药工业及其他工业生产上有重要的应用价值。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 啤酒发酵的过程中大部分糖的分解发生在主发酵阶段
B. 从酵母菌细胞中提取的单细胞蛋白可以制成微生物饲料
C. 在发酵工程的发酵环节中，改变发酵条件，不会影响微生物的代谢途径
D. 发酵工程需要用单一菌种进行发酵，否则会导致杂菌污染，产量下降
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【答案】 A
【解析】 啤酒发酵的过程中大部分糖的分解发生在主发酵阶段，A正确；单细胞蛋白就是微生物菌体，B错误；在发酵工程的发酵环节中，改变发酵条件，可能会影响微生物的代谢途径，C错误；发酵工程大多需要用单一菌种进行发酵，一旦有杂菌污染，可能会导致产量下降，D错误。
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2 基因工程培育的工程菌通过发酵工程生产的产品有(　　)
①石油　②人生长激素　③紫草素　④聚乙二醇　⑤胰岛素　⑥重组乙肝疫苗
A. ①③⑥ B. ②⑤⑥
C. ③⑤⑥ D. ②③⑤
【答案】 B
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3 青霉素发酵是高耗氧过程。在青霉素的发酵生产过程中总有头孢霉素产生。人们通过对青霉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种产物。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 工业化生产之前需要进行青霉菌纯培养，筛选青霉素分泌量高的优良菌种
B. 进行主发酵前一次性加足所需的营养组分以利于工业化生产
C. 通过敲除其中一种酶的基因，从而使青霉菌只产生一种产物
D. 将血红蛋白基因导入青霉菌是一种保证发酵过程中高效供氧的思路
【答案】 B
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4 巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品，根据国家标准(GB19645-2010)每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是(　　)
A. 配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min
B. 将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 min
C. 对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h
D. 统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度
【答案】 D
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5 下列关于发酵工程及其应用的叙述，正确的是(　　)
A. 分离、提纯获得微生物细胞本身或其代谢产物是发酵工程的中心环节
B. 利用黑曲霉水解大豆中的蛋白质，经过淋洗、调制成酱油产品
C. 利用酵母菌发酵产生的单细胞蛋白属于分泌蛋白，可制成微生物饲料
D. 利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病属于化学防治
【答案】 B
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6 (多选)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。下列相关表述错误的有(　　)
A. 发酵工程与传统发酵技术最大区别就是前者可以利用微生物来进行发酵
B. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身
C. 在发酵工程的发酵环节中，发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖，但不会影响微生物的代谢途径
D. 通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白
【答案】 ACD
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7 (多选)下面是某工厂液态法黄酒酿造工艺流程图。下列相关叙述正确的有(　　)
①淀粉液化(糯米＋水＋α-淀粉酶)→②淀粉糖化(加入蛋白酶、糖化酶)→③黄酒发酵(酿酒酵母和植物乳杆菌同时接种)→④发酵后处理→清爽型干黄酒
A. 过程①②需提供适宜温度、酶浓度和作用时间等
B. 酿酒酵母和植物乳杆菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白质
C. 接种植物乳杆菌的主要目的是产生乳酸为酵母发酵提供原料
D. 过程③需要通过不断通入无菌空气促进酿酒酵母的繁殖
【答案】 AB
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