第1章 第3节 发酵工程及其应用-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2024）

生物学选择性必修3课堂学案 第3节 发酵工程及其应用 答案精解P0 课标要求]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、安全的生活和生产方式（社会责任）。 教材梳理·新知全解 知识点1发酵工程的基本环节 知识点2发酵工程的应用 1.发酵工程的概念（教材P) L.发酵工程的优势 利用 的特定功能，通过 技术， 发酵工程以其生产条件 ,原料来源 规模化生产对人类有用的产品。 且价格低廉、产物 ,废弃物对 环境的 和容易处理等特点，在食品工 2.发酵工程的基本环节及解读 业、 工业和农牧业等许多领域得到了广 从然界中饰，心过 工拉种确足，贷 成出岗巴 车京代认拍举片. 程竹静伙得 批养上的控方朱环过 泛的应用 小带滴审 2.发酵工程应用实例 发：之前品讨莉 ,发学上程十所用的 打璃养 代种大多位 州经作特的我口 (1)在食品工业上的应用 促种。有充 南可能产量大大下 群，因此，雅和 ①生产传统的发酵产品 可坊推兰或发秘中 球爸 类种打应网种 过严格火富 a.以 为主要原料，利用产生 的霉菌（如黑曲霉）生产酱油。 发装姥兴 校篇护养液中的0 产渴深等，以「许发选社 发 2讨活抓西需的处 一，竖严样松例退 b.以谷物或 等为原料，利用酿酒酵母 等发卡杀什 发蝶产品是盔特 在发 发酵生产各种酒类。 高、绳 等法代体分典和 地.即可到产站 2发脖品是代谢物，可根拆产物的件质采取行当的 ②生产各种各样的食品添加剂 持地来衣视产品 食品添加剂不仅可以增加食品的 ,改 盐很产 善食品的 色泽和品质，有时还可 【裤正误】 以延长食品的 (1)在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵 a.柠檬酸可以通过 的发酵制得。 母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 ( b.由 发酵可以得到 (2)与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类 谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 更加丰富，产量和质量明显提高。 ( ③生产酶制剂 (3)发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前 常用酶制剂有α一淀粉酶 果胶酶、 和脂肪酶等。目 者可以利用微生物来进行发酵。 前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接 (4)分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可 生产、改进 、简化生产过程、 采用过滤、沉淀等方法。 ( 改善产品的 和口味、延长食品储 (5)在发酵工程发酵环节，发酵条件变化不仅会 存期和提高产品 等方面。 影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物的代谢 (2)在医药工业上的应用 途径。 ①发酵工程可以生产抗生素、 24 第1章发酵工程 激素和 糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量 ②基因工程 工程等的广泛应用 的微生物 即单细胞蛋白。 给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。 b.在青贮饲料中添加乳酸菌.可以提高饲料的 (3)在农牧业上的应用 品质，使饲料 ,动物食用后还能提高 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 (4)在其他方面的应用 等来增进土壤肥力，改 ①利用纤维废料发酵生产酒精 良土壤 ,促进植株生长。有的微生物 等能源物质。 肥料还可以抑制土壤中 的生长， ②极端微生物的利用，如 可以 从而减少病害的发生。 用来生产洗涤剂， 有助于提高热敏 b.类型：常见的有 肥和 肥等。 性产品的产量。 ②生产微生物农药 【裤正误】 a.原理：微生物农药利用微生物或 (1)通过发酵工程，可以从微生物细胞中提取单 来防治病虫害。 细胞蛋白。 () b.实例：苏云金杆菌可以用来防治 (2)食品工业中使用的酶制剂全是通过发酵工程 多种农林虫害：利用 可以防治玉米 生产的。 () 螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生 (3)苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害，这 素 可以用于防治水稻枯纹病。 是微生物农药的应用例证之 () ③生产微生物饲料 (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。() a.单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制 关键能力·合作探究 ■教材边角 探究点1发酵工程的基本环节 L.(教材P如“发酵工程的基本环节和发酵罐示意 情境探究 图”)请完善发酵工程的基本环节流程图。 ① +扩大培养 下图为发酵工程生产产品的流程图。请据图 +发举内发 思考下列问题： 配附培莽基·必」 选育闲种 制培养型 狄得产品一 2.(教材P“思考·讨论”变式训练)阅读“啤酒 扩大塔养 火岗 工业化生产流程”内容，完成下列问题： 接种 (1)将下列啤酒的工业化生产流程按照正确的 发存接内发辞 顺序排列 分阁、捉纯物 ①发芽②碾磨 ③糖化 ④发酵 ⑤消毒 ⑥焙烤⑦蒸煮⑧终止 微生物闲你 代脚物 (2)将啤酒的工业化生产流程各环节和对应的 品 作用连线。 用分研 (1)用于发酵的优良菌种可通过哪些途径获得？ 生环节 ①发芬 ,杀死啤酒巾的大多数微生物，延长保 行期 ②济烤 产小风味红分，终止修的进一步作门， 并对糙浆灭南 (2)发酵工程的中心环节是什么？该环节除了 见强克 心大友种了发芽.降放淀粉彬 要随时检测发酵进程、及时添加培养基组分 4消 d加热杀死补子还们不仕淀粉酶头活 ·25 生物学选择性必修3课堂学案 外，还要严格控制哪些发酵条件？ 基本环节 主要方法及目的 ①若发酵产品是微生物细胞本身，可采 用过滤，沉淀等方法将菌体分离、干燥： 分离、 (3)针对发酵得到的产品类型，可采用不同方 ②若发酵产品是代谢物，可根据产物的 提纯产物 法获得产品。如果产品是微生物细胞本身，则 性质采取适当的提取、分离和纯化措施 获得产品的方法是什么？如果产品是代谢物呢？ 来获得产品 【例1】随着人们对发酵原理认识的不断深入、微 生物纯培养技术的建立以及密闭式发酵罐的 (4)若该发酵是针对谷氨酸的发酵生产，在中 成功设计，人们能够在严格控制的环境条件 性或弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件 下大规模生产发酵产品。下列有关发酵工程 下则容易形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺， 过程的叙述，错误的是 () 其原因是什么？ A.发酵工程的过程一般包括菌种的选育，扩 大培养，培养基的配制，灭菌，接种，发酵， 产品的分离、提纯等 ■要点归纳 B.选育菌种都是通过基因工程育种、诱变育 L.对发酵工程概念的理解 种等方法获得的 原理 发酵原理和工程学原理 C.扩大培养的目的是使优良菌种大量繁殖， 所用自然界筛选的常规菌种、基因工程改造的“工 便于得到足够多的菌种 生物 程菌”菌种等 D.产品的分离与提纯要根据产物的类型采用 一》 南种 过程 按发罅部分停、 不同的分离方法 提能。 获得 配制→灭曲 种内发 产物 探究点2发酵工程的应用 培养基 实质 通过微生物的大量繁殖获得所需产品 ■情境探究 产物 代谢物和菌体本身 发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且 2.发酵工程的基本环节 价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小 基本环节 主要方法及日的 和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和 选有方法：从自然界中筛选：诱变有种： 农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了 选育菌种 基因工程育种 规模庞大的发酵工业。思考回答下列问题： 扩大培养 快速增加菌种数量 (1)下列哪些产品需要利用发酵工程技术进行 配制 生产？ 结合菌种的代谢特点配制培养基 培养基 ①生产单细胞蛋白饲料②利用工程菌生产 灭菌 避免因杂菌污染而影响产品品质和产量 胰岛素③工厂化生产青霉素 接种 将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中 ①监测并控制温度，pH,溶解氧等发酵 条件，使发酵全过程处于最佳状态： (2)酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的生产分 发酵罐内 ②随时检测培养液中微生物数量、产物 别利用了哪种微生物的发酵？ 