第1章 第3节 发酵工程及其应用-【全频累积】2023高中生物选择性必修3知识点考点全频积累（人教版2019）

411 选择性必修 3 第 1 章 发酵工程 用 法。据图分析，拟杆菌新菌株在 以 为碳源时生长状况最好。 （2）研究发现，将采集的样品置于各种培 养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛 选出来，推测其原因可能是 。（答一点即可） （3）藻类细胞解体后的难降解多糖物质， 通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生 态系统组成成分的角度考虑，拟杆菌对深海 生态系统碳循环的作用可能是 。 （4）深海冷泉环境特殊，推测此环境下 生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶， 除 具 有 酶 的 一 般 共 性 外 ， 其 特 性 可 能 还 有 。 在“科学号”考察船对中国南海科考中，中 国科学家采集了某海域1 146 m深海冷泉附近 沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌 株并进一步研究了其生物学特性。 回答下列问题： （1）研究者先制备富集培养基，然后采 用 法灭菌，冷却后再接入 沉积物样品，28 ℃厌氧培养一段时间后， 获得了含拟杆菌的混合培养物，为了获得 纯种培养，除了稀释涂布平板法，还可采 第3节  发酵工程及其应用 知识梳理·探究笔记 解决基本知识问题 知识点1  发酵工程的概念及基本环节 1. 发酵工程的概念：发酵工程是指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 发酵是指人们借助微 生物在有氧或无氧条件下 的生命活动来制备微生物 菌体本身或直接代谢物或 次级代谢物的过程繁殖快、易培养、成本低是发酵工程能够迅 猛发展的主要原因 知识点2  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（酱油和各种酒类）。 （2）生产各种各样的食品添加剂（如柠檬酸和谷氨酸等）。 （3）生产酶制剂（α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶和脂肪酶等）。 2. 在医药工业上的应用 生产抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。 3. 在农牧业上的应用 （1）生产微生物肥料，如根瘤菌肥、固氮菌肥等。 412 高中知识点考点全频累积　生物学 （2）生产微生物农药，如苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素等。 （3）生产微生物饲料，如单细胞蛋白。 4. 在其他方面的应用 （1）利用纤维素废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。 （2）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。 考向突破·指点迷津 解决考试能力问题 考向  发酵工程的基本环节 【考向剖析】 （1）选育菌种 ① 常用菌种：主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等。 ② 选育方法： a. 从自然界中筛选出优良菌种。 b. 利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。 为微生物的菌体 开发新能源，减少温室效应 生存于极端环境中的微生物对科研等方面有重要意义 原核生物 其原理为基因突变 c. 利用基因工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品的 菌种。 （2）扩大培养：在进行接种前，要进行扩大培养。 ① 目的：增加菌种的数量，缩短生产周期。 ② 方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 （3）配制培养基 ① 类型：发酵工程一般使用液体培养基。 ② 要求： a. 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。 b. 培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为 微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。 c. 应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 （4）灭菌和接种：在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理，接种过程中要注 意防止杂菌污染。 （5）发酵罐内发酵条件的控制 ① 温度：通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整。 ② 溶解氧：通过控制通气量和搅拌速度加以调节。 其原理为基因重组 通常通过液体培养基进行 使菌体与营养物质充分接触，促进菌 种的生长繁殖 如谷氨酸发酵过程需要充足的氧气供应，在中性和弱 碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨 酰胺和N-乙酰谷氨酰胺 发酵罐在使用前要进行灭菌，培养基和发酵设备 一般用高压蒸汽灭菌，空气采用过滤的方法除菌 对于需氧发酵，为了防止杂 菌污染，应该从空气入口通入无 菌空气 413 选择性必修 3 第 1 章 发酵工程 最适pH时酶的活性最高 【典例】（江苏经典高考）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