第1章 发酵工程（章末复习课件）-【上好课】2024-2025学年高二生物同步精品课堂（人教版2019选择性必修3）

第1章 发酵工程 章末复习 选择性必修3《生物技术与工程》 高中选必3 生物技术与工程 目录 考点解读 思维导图 02 03 素养目标 01 考点一：传统发酵技术 （一）腐乳制作 （二）泡菜制作 （三）果酒果醋制作 考点二：微生物的培养及应用 考点三：微生物的选择培养和计数 考点四：发酵工程及其应用 01 素养目标 生命观念: 1.掌握传统发酵技术的概念和特点，说出常见的传统发酵食品。 2.掌握通过配制培养基，了解配制培养基的基本步骤，以及培养基中各类营养物质配比。 科学思维、科学探究: 1.掌握制作泡菜、果酒和果醋的原理及操作时应注意问题，体验制作过程；说出其优点与不足。 2.通过对酵母菌进行纯培养，理解并掌握微生物接种、分离和培养的基本原理和过程。 3.通过对培养皿和培养基进行灭菌，了解消毒和灭菌的原理及方法。 4.根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。 5.基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。 社会责任: 1.关注食品安全和健康的生活方式。 2.关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用，倡导健康、安全的生产和生活。 02 思维导图 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 1．发酵的概念和原理 (1)概念：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。 (2)原理：不同的    具有产生不同     的能力。 2．传统发酵技术 (1)概念：直接利用     中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的    、  卤汁  等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 (2)类型：传统发酵以混合菌种的    发酵及    发酵为主，通常是家庭式或    式的。 微生物 微生物的代谢 微生物 代谢物 原材料 面团 卤汁 固体 半固体  作坊 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 [情境]腐乳、泡菜、酒和醋等是我国古代人民创造出的美食，是人们利用微生物在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化而来，属于利用传统发酵技术获得的食品。 (1)传统发酵技术具有操作简单易上手，有利于传承文化的优点，但因发酵所需微生物往往直接来自_________________________或前一次发酵物中保存下来的微生物，菌种情况不明，杂菌较多以及家庭式、小作坊式生产，使传统发酵过程存在生产条件难以标准控制、_______________、____________等问题。 容易受杂菌污染 生产效率低 原材料中天然存在的菌种 (3)优缺点 酒 霉豆腐 泡菜 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 (一）腐乳的制作 蛋白质 脂肪 小肽 氨基酸 甘油 脂肪酸 酵母、曲霉和毛霉等多种微生物 + + 蛋白酶 脂肪酶 (毛霉起主要作用) 直接利用空气中的毛霉孢子或者直接接种毛霉（15-18℃，一定湿度） 目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶 目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长 卤汤包括酒和香辛料 酒（12%）：抑制微生物生长，并使腐乳具有独特香味；香辛料：调味，防腐杀菌。 卤汤中酒的含量在12%左右的原因：过高会延长腐乳成熟的时间，过低不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。 方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点 让豆腐长出毛霉 加盐腌制 加卤汤装瓶 密封腌制 03 考点解读 典例应用 考点一:传统发酵技术 例1.下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是（    ） A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味 B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用 C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉 D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生 B 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 1．制作泡菜的菌种——乳酸菌 (1)分布：空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内部等，但制作传统泡菜是利用     来进行发酵的。 (2)种类：常见的有乳酸链球菌和    。 (3)用途：乳制品的发酵、泡菜的腌制等。 2．制作原理 (1)无氧的情况下，乳酸菌将   分解为     。 (2)反应简式：  C6H12O6 ―――→2C3H6O3(乳酸)＋能量  。 3．发酵所需条件 ①环境条件：     的环境。 ②根据     控制发酵时间。 （二）泡菜制作 植物体表面天然的乳酸菌 酶 乳酸杆菌  葡萄糖   乳酸 无氧 室温 乳酸杆菌（杆状） 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 4.制作泡菜方法步骤： 配制盐水 原料处理、 蔬菜装坛 洗，切，晾干装坛； 半坛时加香辛料，装至八成满。 发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外； ②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂； ③留有一定空间，方便拿取泡菜。 ？ 加盐水 封坛发酵 倒盐水，盐水没过菜料，盖。 坛盖水槽注满水，经常补充水，控制发酵时间。 创造无氧环境 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化情况分析 发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵初期 发酵中期 发酵后期 曲线模型 少（有氧气，乳酸菌的活动受到抑制） 最多（（乳酸菌比其他杂菌更耐酸。乳酸积累，抑制其他菌活动） 减少（乳酸积累，pH下降，抑制其活动） 少 积累增多，pH下降 继续增多，最后保持稳定，pH继续下降。 