高中生物发酵工程的知识点

高中生物发酵工程的知识点

发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备

微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。下面我

给大家共享一些高中生物发酵工程的学问，盼望能够关心大家，欢迎

阅读！

高中生物发酵工程的学问1

发酵

无氧呼吸假如不用于高等动植物和人体，而用于微生物则叫作发

酵。发酵与无氧呼吸的共同点是：H+和e的最终受体都不是氧，并且

呼吸底物只是部分地被氧化，所以最终形成的产物有酒精、乳酸等需

要指出的是，发酵工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，如醋酸发

酵就是需要氧的。

1.酒精发酵酵母菌和其他一些微生物，在缺氧的状况下，以酒精

发酵的形式进行无氧呼吸，这是由于它们的细胞内含有乙醇脱氢酶。

酒精发酵的第一个阶段，与糖酵解的步骤完全相同。然后在缺氧的状

况下，丙酮酸就在丙酮酸竣化酶的作用下，脱装形成乙醛，乙醛则在

乙醇脱氢酶的作用下，被糖酵解产物一一NADH还原为酒精（乙醇）。酒

精发酵的总反应式是：C6Hl2O6+2ADP+2Pi32c2H50H+2co2+2ATP

概括地说,1分子葡萄糖经过酒精发酵后所供应的可利用的能量,

只是糖酵解过程中净得的2分子ATP,该葡萄糖分子中原有的大部分

能量则存留在酵母菌不能利用的酒精中。所以说，酒精发酵是产生

ATP的一条低效途径。

2.乳酸发酵乳酸发酵也不需要氧的参加，1分子葡萄糖经乳酸发

酵后，形成2分子乳酸，所供应的可利用的能量，同样只是糖酵解过

程中净得的2分子ATPo葡萄糖分解成丙酮酸的状况与上述酒精发酵

相同，只是丙酮酸是在乳酸脱氢酶的作用下还原成乳酸，同时还原型

辅酶l(NADH)被氧化成氧化型辅酶l(NAD+),从而保证了乳酸发酵的持

续进行。乳酸发酵的总反应式是：C6Hl2O6+2ADP+2P-2c3H6O3+2ATP

乳酸菌可以使牛奶发酵而成酸牛奶或奶酪。止匕外，泡菜、酸菜、青贮

饲料能够较长时间地保存，也都是利用乳酸发酵积累的乳酸抑制了其

他微生物活动的原因。

高中生物发酵工程的学问2

重点学问：

1.发酵工程:是依据生物学，化学和工程学的原理进行工业规划的

经营和开发微生物，动植物细胞及其亚细胞组分,进而利用生物体所具

有的功能元件来供应商品而服务于社会的一门综合性科学技术.

2.发酵动力学:讨论微生物生长，产物合成，底物消耗之间动态定量

关系,定量描述微生物生长和产物形成的过程.

3.生物反应过程特点：①发酵原料的选择和预处理②菌种的选

育和扩大培育③微生物发酵和掌握④产品的分别和纯化

高中生物发酵工程的学问3

1、菌种培育

由于从自然界分别的菌种不肯定能满意生产的要求，因此必需对

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菌种进行改造，如何改造培育优良菌种呢？

第一，生产微生物直接合成的产物，即微生物的自然产品，如

抗生素、氨基酸等，先从自然界分别出相应的菌种，再用物理或化学

的（方法）进行诱变育种，从中筛选出产量高的菌株用于生产。例如

生产用青霉菌的培育过程。

其次，生产微生物不能合成的产物，如人的生长激素、胰岛素等

产品，则用细胞工程、基因工程对微生物的遗传特性进行定向的改造,

构建工程菌来达到生产相应产品的目的。例如单克隆抗体、白细胞介

素一2、抗血友病因子的生产。

2、两次培育

发酵工程的几个环节中有两次对微生物进行培育，第一次是对菌

种的扩大培育，其次次是发酵生产产品过程时的培育。它们有何区分

呢？

第一，两次培育的目的不同。扩大培育是为了让菌种在短时间内

快速繁殖，以便得到大量的菌种用于生产。而发酵过程的培育是为了

获得生物产品、单细胞蛋白或者是发酵产物。

其次，两次培育的条件不相同。例如：酒精发酵，扩大培育要在

有氧的条件下进行，让酵母菌进行有氧呼吸，获得的能量多，短时间

内大量繁殖使自己在培育基中成为优势种群，发酵过程的培育要在厌

氧的条件下进行才能产生酒精;又如谷氨酸发酵，谷氨酸棒状杆菌扩

大培育要求C：N=4：1,菌体大量繁殖，发酵过程的培育C：N=3：1

才能大量合成谷氨酸。

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3、菌体生长规律

讨论微生物的生长规律是为发酵供应理论依据，是将少量的单一

菌种接种到恒定容积的液体培育基中，在相宜条件下培育并定期取样

测定菌体的群体生长规律，由于养分物质有限，菌体生长有调整期、

对数期、稳定期、衰亡期四个阶段。但是发酵工程的发酵阶段是为了

最大限度地得到产品，要进行连续培育，所以只有调整期、对数期、

稳定期三个阶段，没有衰亡期

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