发酵 浓度等，以了解发酵进程，还要及时添 加必需的营养成分等 26 第1章发酵工程 要点归纳 【例2】如图为某啤酒厂的生产工艺流程，回答下 1.啤酒的工业化生产流程 列问题： 发芽倍烤-一碟榭化-煮{发 中发停 路止访 后发时 发 工业化生产啤酒时的发酵过程分为主发酵和 后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的 分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。 (1)过程①的目的有两个：一是破坏细胞结构 2.发酵工程生产的相关产品及所用的微生物 释放出 ,从而增加可溶性糖的含量： :发醉产品 所市祸生物 二是杀死胚，从而减少可溶性糖的消耗。 (2)过程②的目的是 酒类 豫酒牌出 (3)啤酒花可使啤酒具有独特的苦味和香气， 酱油 毒菌（如黑曲岑） 并具有防腐和澄清麦芽汁的作用。过程③的 柠棕俊 界肿香 作用有 重组乙利肝炎疫苗 修付曲 (至少答出2点). 竹圳驼绒白 酵母等 井冈理 放绒南 (4)过程④控制的气体条件是 d 味剂 谷氨酸棒状杆菌 该过程可通过检测 洗涤剂 略热有、略盐南 来了解发酵进程。 3.微生物肥料与微生物农药的应用原理分析 (5)未经过程⑤分装的啤酒称为“生啤”或“鲜 啤”，经过程⑤并且过滤、消毒、调制后的啤酒 (1)微生物肥料应用的原理 为“熟啤”。你认为保质期较长的是 ①利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生 (填“生啤”或“熟啤”)，更容易引起部分人发 物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结 生肠道过敏反应的是 (填“生啤”或 构，促进植物生长。 “熟啤”)，原因是 ②利用微生物或其代谢物抑制土壤中病原微 生物的生长，从而减少病害的发生。 【例3】(2024·山东)在发酵过程中，多个黑曲霉 (2)微生物农药防治虫害与化学农药防治的 菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅 比较 由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生 柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度 项目 微生物农药防治 化学农药防治 升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈 防治 利用微生物或其代 利用化学药剂（如杀虫 抑制。下列说法错误的是 () 机理 谢物进行防治 剂、杀鼠剂等)进行防治 A.相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生 成本低、无污染，可 速率越慢 优点 见效快，操作简单 以维持生态平衡 B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬 酸产量 成本高，污染环境，不利 缺点 防治速度慢 C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的 于维持生态平衡 生长 ·27· 生物学选择性必修3课堂学案 D.发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行 l技法点拨 干燥即可获得柠檬酸产品 把握发酵工程相关问题的“二看一必须” 【例4】(2023·山东)（不定项）果酒的家庭制作与 通花奇资有和、网工生穿种的得刘伯柔至和 啤酒的工业化生产相比，共同点有 ( 1年清所管及近条控可密按生变之，的北， 婚我右吧定而经讨反金式险方护闭定 A.都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 传统发要之算对发壁产物关行花安处是，旧发 B.都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖 辞丁处第分零、！抗产拉，好吴F实5法一 C.发酵前都需要对原料进行灭菌 悠5当作外江条许补。必频携了F的芝绿 许。进入传空气必须进了严旅式订 D.发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 核心知识小结 [网络构建] [答题必备] 选有菌种·书大培还 发 L,发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工 按种。