增加（硝酸盐还原菌的作用） 达到最多后开始下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解） 下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制） 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 (1)乳酸菌是一种__________型的______生物。 厌氧异养 原核 (2)制作泡菜时往往要往发酵坛中注入经煮沸并冷却的质量百分比为5%-20%的盐水，盐水煮沸的目的是________，冷却的目的是_____________________，盐水浓度过高或过低对发酵的影响是________________________________ ___________________________________。 杀菌除氧 避免杀死乳酸菌菌种 过高：乳酸发酵受抑制，泡菜风味差 过低：杂菌易繁殖，导致泡菜变质 (3)将材料装坛时，应注意只放八成满，主要目的是___ ______________________________________________。 防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂 (4)泡菜坛要选择气密性好的，并在材料装坛后向坛的边沿注满水的目的是____________________________ 。材料装坛后加入“陈泡菜水”的目的是_________________。 创造无氧环境，利于乳酸菌的发酵 增加乳酸菌含量，缩短发酵时间 （二）泡菜制作 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 (5)泡菜在制作过程中往往会产生亚硝酸盐，若摄入过量，会发生中毒，其含量的多少受______________________ 等因素的影响。该同学第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是_________________ ______________________________________。 (6)左图所示为该同学用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时，在不同时间测得的泡菜中的亚硝酸含量，据图分析： ①该泡菜在__________时间食用比较合适，原因是________________________________。 ②根据亚硝盐含量的变化，泡菜坛内乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_______________________________，原因是_____________________________。 腌制的方法、时间、温度 盐过多影响了乳酸菌 的活性或杀死乳菌，进而影响了乳酸菌的发酵 11-13d 硝酸盐含量低 乳酸菌数量增多，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更耐酸 （二）泡菜制作 03 考点解读 典例应用 考点一:传统发酵技术 例2．以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（    ） A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死 B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 C    1．果酒的制作 (2)发酵原理：酵母菌在无氧条件下，进行   ，产生酒精。 (3)反应简式：C6H12O6(―――→)2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量  。 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 (三）果酒和果醋的制作 酶 酵母菌 水果、 异养兼性厌氧型 28℃ 酿酒 酒精发酵 03 考点解读 考点一:传统发酵技术    2．果醋的制作   (2)发酵原理 ①当O2、糖源都充足时，醋酸菌能将糖分解成     。 反应简式：C6H12O6＋2O2 ―――→ 2CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量。 ②当缺少糖源时，醋酸菌则直接将   转化为乙醛，再将乙醛变为    。 反应简式：C2H5OH＋O2 ―――→ CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量。 酶 酶 (三）果酒和果醋的制作 醋酸菌 异养需氧型 30--35℃ 乙酸 乙醇 乙酸 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行醋酸杆菌参与果醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 （3）制作方法： 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用; 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖; 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中， 每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。 发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干; 避免葡萄破损， 减少被杂菌污染的机会 先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； 防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。 防止野生菌种数量减少，影响发酵 排出气体 防止杂菌污染 器具 消毒 冲洗葡萄 榨汁装瓶 果酒 发酵 果醋 发酵 空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖 (1)处理葡萄时应先清洗再去枝梗，目的是__________________________________ 。 (2)将榨好的葡萄汁装入发酵瓶时，注意要留有1/3的空间，目的___________________________________ 。 (3)将葡萄汁发酵成的酒的原理是主要利用__________的无氧呼吸，发酵过程中应将温度控制在_________。在葡萄酒的发酵过程，需每隔一段时间拧松瓶盖放气，以__________________________。 (4)制作好的葡萄酒因忘记拧紧瓶盖，酒变酸了，是因为_________在 _________ 的情况下将酒精变成了乙酸(醋)，其为________________生物，生物繁殖的适宜温度为__________。 ①为酵母菌的繁殖提供氧气； ②避免发酵产生CO2使发酵液溢出 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 避免破损猕猴桃，增加杂菌污染的机会 酵母菌 18-30℃ 排出CO2，避免爆炸 醋酸杆菌 糖源不足 严格好氧的原核 30-35℃ (三）果酒和果醋的制作 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 (5)制作猕猴桃酒的过程中不需要进行灭菌，原因是_____________________________________________________________，但为减少杂菌污染的机会，需要对榨汁机、发酵瓶进行__________。 (6)为检测酒精发酵是否成功，可使用 _____________ 对发酵液进行检测，若出现_________则说明发酵成功。 (7)左图图甲所示为酒(醋)发酵的实验装置，图乙为发酵液PH变化曲线图。若发酵后期接种醋酸杆菌后，对装置的控制为________________________________________。乙图中能正确表示发酵过程中发酵液PH变化的曲线是___________。 在缺氧、酸性发酵液，绝大多数的其他微生物都无法正常生活 消毒 酸性重铬酸钾 灰绿色 打开开关进行通气，并适当提升温度 ② (三）果酒和果醋的制作 03 考点解读 考点一:传统发酵技术 相关微生物 酵母菌 醋酸菌 毛霉 乳酸菌 生物学分类 代谢类型 繁殖方式 适宜温度 主要用途 【注】酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌的最适温度不同的直接原因是这三种微生物体内 不同，而根本原因是 。 真核生物 原核生物 真核生物 原核生物 异养兼性厌氧 异养需氧 异养需氧 异养厌氧 适宜条件下出芽生殖 二分裂 孢子生殖 二分裂 18 〜30°C 30〜35°C 15 〜18°C 35 〜40°C 酿酒、发面 酿醋 制作腐乳 制作酸奶、泡菜 【传统发酵食品制作过程中所用菌种的比较】 酶的最适温度 控制这三种酶合成的DNA不同 03 考点解读 典例应用 考点一:传统发酵技术 例3．某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（    ） A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器 B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多 C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时 D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深 C 03 考点解读 典例应用 考点一:传统发酵技术 例4．关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是（　　） A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气 B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程 C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体 D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌 C 03 考点解读 典例应用 考点一:传统发酵技术 例5（2023·山东·模拟预测）图1是制作果酒和果醋的简易装置，图2是制作果酒或果醋过程中可能发生的物质变化。下列相关叙述正确的是（     ） A．果酒发酵阶段，若开错气阀，则会导致发酵液溢出 B．果醋发酵阶段，醋酸菌进行④过程时发酵液中糖类充足 C．制作果酒的主要发酵菌进行①和②过程的场所是线粒体 D．制作果醋的主要发酵菌进行④过程时不需要O2的参与 A 03 考点解读 考点二:微生物的培养及应用 (一）培养基的制备 培养基的营养成分: （1）一般都含有碳源、氮源、水、无机盐 24 碳源 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 不加含碳有机物的培养基：培养自养型微生物 氮源 无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等。 有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 无机盐 功能：调节PH、维持渗透压 水 功能：良好的溶剂，参与细胞内的多项反应 有机碳源：提供碳源、提供能源。 不加氮源的培养基：培养固氮微生物 有机氮源：提供氮源、提供能源。 NH3（可提供能量） 同一种物质能否既做作碳源又做氮源。 03 考点解读 典例应用 例6.下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是（　　） A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊的营养物质 B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响 D．淀粉可作为所有微生物的碳源 C 考点二:微生物的培养及应用 03 考点解读 考点二:微生物的培养及应用 26 （二）无菌技术的类型 类型 适用范围 操作方法 消 毒 灭 菌 较为温和理化方法，杀死部分微生物 强烈的理化方法，杀死所有微生物(包括芽孢、孢子) 煮沸消毒法 日常生活 100 ℃煮沸5～6 min 巴氏消毒法 不耐高温的液体 62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min 化学药剂 生物活体、水源等 擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源 紫外线 紫外线照射30 min 灼烧灭菌 接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 干热灭菌 耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等 物品放入干热灭菌箱,160～170 ℃ 加热2～3h 湿热灭菌 培养基等,生产和实验室常用 高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121℃, 15～30 min 接种室、实验室、超净工作台 03 考点解读 典例应用 例7.获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列相关叙述错误的是（    ） A．耐高温的、需要保持干燥的物品可用干热灭菌法进行灭菌 B．酒精能使细胞中的蛋白质变性，95%的酒精较75%的酒精消毒效果好 C．为了避免周围环境中微生物的污染，微生物接种应在酒精灯火焰旁进行 D．