第1章发酵工程课件高二下学期生物人教版选择性必修3

第1章

发酵工程任务一：了解传统发酵技术1、知道常见的发酵产品及参与的主要菌种2、从传统发酵技术到发酵工程的探索之路古人酿酒微生物发酵生产青霉素等抗生素发酵生产胰岛素、干扰素发酵生产谷氨酸综合研究多种产品发酵工程：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。传统发酵技术：人们利用微生物，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。任务二：理解传统发酵技术的原理实例1：腐乳制作3、人类所需要的产物：1、微生物：2、适宜条件：

原理：利用原料中天然存在的毛霉等多种微生物，产生蛋

白酶，将豆腐中的蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。实例2：泡菜制作1、微生物：

原理：利用植物体表面的乳酸

菌，在无氧条件下将有

机物转化为乳酸。①在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施是什么？②为什么泡菜坛只能装八成满？③盐水要煮沸后冷却使用的目的是什么？④用盐过多时，制作的泡菜会“咸而不酸”，原因是什么？2、结果分析提示:a。选择的泡菜坛要密封性好。b。加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。c。盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。提示:在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等较为活跃，它们可进行发酵，发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不太容易完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。泡菜坛留有一定的空间，也更方便拿取泡菜。提示:煮沸的目的是除去水中的氧气，杀灭盐水中的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。提示:盐过多，抑制了乳酸菌发酵。3、泡菜品质检验：乳酸亚硝酸盐盐乳酸菌实例3：果酒、果醋制作制作1、微生物：

原理：利用果皮表面附着的

野生酵母菌，在有氧

条件下，将有机物转

化为酒精/酸酸。出料口排气口充气口2、发酵装置的改进拧松是为了及时放出CO2气体，防止爆裂；不打开是为了防止杂菌污染。排气口：主要是排出CO2，排气口要

通过一个长而弯曲的胶管与

瓶身相连，目的是防止杂菌污染出料口：对发酵情况进行及时的监测3、结果分析（1）制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18~30℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30~35℃？（2）在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？（3）在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵，原因是什么？（4）醋酸菌醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。1提示温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30~35℃，因此要将温度控制在30~35℃。2提示制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。3提示在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。4提示醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。6、评价①会书写酿酒和醋（2个）的方程式。②会检验产品（酒精）。③酿酒装置酿醋装置转换时，需要调整哪些条件？④如果实现酒、醋的工业化生产，还需要解决哪些实

际问题？⑤市场上售卖的白酒、醋制品，是发酵产品的直接包

装吗？任务三：掌握实验室培养微生物的技术培养基无菌技术微生物的纯培养1、培养基的配制原则种类步骤营养水、碳源、氮源、无机盐计算↓称量↓溶解↓调pH↓灭菌满足营养种类需求、比例合适分析培养基配方表思考1：不同物质为微生物提供的是哪类营养？微生物用此类营养合

成自身哪种物质？思考2：两个培养基的类型一样吗？判断理由？2、无菌技术目的关键区别芽孢：细菌在一定条件下产生的具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物的一种休眠体，使细菌度过不利环境。孢子：是真菌通过有丝分裂或减数分裂产生的一种生殖细胞。离体后可直接或间接发育成新个体。3、微生物的纯培养概念步骤实例配制培养基、灭菌、接种、分离、培养倒平板描述4个阶段，关注倒平板操作的温度平板划线法阅读教材，思考以下问题：思考1：接种仪器如何灭菌？灭菌后

直接接种吗？为什么？思考2：整个过程都需在酒精灯火焰

旁进行，原因是什么？思考3：每次划线为什么都要从上一

次划线的末端开始？思考4：第一次划线和最后一次划线，

为什么不能相连？任务四：微生物的选择培养和计数在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，叫选择培养基。思考1：若想将土壤中分解尿素的细菌分离出来，应如何设

计培养基配方？思考2：如何确定尿素已分解？尿素作用肥料如何发挥作用？稀释涂布平板法系列稀释涂布平板将菌液稀释10倍或105如何实现？接种工具如何灭菌？涂布培养后结果如何？如何计数？1、为了保证结果准确，一般选择菌落数多少的平板进行计数？

2、用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低，为

什么？3、某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数平均

值为234个，（涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL），

那么每克样品中的细菌数是多少？

关于稀释涂布法计数的思考：拓展补充:影印接种任务五：了解发酵工程的基本环节①选育菌种②扩大培养③培养基的配置④灭菌⑤接种⑥发酵产品的分离、纯化等方面发酵工程：利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。自然界中筛选诱变育种和基因工程育种培养基发酵设备菌体：过滤沉淀代谢物：提取分离纯化①随时检测培养液中微生物数量、产物浓度以了解发酵进程②及时添加必备的营养物质来延长菌体生长稳定期的时间，得到更多的发酵产品③要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件，来保证产品的产量和质量任务六：了解发酵工程的应用1、在食品工业上的应用2、在医药工业上的应用3、在农牧业上的应用4、其他方面的应用①生产条件温和②原料来源丰富、价

格低廉③产物专一④废弃物对环境的污

染小、易处理①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的食品添加剂。③生产酶制剂。1、在食品工业上的应用啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别2、在医药工业上的应用①获得具有某种药物生产能力的微生物。②直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所

需要的产品。③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，获得的表达产物可以作为

疫苗使用。3、在农牧业上的应用生产微生物肥料、农药和饲料4、其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产

洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。延伸应用