一轮复习 人教版　传统发酵技术的应用与发酵工程（47张） 课件

1、选择性必修3 生物技术与工程第33讲 传统发酵技术的应用与发酵工程课标要求 举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的；阐明利用微生物进行发酵来生产特定的产物；举例说明发酵工程在医药、食品及其他工业生产上的应用。考点一 传统发酵技术的应用考点二 发酵工程及其应用真题演练考点一 传统发酵技术的应用必备知识 整合1.发酵的概念人们利用_,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。如酵母、曲霉和毛霉等参与腐乳形成。2.传统发酵技术直接利用原材料中_存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。微生物天然3.实例1）传

2、统发酵技术的应用：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜等的制作。2）腐乳制作：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的_，多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是_。肽和氨基酸毛霉4.泡菜的制作1）菌种：常见种类有_。其中乳酸杆菌常用于生产酸奶。制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。2）制作原理发酵实质:在_情况下,_将葡萄糖分解成乳酸。反应式:_ _。3）制作流程乳酸链球菌和乳酸杆菌无氧乳酸菌要点内容材料蔬菜应新鲜,若不新鲜,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐;清水和食盐配制质量分数为 的盐水，并煮沸冷却待用。盐水煮沸有两大作用,一是除去_,二是_防止杂

3、菌污染每次取样用具要洗净,取样后要迅速封口氧气需求泡菜坛要选择透气性差的容器,坛盖边沿水槽注满水,发酵过程中要经常补充水槽中的水,以创造无氧环境温度室温即可。过高则易滋生细菌,过低则_水中氧气杀灭细菌使发酵时间延长4）注意事项5.果酒和果醋的制作1）菌种及制作原理菌种反应简式果酒酵母菌有氧条件,大量繁殖:_ _；无氧条件,产生酒精:_ _果醋醋酸菌氧气、糖源都充足时:糖乙酸氧气充足、缺少糖源时:乙醇_乙酸,反应简式为_ _乙醛3）发酵条件果酒制作果醋制作温度 空气先通气后_全程_时间_ _ 密封通气1012782）实验流程教材基础诊断1. 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家

4、庭式或作坊式的。（选必3 P5正文）( )2. 乳酸菌是在有氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。（选必3 P5正文）( )3. 酵母菌是厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵。（选必3 P6正文）( )4. 膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。（选必3 P6探究实践）( )5. 工业上大规模生产时,通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。（选必3 P8正文）( )教材深度拓展1. （选必3 P6探究实践）制作泡菜时,盐水要煮沸后再冷却的原因是_。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为

5、了防止杀死坛内的微生物2. （选必3 P8拓展应用3）据教材P8题3的发酵装置示意图,据图分析下列问题:1） 你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗?为什么?_。应该先冲洗，再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会2） 你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染?_。需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等4） 制果醋时,为什么要适时通过充气口充气?_。醋酸菌是好氧菌，醋酸菌的生存及产生乙酸的反应都需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气重难突破1.传统发酵技术中四种常用菌种的比较项目酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学

6、分类真核生物原核生物真核生物原核生物代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧无氧生长适宜温度 室温生产应用酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜2.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化项目乳酸菌乳酸亚硝酸盐初期少（有氧气，乳酸菌活动受抑制）少增加（硝酸盐还原菌的作用）中期最多（乳酸抑制其他菌活动）增多， 下降下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）后期减少（乳酸继续积累， 继续下降，抑制自身活动）继续增多， 继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）变化曲线 续表关键能力 提升考向一 泡菜的制作过程（科学探究）1. 202

7、2山东临沂质检有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明，亚硝酸盐的含量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关（如图），下列有关叙述不正确的是( )A. 食盐的浓度越高，亚硝酸盐生成越快。亚硝酸盐含量峰值出现得越早B. 取食泡菜时，时间别太长，防止空气进入C. 臭味的产生可能与取食过程中带入坛内油脂类物质有关D. 所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌AA解析 泡菜制作过程往往有气泡产生，这是因为泡菜发酵过程中其他菌（如酵母菌）呼吸会产生二氧化碳，乳酸菌无氧呼吸不会释放二氧化碳，A错误。考向二 比较果酒、果醋制作过程和原理（科学探究）3. 2021山东聊城模拟樱桃营养丰富，含铁量位于各

8、种水果之首，常食樱桃可促进血红蛋白再生，防治缺铁性贫血，但樱桃收获期短，不耐储存、易腐烂，因此利用樱桃酿制果酒和果醋可获得较高的经济效益。下列说法错误的是( )A. 利用酵母菌酿制樱桃酒时，可以选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精B. 若要利用樱桃酒制作樱桃果醋，需要适当升高温度，并且及时通气C. 选择新鲜的樱桃除去枝梗后略加冲洗再榨汁D. 在变酸的果酒表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的C解析 选择新鲜的樱桃先冲洗再除去枝梗，然后才能榨汁，C错误。考向三 分析果酒、果醋制作的装置（科学探究）4. 如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是( )A. 改变通入气体种类,可

9、以研究呼吸作用类型对发酵的影响B. 果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C. 果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D. 气体入口与气体出口可以交换使用D解析 酵母菌是异养兼性厌氧微生物,可进行有氧呼吸和无氧呼吸,通入氧气后,酵母菌进行有氧呼吸,通入其他气体,酵母菌进行无氧呼吸,故改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响,A正确;果酒发酵中期通入氮气,装置中氧气减少,使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸,B正确;果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关,C正确;气体入口管通入液面以下,气体出口管在液面以上,不能交换使用,D错误。5. 2020山东菏泽一模如图1、图2是果酒