整内 发 坏 配制培添基+火前 发程 程技术，规模化生产对人类有用的产品 →分彩。提纯物—·扶得产 2.发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格 食品1业：生“传统发产品、食周 添加剂，南制剂 低康，产物专一、废弃物对环境污染小和容易处理等 医药：生执生壳，包基幢、激 特点。 头和免度洲节剂等 3.发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领 减州 衣牧：生做生物吧料、数生物农 域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。 符、微什钢问料 上他方而：十酒航等能源物质，生 4.人们可采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转 产洗涤剂都 移到微生物中获得具有某种药物生产能力的微生物。 随堂检测·即时巩固 1.(2022·山东改编)啤酒的工业化生产中，大麦 A.该生产过程中，一定有气体生成 经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等 B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池 工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法不正 废料 确的是 () C,该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产 A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽 蛋白质 就能产生α-淀粉酶 D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器 B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进 之前需要灭菌处理 行灭菌 3.发酵工程广泛应用于多个行业，下列有关叙述 C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 错误的是 D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的 生成，缩短啤酒的发酵周期 A.黑曲霉可作为酿制酱油、生产柠檬酸的菌种 2.(2022·湖北)废水、废料经加工可变废为宝。 B.啤酒酿制终止后，可得到啤酒、单细胞蛋白 某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产 等产品 蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确 C,用纤维废料发酵得到酒精，可减少环境污 的是 ( 染、减缓能源短缺问题 熊汹修耳 D.发酵工程可以生产多种药物，但是不能生产 疫苗 洲气池废料 连缕搅拌反应器 单御跑 蛋质 4.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒发 米猫产发水 酵过程的研究。下列叙述正确的是() ·28 第1章发酵工程 门 压力 (1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培 进气 养的，①应该是 :若高产青霉素菌 种是通过②培育的，②应该是 (2)各种培养基的具体配方不同，但一般都含 有 等营养成分。 千排料饲 培养基在使用之前可用 进行 A.正常发酵过程中罐内的压力低于大气压 灭菌。 B.给发酵罐适时排气，后期可缩短排气间隔 (3)整个过程的中心环节是 ,在 时间 该时期要随时取样检测培养基中的 C.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来 等。同时，要严格控制 决定何时终止发酵 等发酵条件，因为环境条件不仅 D.若定期对培养液中酵母菌进行计数，则只能 会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物 采用稀释涂布平板法 的形成。 5.下图为发酵工程生产产品的流程图，据图回答 (4)在发酵过程中要不断搅拌的目的： 下列问题： ① 从白然界中分篇的闲种 ② (5)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型 原料 不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体 生产州南种 配制培养本 本身，常常采用 等方法分离、提 纯；如果发酵产品是微生物的代谢物，还要根 发醇解发酵 据 采取适当的方法分离、提纯。 