1.3发酵工程及其应用课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

发酵工程及其应用 1.发酵工程的基本环节 育种 基因工程 诱变 品质 预习检查 小组长检查，课代表收集问题 过滤 干燥 纯化 溶解氧 监 测 控制 反馈 产物浓度 溶解氧 2.发酵罐 温度 排气管 进入口 排出口 空气 3.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 a.以______为主要原料，利用产生________的霉菌生产酱油。 b.以谷物或______等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。 大豆 蛋白酶 水果 ②生产各种各样的食品添加剂 食品添加剂不仅可以增加食品的_______，改善食品的______、色泽和品质，有时还可以延长食品的_________。 a.柠檬酸可以通过________的发酵制得。 b.由_________________发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 营养 口味 保存期 黑曲霉 谷氨酸棒状杆菌 ③生产酶制剂 常用酶制剂有α­-淀粉酶、___________、果胶酶、___________和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进_________、简化生产过程、改善产品的_______和口味、延长食品储存期和提高产品______等方面。 β­-淀粉酶 氨基肽酶 生产工艺 品质 产量 (2)在医药工业上的应用 ①发酵工程可以生产抗生素、________、激素和____________等。 ②基因工程、________工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。 氨基酸 免疫调节剂 蛋白质 ③应用实例 a.生长激素释放抑制激素最初从______中提取，远远不能满足需要，利用经过______改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。 b.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入________，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。 c.未来甚至还可能用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的________、____________等化合物。 羊脑 基因 酵母菌 紫杉醇 青蒿素前体 (3)在农牧业上的应用 ①生产微生物肥料 a.作用：利用微生物在代谢过程中产生的________、______________等来增进土壤肥力，改良土壤______，促进植株生长。有的微生物肥料还可以抑制土壤中____________的生长，从而减少病害的发生。 b.类型：常见的有________肥和________肥等。 有机酸 生物活性物质 结构 病原微生物 根瘤菌 固氮菌 ②生产微生物农药 a.原理：微生物农药利用微生物或__________来防治病虫害。 b.实例：苏云金杆菌可以用来防治____多种农林虫害；利用_______可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——__________可以用于防治水稻枯纹病。 ③生产微生物饲料 a.单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物______。 b.在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料______，动物食用后还能提高________。 其代谢物 白僵菌 井冈霉素 菌体 保鲜 免疫力 80 (4)在其他方面的应用 ①利用纤维废料发酵生产酒精、_______等能源物质。 ②极端微生物的利用，如________、_________可以用来生产洗涤剂，___________有助于提高热敏性产品的产量。 乙烯 嗜热菌 嗜盐菌 嗜低温菌 (1)发酵工程的中心环节是对微生物细胞本身或其代谢物进行分离、提纯(　　) (2)谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺(　　) × √ (3)现代发酵工程中所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率(　　) (4)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理(　　) × × (5)生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌(　　) × 13 任务：发酵工程基本环节分析及应用 1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素：能在低成本的________上生长，且大量高效地合成产物；发酵条件如_____、______、________等易控制；遗传性能稳定；抗噬菌体及杂菌污染能力强等。 培养基 温度 pH 溶解氧 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 提示　在发酵过程中，要随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进程。及时添加必需的营养组分，以满足菌种的营养需要。同时，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。 3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？ 提示　传统发酵技术获得的产物一般不是单一组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理。在发酵工程中，如果发酵产品是微生