巴氏消毒可杀死绝大多数微生物同时不破坏物质的营养成分，可用于果酒消毒 B 考点二:微生物的培养及应用 03 考点解读 考点二:微生物的培养及应用 28 (三）纯培养的步骤 倒平板 培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。 1 拔出锥形瓶的棉塞。 2 将瓶口迅速通过火焰。 3 用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿（10～20mL），立即盖上皿盖。 4 等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 ①温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。 ②可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。 防止培养基表面的水分过度挥发;防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 鉴定：将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。 考点二:微生物的培养及应用 平板划线法 生长繁殖 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 稀释分散 ①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红 ⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。 ⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞 ②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞 ③试管口通过火焰 ④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液 ⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。 03 考点解读 (三）纯培养的步骤 接种和分离 注意不要划破培养基。 a.划破，会造成划线不均匀，难以分离单菌落； b.存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落。 29 03 考点解读 30 (三）纯培养的步骤 接种和分离 考点二:微生物的培养及应用 【注意事项】 第1区划线 接种环灭菌 第2区划线 接种环灭菌 第3区划线 接种环灭菌 接种环灭菌 1 2 3 4 5 ①接种环只蘸一次菌液,在培养基不同位置连续划线多次 ②划线首尾不能相接，每次从上次划线末端开始划线 ③每次划线前接种环进行灼烧灭菌，待冷却后再开始画线 ④划线后,培养皿倒置培养 能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 以免接种环温度太高，杀死菌种。 03 考点解读 典例应用 例8.下列关于倒平板的叙述，错误的是( ) A.待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板 B.倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行 C.完全打开培养皿皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖 D.为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置 C 考点二:微生物的培养及应用 03 考点解读 考点三、微生物的选择培养和计数 32 (一）培养基的分类 标准 种类 培养基特点 作用 物理性质 固体培养基 加凝固剂，如琼脂 微生物的分离与鉴定， 活菌计数，保藏菌种 半固体培养基 加凝固剂，如琼脂。容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、 分类鉴定 液体培养基 不加凝固剂 常用于扩大培养，工业生产 功能 选择 培养基 允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长 培养、分离出特定微生物 鉴别 培养基 在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物 鉴别不同种类微生物 成分来源 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产 合成培养基 培养基成分明确 分类、鉴定 03 考点解读 考点三、微生物的选择培养和计数 33 拓展 类型 实例 选择培养基 培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌 培养基中加入高浓度的食盐用于分离金黄色葡萄球菌 以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌 以纤维素作为唯一碳源的培养基用于分离纤维素分解菌 不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物 石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的 培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物 鉴别培养基 加入伊红-亚甲蓝可以鉴别大肠杆菌(菌落呈黑色) 加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌 加入刚果红可以鉴别纤维素分解菌 03 考点解读 典例应用 例9.下列有关培养基的叙述,正确的是(　　) A.筛选、培养硝化细菌的培养基中不能加入氮源 B.固体培养基中的琼脂能为微生物生长提供碳源 C.在进行微生物的富集培养时常选用液体培养基 D.培养基中加入刚果红可用于尿素分解菌的鉴定 C 考点三、微生物的选择培养和计数 03 考点解读 35 考点三、微生物的选择培养和计数 （二）微生物的计数 ③取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。 ⑤将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。 ⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。 注意：多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。 ④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。 浸 涂 灼 滴 注：各梯度分别涂布3个平板,1个不涂布作空白对照。 