分商拙纯 提示完成P1s课时作业（四）》 章未综合提升 慨念及类培养基 尼制原则一 仗杀死部 微生 分低生物 物的 尤南技术 传鱿发 发竹的概念 杀死所有 -② 醛技术 传统发酵技术的概念 做生物 微 培养 的应川 制备培养共] 物的 物 一学试制作传厂⑧—的制作 然接种和分 纯增 统发形食品L果酒、果酷的制作 一野 培 发 丛本「厂 打人培养 ① 达了高萨母南 母 配制培养某 - 培养移炒南」为侧 环节L 发醇弹内发酵2 产物一 选择培养基的概念 放生 法一微生物的选择培养 物的 术发 发联T 获得产 程及其 食品工业：生产传统发存产品、食品深 应用 统计6数 用 加剂.03 -微生物的数量测定 培东 医药1业：产 统活南数 一，激素、氨共 較！免疫调节剂等 土案中 的细射的分离与计数 减川 农牧业：生产微生物型料，微生物 一，荥生物问料 其他行业：生产消精等能源物质、生产 洗涤剂等 ?提示 完成第1章综合测评 ·29·大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的 时将死细胞一起计数，菌落计数法当2个细胞或多个细胞连 原因，而不能简单地将结采舍弃后进行计数。用稀释涂布 在一起时，在平板上只观察到一个菌落(2)5×103(3)杀 平板法统计细菌数量时，当两个或多个细胞连在一起时，平 死涂布器上的微生物，防止杂菌污染避免温度过高杀死细菌 板上观察到的只是一个菌落，所以用此方法测得的活菌数 (4)A与B,C消毒液相比，A消毒液在相同处理时间下，活 较少，而且显微镜直接计数法统计的一般是活菌数和死菌 细菌减少量最多，且杀菌最快完成，杀菌速度快、效果好 数的总和。选取菌落数目稳定时记录结果，可防止因培养 (5)深紫 时间不足导致遗漏菌落数目。为判断培养基是否起到了选 择作用，应增设接种了的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。(5) 第3节发酵工程及其应用 对分离的菌种还可以依据菌落的形状、大小，隆起程度等特 教材梳理·新知全解 征，对细菌作初步鉴定。 知识点1 答案(1)稀释涂布平板活菌30一300当两个或多个 1.微生物现代工程 细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 2.①诱变有种②扩大培养③配制培养基④反复试验 (2)培养基种类平板划线法和稀释涂布平板法 ⑤单一⑥杂菌污染⑦发酵设备⑧接种⑨中心 (3)由于该培养基以尿素为唯一氨源，凡是不能分解尿素的 四微生物数量①营养成分②温度、pH和溶解氧⑧细 微生物均不能生存，只有能分解尿素的微生物才能生存。 胞本身☑过滤，沉淀⑤提取、分离和纯化 即可筛选得到尿素分解菌。 辨正误 (4)不合理可能的影响因素少培养时间不足导致遗 (1)W (2)/ 漏菌落数目接种了的牛肉膏蛋白陈培养基 (3)× 发酵工程与传统发酵技术都要利用微生物来进行发酵。 (5)形状、大小，隆起程度和颜色 (4)/(5)/ 随堂演练·即时巩固 知识点2 1.A解折纯化菌种时，为了得到单菌落，可采用平板划线法 1.温和丰富专一污染小医药 和稀释涂布平板法，A顶错误：无前技术要求实验操作应在 2.(1)(1)①a大豆蛋白酶b.水果②营养口味保存 酒精灯火培附近进行，以避免周国环境中微生物的污染，B 期a.黑曲霉b.谷氨酸棒状杆菌③3-淀粉酶氨基肽 项正确：在筛选过程中应选用选择培养基，即将土壤样品稀 酶生产工艺品质产量 释液接种到以原油为唯一碳源的固体培养基上，从而提高该 (2)①多种氨基酸免疫调节剂②蛋白质 菌的筛选率，C项正确：在微生物培养过程中，实验室常用的 (3)①a有机酸生物活性物质结构病原微生物b.根 灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌，D项正确。 瘤菌固氮菌②a.其代谢物b.80白僵菌井冈霉素 2.D解插应该设置对照以排徐非测试因素（如杂菌）对实验 ③a.菌体b.保鲜免疫力 结果的干扰，提高可信度，A项正确：分离不同的微生物要采 (4)①乙娇②嗜热菌嗜盐菌嗜低温菌 取不同的稀释度，因为微生物在土壤中的含量有较大差距， 辨正误 B项正确：如果得到了3个菌落数目在30~300的平板，则 (1)X单细胞蛋白是通过发酵工程获得的大量的做生物 说明稀择操作比较成功，并能够进行菌落的计数，C项正确： 菌体。 若牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数目明显大于选择培养基的 (2)X食品工业中使用的酶制剂绝大多数是通过发酵工程 数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落，D项错误。 