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选择性必修第一章第3节　
发酵工程及其应用导学案
【学习目标】
1.能够说出发酵工程的基本环节
2.能够说出发酵工程在食品、医药、农牧业等方面的应用
【重点难点】
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
【预习案】
【预习指导】
1. 通读教材（22页-27页）一遍，再依据导学案问题提示，进一步研读教材一遍，并用铅笔标记和勾画问题的答案。
2. 在研读课本的基础上，独立填写预习案，规范书写，将疑问写在疑问栏。
一、发酵工程的基本环节
发酵工程一般包括　　　　　，扩大培养，培养基的配制、　　，接种，　　，产品分离、提纯等方面。
选育菌种：
性状优良的菌种可以从　　　中筛选出来，也可以通过　　　　或　　　　　　获得。
扩大培养：
工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，因此在发酵之前还需要对菌种进行　　　　。
配制培养基：
在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。培养基的配方要经过　　　　才能确定。
灭菌：
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。因此，　　　和　　　　都必须经过严格的灭菌。
接种：
扩大培养的菌种和灭菌后的　　　加入发酵罐中。大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。
发酵罐内发酵：
在发酵过程中，要随时检测培养液中的　　　　　、　　　　等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的　　　　，要严格控制　　、　　和溶解氧等发酵条件。
分离、提纯产物：
如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用　　　　　等方法将菌体分离和干燥得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的　　　　　　　　措施来获得产品。
二、发酵工程的应用
1．在食品工业上的应用
(1)生产传统的发酵产品，如　　　　　　　。
(2)生产各种各样的食品添加剂，如通过　　　发酵制得的柠檬酸，由　　　　　发酵生产味精。
(3)生产酶制剂，如α?淀粉酶、β?淀粉酶、脂肪酶等。
2．在医药工业上的应用
　　工程、　　　工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
3．在农牧业上的应用
(1)生产微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的　　　、　　　　　　等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，常见的有　　　　、　　　　等。
(2)生产微生物农药。微生物农药是利用　　　或　　　　来防治病虫害的。微生物农药作为　　　　的重要手段，将在农业的
　　　　　方面发挥越来越重要的作用。
(3)生产微生物饲料。微生物含有丰富的　　　。以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的　　　　　，即单细胞蛋白，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。
4．在其他方面的应用
发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决　　　
　　　　　和　　等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
【体系构建】
【我的疑问】（请把你的疑问写在下面）


【预习自测】
1．通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下面有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是
A．溶氧充足时，发酵液中有乳酸的积累
B．发酵液中碳源和氮源比例的变化不影响谷氨酸的产量
C．菌体中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和产量的提高
D．发酵液PH值呈碱性时，有利于谷氨酸棒状杆菌生成乙酰谷氨酰胺
2．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品，不包括
A．白细胞介素—2 B．干扰素 C．聚乙二醇 D．重组乙肝疫苗
3．发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法不包 括（ ）
A．根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸
B．根据微生物缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子
C．根据微生物对碳源需要的差别，使用含不同碳源的培养基
D．根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗菌素
4．关于发酵过程产物检验的说法，正确的是（　　）
A．果汁发酵是否产生酒精，可用NaOH来检验
B．检验醋酸产生的简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定
C．在用比色法测定亚硝酸盐含量时，可以不必配制标准显色液
D．测定果酒、果醋的产生和亚硝酸盐的含量均可用品尝法
5．某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是（ ）
A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
6．发酵工程的正确操作过程是：
①发酵 ②培养基的配制 ③灭菌 ④产品的分离与提纯 ⑤菌种的选育 ⑥扩大培养和接种
A．①③④⑤②⑥ B．⑤②③⑥①④
C．②⑤③①⑥④ D．⑥⑤②④③①
7．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示,①为土壤样品。下列相关叙述错误的是（　　）
A．使用平板划线法可以在⑥上获得单个菌落
B．如果要测定②中活细菌数量,常采用稀释涂布平板法
C．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源
D．涂布平板法在③培养皿中长出的菌落数一定等于最初的活菌数
8．传统发酵技术和现代发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生产的，下列微生物在发酵生产产品过程中需要提供空气或氧气的是 （ ）
①酵母菌 ②醋酸菌 ③乳酸菌 ④毛霉 ⑤谷氨酸棒状杆菌
A．④⑤ B．①②④⑤ C．①②③ D．②④⑤
9．由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述，正确的是（ ）
A．日常生活中食用的酱油的制作以大麦为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸
B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C．味精是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的
D．由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和，因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH
10．随着人们对发酵原理认识的不断深入，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的成功设计，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品。下列有关发酵工程过程的叙述，错误的是（ ）
A．发酵工程的过程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制，灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等
B．选育菌种都是通过基因工程育种、诱变育种等方法获得的
C．扩大培养的目的是使优良菌种大量繁殖，便于得到足够多的菌种
D．产品的分离与提纯要根据产物的类型采用不同的分离方法
参考答案
1．C
2．C
3．A
4．B
5．B
6．B
7．D
8．D
9．D
10．B

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