2024届高三生物一轮复习知识清单选择性必修三 第 1 讲 发酵工程

生物高考一轮知识必背 (选择性必修三) 第 1 讲 发酵工程 1、发酵工程是指利用微生物的 ,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的 、产物的分离和提纯等方面。 2、1857 年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的 引起的。此后,人们才开始了解发酵的本质。 3、发酵是指人们利用 ,在适宜的条件下,将原料通过 转化为人类所需要的产物的过程。不同的微生物具有产生不同代谢物的能力,因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。 4、腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵制作的大豆食品。经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成 ,味道鲜美,易于消化吸收,而腐乳本身又便于保存。 5、多种微生物参与了豆腐的发酵,如酵母、 等,其中起主要作用的是毛霉。像这种直接利用原材料中 ,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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。 6、传统发酵以混合菌种的 及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。利用传统发酵技术制作的食品还有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等,它们是我国传统饮食文化的重要组成部分。 7、传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。乳酸菌是 细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸(如图 1),可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。乳酸菌种类很多,在自然界中分布 ,空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。常见的乳酸菌有 和 。 图 1 乳酸发酵的反应 8、 酵母菌是一类单细胞 ,能以多种糖类作为营养物质和能量的来源,因此在一些含糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现酵母菌的存在。酵母菌是 微生物,在无氧条件下能进行 (如图 2),可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素,酿酒酵母的最适生长温度约为 。 图 2 酒精发酵的反应 9、制作传统泡菜是利用植物体表面天然的 来进行发酵的。发酵期间,乳酸会不断积累,当它的质量分数为 0.4%~0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。 10、用清水和食盐配制质量分数为 的盐水,并将盐水 ,冷却待用。向坛盖边沿的水槽中注满水,并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水,根据室内温度控制发酵时间。 11、泡菜在腌制过程中会有 产生。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。 12、醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将 分解成乙酸(如图 3);当缺少糖源时则直接将乙醇转化为 ,再将乙醛变为乙酸(如图 3)。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为 。 图 3 醋酸发酵的反应 13、许多新鲜水果(如葡萄)的 附着有大量的不同种类的野生酵母菌。在这些酵母菌的作用下,水果可以发酵成果酒。在 的条件下,果酒经醋酸菌的作用还可以进一步发酵成果醋。 14、用榨汁机榨取葡萄汁,将葡萄汁装入发酵瓶中(注意:要留有大约 的空间),盖好瓶盖。将温度控制在 进行发酵。在发酵过程中,每隔12 h左右将瓶盖 一次(注意:不是打开瓶盖),此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10~12 d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。 15、当葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布,进行葡萄醋的发酵。发酵温度为 ,时间为 。 图4不同时间泡菜中亚硝酸盐 16、微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称,包括 及一些原生生物等。本章中提及的微生物主要指用于发酵的 。 17、人们按照微生物对 的不同需求,配制出供其 的营养基质—培养基,用以 、保存微生物或积累其代谢物。其中,不含 (如琼脂)、呈液体状态的培养基为液体培养基,呈固体状态的培养基为固体培养基。在液体培养基中加入琼脂后制成的琼脂固体培养基,是实验室中最常用的培养基之一。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长,可以形成 的菌落。 18、虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有 (提供碳元素的物质)、 (提供氮元素的物质)和 等营养物质。 19、牛肉膏和蛋白胨来源于 ,含有 和有机氮等营养物质。 图51000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 20、 在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对 、 以及O2的需求。例如,在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加 ;在培养霉菌时,一般需要将培养基调至 ;在培养细菌时,一般需要将培养基调至 ;在培养厌氧微生物时,需要提供 的条件。 21、获得纯净的微生物培养物的关键是 。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。 22、消毒是指使用较为温和的 等方法杀死物体表面或内部一部分 。灭菌则是指使用 的理化方法杀死物体内外 微生物, 。 23、消毒和灭菌工作主要包括两个方面:对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和 ;将用于微生物培养的器