生产的，但也有少数是由动植物生产的。 3.B解析依据题图分析，图甲是平板划线法，图乙是稀释涂 (3)/ 布平板法，这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布 (4)×乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，没有乙醇，不能代替 器，B项错误。 酵母菌用于乙醇的生产。 4.B解杨根据题意，脲酶被去徐镍后失去活性，说明镍是组 (5)×嗜低温菌有助于提高热缴性产品的产量。 成脲酶的重要元素，A项正确：脲酶催化尿素水解的机理为 关键能力·合作探究 降低化学反应所需的活化能，镍作为豚酶的重要组成元素， 教材边角 应该与降低尿素水解反应的活化能有关，B项错误：产脲酶 1.①选育菌种②灭菌 ③接种④分离、提纯产物 细菌可利用NH,C里的氨源进行代谢活动，因此产脲酶细 2.(1)①⑥②③⑦④⑤⑧ 菌可在以NH,C为唯一氨源的培养基生长繁殖，C项正确； 产脲酶细菌能利用脲酶催化尿素分解产生NH,NH可作 (2生产环 作川分析 为细菌生长的氨源，不能产脉酶的细菌则无法分解尿素获得 a杀死申洒的大多数微生物，延长 氨源，因此以尿素为唯一氨源的培养基可用于韩选产脲酶细 ①发芽、 保存期 茵，D项正确。 ②培烤 h产风味组分，终止科的进一步作 5.解析（」）微生物计数有显微镜直接计数法和葡落计数法，前 3恭点 用，并对糖浆火肉 者计数值比实际值偏大，后者计数值比实际值偏小。(2)由 c.大友种子发牙，释放淀粉前 ①消毒 题可知，细胞原液中细菌浓度为100÷0.2ml(平板涂布体 加热杀跳种了怀但不使淀粉？火活 积)×10（稀释倍数）=5×10个mL。(5)伊红美蓝培养基 探究点1 可用来鉴别大肠杆菌，生长在此培养基上的大肠杆蔺菌落呈 情境探究 深紫色，并有金属光泽。 提示(1)用于发酵的具有优良性状的菌种可以从自然界中 答系1)显微镜直接计数法无法区分死细胞和活细胞，计数 筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程有种获得。 150· (2)发酵罐内发酵是发酵过程的中心环节，发酵过程中除了 [例4门AB解析二者均利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 随时检测发酵进程、及时添加必需的营养成分，还要严格控 的原理，A项正确；发酵前期，均需要一定的有氧环境，使酵 制温度、pH,溶解氧、通气量与搅拌速度等发酵条件。 母前大量繁殖，B项正确：果酒的家庭制作不雾要对原料进 (3)不同微生物产品分高、提纯方法不同，如果产品是微生物 行灭菌，C项错误：果酒的家庭制作不需要进行消毒，D项 细胞本身，可用过滤、沉淀等方法将菌体分离与干燥：如果产 错误。 品是代谢物，可根据产品的性质采取适当的方法提取、分离 随堂演练·即时巩固 和纯化。 1.B解析赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素 (4)在发酵过程中，不同条件下的产物可能不同，其原因是环 处理大麦，可诱导a一淀粉酶相关基因的表达，促进α一淀粉 境条件不仅会彩响做生物的生长繁殖，而且也会影响微生物 酶的合成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，A项 代谢物的形成。 正确：培烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，B项 [例1门]B解析发酵工程的过程一般包括菌种的选育，扩大培 错误：啤酒发酵中，糖浆经蒸煮（产生风味组分、终止酶的进 养，培养基的配制，灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等步 一步作用，并对糖浆灭菌)、冷却（防止高温杀死菌种）后再接 骤，A项正确：选育酋种的方法总休上分为两种，一种是直 种酵母菌进行发酵，C项正确；转基因技术已被用来减少啤 接从自然界中筛选出常规菌种，另一种是通过基因工程育 酒酵母双乙酰的生成，缩短碑酒的发酵周期，属于转基因技 种或者诱变有种获得“工程菌”菌种，B项错误：发酵工程的 术在微生物领域的应用，D项正确」 发酵装置很大，必须接种足量的菌种才能保证其产量，因此 接种前要进行扩大培养来增加菌种的数量，C项正确：发酵 2.A解析依据题图可知，该生产过程中有酿酒酵母的参与， 工程的产品有两种类型，如果发酵产品是菌体本身，可以采 酵母菌呼吸作用会产生二氧化碳，故该生产过程中，一定有 用过滤、沉淀等方法进行分离、提纯，如果发酵产品是代谢 气体生成，A项正确；糖类是主要的能源物质，微生物生长所 物，需要根据其性质采用蒸馆、萃取、离子交换等方法进行 需的碳源主要来源于果糖生产废水，B项错误：该技术中有 分离，提纯，D项正确。 