10、和果醋制作的实验流程和发酵装置。下列有关叙述错误的是( )B解析 酒精发酵为无氧发酵,故图2装置中的充气口在酒精发酵过程中需要关闭,B错误。题后悟道归纳制作果酒和果醋的发酵装置分析 使用方法:使用该装置制作果酒时,应该关闭充气口;制作果醋时,应将充气口连接充气泵,输入无菌空气。考点二 发酵工程及其应用必备知识 整合1.发酵工程的基本环节环节内容选育菌种性状优良的菌种可以从_中筛选出来,也可以通过_或基因工程育种获得扩大培养工业发酵罐的体积一般较大,接入的菌种总体积大。所以,在发酵之前还需要对菌种进行_配制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灭菌发酵工程中所用的菌种大多是_。培

11、养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌接种自然界诱变育种扩大培养单一菌种环节内容发酵罐内发酵这是发酵工程的_。在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、 和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的_,而且会影响微生物_分离、提纯产物，获得产品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,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的_措施来获得产品续表中心环节生长繁殖代谢物的形成过滤、沉淀提取、分离和纯化2.发酵工程的应用食品工业生产_,如酱油、各种酒类生产各种各样的_,如柠

12、檬酸、味精生产_,如果胶酶、脂肪酶医药工业采用基因工程的方法,将植物或动物的基因转移到_中,获得具有某种药物生产能力的微生物;或者直接对_进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品未来可能用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的_等化合物利用基因工程,将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物就可以作为_使用农牧业生产_,如根瘤菌肥、固氮菌肥传统的发酵产品食品添加剂酶制剂微生物菌种紫杉醇、青蒿素前体疫苗微生物肥料农牧业生产_,如井冈霉素生产_,如单细胞蛋白其他方面利用纤维废料发酵生产_等能源物质;极端微生物的研究续表微生物农药微生物饲料酒精、乙烯教材基础诊断1. 青霉

13、素是世界上第一个应用于临床的抗生素。（选必3 P22从社会中来）( )2. 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。（选必3 P22图1-9）( )3. 分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。（选必3 P23图1-9）( )4. 发酵工程中一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降。因此培养基和发酵设备都必须经过严格的消毒。（选必3 P23图1-9）( )5. 啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在后发酵阶段完成。（选必3 P24思考讨论）( )教材深度拓展1. （选必3 P23思考讨论）在进行发酵生产时,排出的气体

14、和废弃培养液等不能直接排放到外界环境中的原因是_。发酵过程中产生的气体和废弃培养液需经过相应的净化设备,达到国家排放要求后才能排放到外界环境中。因为有些气体和废弃培养液对人和生物有害或对环境造成污染2. （选必3 P28拓展应用1）如何改造青霉素生产菌使其只产生青霉素，或者只产生头孢霉素？_。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重难突破3）溶解氧好氧型微生物:溶解氧要充足;厌氧型微生物:严格的无氧环境，由发酵罐的通气口来控制。关键能力 提升考向一 发酵工程的环节（科学思维）1. 下面与发酵工程有关的叙述，不正确的是( )A. 发酵罐中必须通入无菌空

15、气B. 不经处理排放的废弃培养液是一种污染物C. 培育新菌种，可用于分解更多种类的有机污染物D. 发酵工程在医药工业、食品工业和环境保护等方面均有广泛应用A解析 发酵罐中的微生物如果是需氧微生物，则必须通入无菌空气，如果是厌氧微生物，则不能通入无菌空气，A错误。2. 2021福建福州质检下列关于发酵工程基本环节的叙述，正确的是( )A. 需要根据确定的菌种选择合适的原料配制培养基，且一般需要反复试验B. 需要对培养基和发酵设备进行消毒，以防止因杂菌污染导致的产量下降C. 选育出的菌种可以直接接种，也可以先进行扩大培养后再进行接种D. 计算机控制系统可以通过正反馈机制，使发酵罐内的发酵全过程处于

16、最佳状态A解析 需要根据确定的菌种选择合适的原料配制培养基，且一般需要反复试验，A正确；需要对培养基和发酵设备进行灭菌，以防止因杂菌污染导致的产量下降，B错误；选育出的菌种不能直接接种，要先进行扩大培养后再进行接种，C错误；计算机控制系统可以通过负反馈机制，使发酵罐内的发酵全过程处于最佳状态，D错误。考向二 发酵工程的应用（生命观念、社会责任）3. 2021山东德州质检下列对发酵工程应用的描述，错误的是( )A. 微生物肥料利用了微生物在发酵过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力B. 微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的C. 微生物饲料主要利用的是微生物菌体D. 发酵工程和

17、基因工程结合，能生产自然界不存在的蛋白质D解析 发酵工程和基因工程结合，推动了发酵工程在医药领域的发展，但是只能生产自然界已存在的蛋白质，不能生产自然界不存在的蛋白质，D错误。4. 2021山东聊城模拟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。相关叙述错误的是( )A. 传统发酵技术多是混合菌种发酵，发酵工程一般为纯种发酵B. 通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白C. 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身D. 在发酵工程中，发酵条件变化会影响微生物的生长繁殖和代谢途径B解析 单细胞蛋白是指利用发酵工程获得的大量的微生物菌体，而并非微生物的代谢产物

18、，B错误。真题演练C解析 长期干燥的酒曲中微生物处于休眠状态，可长时间保存，使用前使其活化，可加快微生物的代谢，A正确；“鱼眼汤”说明酒曲中的微生物进行细胞呼吸产生了二氧化碳，B正确；“净淘米”是为了去除杂质，而“蒸熟”是为了消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施，C错误；如果将酒曲放入刚刚蒸好的米中则过高的温度会导致酒曲中的微生物死亡，而“舒令极冷”则可防止此问题的发生，D正确。2. 2021全国乙，37，15分工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题：1） 米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的_可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供_。蛋白质碳源2） 米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的_、_能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和_。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