第一章 第3节 发酵工程及其应用（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019）

第3节　发酵工程及其应用 [核心素养发展目标] 1.说出发酵工程的概念(生命观念)。2.阐明发酵工程的流程(生命观念、科学思维)。3.举例说明发酵工程的应用(科学思维)。4.关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用，倡导健康、安全的生活和生产(社会责任)。 　发酵工程的基本环节 1．发酵工程的概念(教材P1) 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。 2．发酵工程的基本环节及解读 【微练】 1．微思考：(1)(教材P23“思考·讨论1”改编)微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时，若生产的是微生物自身能合成的产品，应如何选择菌种？若生产的是微生物自身不能合成的产品，应如何选择菌种？ (2)发酵工程中为何必须灭菌？灭菌对象包括哪些？ 提示 (1)若生产的是微生物自身能合成的产品，则可以从自然界中先分离出相应菌种，再用物理或化学方法诱变育种，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种；若生产的是微生物自身不能合成的产品，则可用基因工程或诱变育种等方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程菌，从而达到生产相应产品的目的。 (2)发酵工程中所用的菌种大多为单一菌种，一旦有杂菌污染，杂菌与菌种之间形成竞争关系，将可能导致产量及产品品质大大下降。灭菌对象包括培养基和发酵设备等。 2．辨正误： (1)在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。(　　) (2)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。(　　) (3)发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。(　　) (4)分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。(　　) (5)在发酵工程发酵环节，发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢途径。(　　) 提示 (1)√　(2)√ (3)×　发酵工程与传统发酵技术都要利用微生物来进行发酵。 (4)√　(5)√ 　发酵工程的应用 1．发酵工程的优势 发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业及其他许多领域得到了广泛的应用。 2．发酵工程应用实例 (1)在食品工业上的应用： 判一判：基于对发酵工程在食品工业上的应用的理解，判断下列说法的正误： ①发酵工程在食品工业上的应用包括生产传统的发酵产品、生产食品添加剂、生产酶制剂。(　　) ②生产酱油的原理是以大豆为原料，利用产生脂肪酶的霉菌，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，再经淋洗，调制而成。(　　) ③啤酒的工业生产过程中的焙烤的作用是加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。(　　) ④啤酒发酵的原理是利用酵母菌在有氧条件下将糖氧化分解为酒精和CO2。(　　) ⑤α－淀粉酶、β－淀粉酶、氨基肽酶和脂肪酶及免疫调节剂等都属于酶制剂。(　　) 答案 (1)①√ ②×　提示：酱油制作过程中利用的是产生蛋白酶的霉菌。 ③√ ④×　提示：啤酒发酵的原理是利用酵母菌在无氧条件下将糖氧化分解为酒精和CO2. ⑤×　提示：免疫调节剂不属于酶制剂。 (2)在医药工业上的应用： ①发酵工程可以生产抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。 ②基因工程与发酵技术相结合生产所需要的产品。 (3)在农牧业上的应用： 主要表现在生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等方面。 (4)在其他方面的应用： ①对解决资源短缺与环境污染问题具有重要意义。 ②极端微生物的应用。 ③发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域。 【微练】 1．微思考：微生物饲料是微生物代谢产物吗？其能否作为食品添加剂？ 提示 微生物饲料实质是通过微生物发酵产生的微生物菌体，即单细胞蛋白，而非微生物的代谢产物，用酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂。 2．辨正误： (1)通过发酵工程，可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。(　　) (2)食品工业中使用的酶制剂全是通过发酵工程生产的。(　　) (3)苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害，这是微生物农药的应用例证之一。(　　) (4)乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产。(　　) (5)嗜热菌有助于提高热敏性产品的产量。(　　) 提示 (1)×　单细胞蛋白是通过发酵工程获得的大量的微生物菌体。 (2)×　食品工业中使用的酶制剂绝大多数是通过发酵工程生产的，但也有少数是由动植物生产的。 (3)√ (4)×　乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，没有乙醇，不能代替酵母菌用于乙醇的生产。 (5)×　嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。 要点1　发酵工程的基本环节 下图为发酵工程生产产品的流程图。请据图思考下列问题： (1)用于发酵的优良菌种可通过哪些途径获得？ (2)发酵工程的中心环节是什么？该环节除了要