连续搅拌反应器的过程，该操作可以增加微生物与营养物质 探究点2 的接触面积，此外也可增大溶解氧含量，故据此推测该生产 情境探究 工艺是利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质的，C项错 提示(1)①②③。生产单细胞蛋白饲料、利用工程菌生产胰 误：沼气池废料生产蛋白质利用的是厌氧微生物，在连续搅 岛素、工厂化生产青霉素均需要利用发酵工程技术手段。 拌反应器中厌氧微生物会被抑制，因此沼气池废料无霄灭 (2)酱油、各种酒类、柠檬酸和谷复酸的发酵生产利用的微生 菌，D项错误。 物分别是霉菌（如黑曲霉）、酿酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒状 3.D解析黑曲霉产生的蛋白酶可将大豆中的蛋白质分解为 杆菌。 小分子的肽和氨基酸，进一步加工可得到普油，柠檬酸可通 [例2]解扬(1)过程①的目的有两个：一是破坏细胞结构释放 过黑曲霉发酵制得，A项正确：啤酒酿制终止后，可通过过 出淀粉酶，从而增加可溶性糖的含量：二是杀死胚，从而减 滤、沉淀等手段获得酵母细胞（单细胞蛋白），将滤液加工后 少可溶性糖的消耗。(2)过程②的目的是分解淀粉、形成糖 可得到啤酒，B项正确：纤维废料分解得到葡萄糖，经过葡萄 浆。(3)啤酒花可使啤酒具有独特的苦味和香气，并具有防 糖分解得到酒精，既减少了环境污染，又减缓了能源短缺问 腐和澄清麦芽汁的作用。过程③的作用有产生风味组分， 题，C项正确：乙型肝炎疫苗可用发酵工程的方法生产，这种 使淀粉酶失去活性，并对糖浆灭菌等。(4)过程④①控制的气 方法生产乙型肝炎疫苗的优点是酵母菌繁殖快，代谢旺盛， 体条件是隔绝空气。该过程可通过检测酵母菌种群数量、 单位时间内乙型肝爽疫苗的产量高，D项错误。 酒精含量等来了解发酵进程。(5)未经过程⑤分装的啤酒 4,C解析正常发酵过程中，酵母菌无氧呼吸不消耗气体，但 称为“生啤”，经过程⑤并且过滤、消毒、调制后的啤酒为“熟 是不断产生二氧化碳，因此罐内的压力不会低于大气压， 啤”。保质期较长的是熟啤，更容易引起部分人发生肠道过 A项错误：在发酵过程中需要给发酵罐适时排气，随着发酵 敏反应的是“生啤”，原因是未经过滤、消毒的生啤中含有较 过程的加深，产生的二氧化碳越来越少，后期可延长排气间 多的微生物和固形物，这些物质中可能含有引起过敏反应 隔时间，B项错误：葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过 的过敏原。 监测发酵过程中残余糖的求度来决定何时终止发酵，C项正 答案(1)淀粉酶(2)分解淀粉、形成糖浆(3)产生风味组 分，使淀粉酶失去活性，并对糖浆灭菌(4)隔绝空气酵 确：对酵母菌进行计数除采用稀释涂布平板法之外，还可以 母菌种群数量，酒精含量等(5)熟啤生啤未经过滤、 采用显微镜直接计数法，D项错误。 消毒的生啤中含有较多的微生物和固形物，这些物质中可 5.答率(1)基因工程诱变育种(2)碳源、氮源、水、无机盐 能含有引起过敏反应的过敏原 高压蒸汽灭菌法(3)发酵罐内发酵微生物数量，产物浓 [例3]D解析黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需烫充足的 度溶解氧、pH和温度代谢物(4)①增加溶解氧②使 氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接 菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率(5)过滤、沉淀 触，柠襟酸产生速率越慢，A项正确：菌体内铵离子浓度升 产物的性质 高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反續抑制，因此发酵中 章末综合提升 期添加一定量的硫酸按，提高铵离子求度，可提高菌体内柠 檬酸产量，B项正确：发酵过程中H下降导致翔菌生命活 ①消毒②灭菌③平板划线④稀释涂布平板⑤稀释 动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C项正确： 涂布平板⑥菌落⑦分解尿素⑧泡菜⑨选育菌种 发酵结束后，将过滤所得的因体物质进行分离、纯化、浓缩、 ⑩灭菌①接种②分离、提纯B酶制剂抗生素 干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D项错误。 ⑤农药 ·151