涂布平板： 03 考点解读 36 考点三、微生物的选择培养和计数 稀释涂布平板法 平板划线法 主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法 主要步骤 接种工具 菌体获取 能否计数 共同点 系列梯度稀释操作和涂布平板操作 接种环在固体培养基表面连续划线 涂布器 接种环 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体 可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板 不能计数 使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落 （二）微生物的计数 03 考点解读 37 考点三、微生物的选择培养和计数 （二）微生物的计数 稀释涂布平板计数法 M代表稀释倍数 C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL) 每g样品中的菌落数＝ (C÷V)×M 显微镜直接计数法 血细胞计数板 常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。 细菌计数板 对细菌等较小的细胞进行观察和计数。 快速、直观 A.不能区分死菌和活菌→偏大 B.不适于对运动细菌的计数。 C.个体小的细菌在显微镜下难以观察。 优点 缺点 03 考点解读 典例应用 例10．塑料污染是全球面临的环境问题，在寻找高效降解塑料的微生物的过程中，科学家从土壤中取样，按照下图所示过程进行培养并计数，下列叙述错误的是（    ） A．对微生物进行培养、计数应该采用稀释涂布平板法 B．通常采用干热灭菌法对培养皿等玻璃器皿进行灭菌 C．从富含塑料颗粒的土壤中取样，成功的可能性较大 D．图示方法统计得到的菌落数一般比实际活菌数偏大 D 考点三、微生物的选择培养和计数 03 考点解读 例11.某同学用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌纯化培养，下列说法错误的是（　　）    A．图乙所示方法纯化大肠杆菌时，接种环需灼烧6次，灼烧目的一般有2种 B．牛肉膏和蛋白胨来源于动物原料，含糖、维生素和有机氮等营养物质 C．用平板培养大肠杆菌时一般要将平板倒置，再放入培养箱中培养 D．图甲和图乙所用接种工具不同，分别是涂布器和接种环 A 考点三、微生物的选择培养和计数 03 考点解读 40 考点四、发酵工程及其应用 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 电动机 排气管 pH计 冷却水排出口 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮 生物传感器装置 空气入口 温度传感器和控制装置 冷却水进入口 阀门 放料管 (1)发酵工程是在微生物纯培养技术的建立、____________的成功设计以及环境条件的严格控制的基础上建设起来的，其中心环节是__________。 (2)微生物菌种资源丰富，用于啤酒发酵的优良酵母可从________________________________________， 但选种时应注意考虑该菌种的__________________ ___________________________________________，菌种选好后接种应对其进行_________，以增加菌种数量。 (3)啤酒酵母的发酵需要适宜的条件，对PH的控制可在发酵罐内添加_________；对气体的控制：前期为____________________________________________； 中后期为_____________，为延长菌体生长稳定期的时间，应及时添加________________。 密闭式发酵罐 发酵罐内的发酵 自然界筛选出来、通过诱变育种或基因工程育种获得 生长繁殖速度和产量； 是否容易变异、退化 扩大培养 缓冲液 打开空气入口通入空气,并打开搅拌叶轮 关闭空气入口 必需的营养组分 03 考点解读 41 考点四、发酵工程及其应用 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 电动机 排气管 pH计 冷却水排出口 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮 生物传感器装置 空气入口 温度传感器和控制装置 冷却水进入口 阀门 放料管 (4)大麦发芽后可产生____________参与糖化过程。 发芽后的大麦碾磨前有焙烤的过程，该过程的目的是_______________________________，将麦芽碾磨成粉的意义是_________________________________ ___________。 (5)对加入糖浆和啤酒花的发酵液进行蒸煮的目的是_____________________________________。 (6)与传统的手工发酵相比，发酵工程的优点有______________、原料来源丰富且价格低廉___________、废弃物_______________________ 等特点，在许多领域得到了广泛的应用。 淀粉酶 加热杀死种子胚但又不酶失活 利于淀粉酶与淀粉充分接触，提升 反应速率 终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌 生产条件温和 产物专一 对环境污染小和容易处理 03 考点解读 42 考点四、发酵工程及其应用 在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。 生产柠檬酸 生产啤酒 生产味精 黑曲霉 啤酒酵母 谷氨酸 棒状杆菌 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 接种 选育菌种 制备培养基 扩大培养 灭菌 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养 发酵工程中所用的菌种大多数是单一菌种，一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中微生物的数量、产物的浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。 如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 03 考点解读 考点四、发酵工程及其应用 发芽 焙烤 碾磨 糖化 蒸煮 发酵 主发酵 冷却 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。 将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。 淀粉分解，形成糖浆。 产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。 酵母菌将糖转化为酒精和CO2。 杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。 消毒 终止 后发酵 过滤 过滤、调节、分装啤酒进行出售。 03 考点解读 44 考点四、发酵工程及其应用 基本环节 主要方法及目的 选育菌种 选育方法：从自然界中筛选；诱变育种；基因工程育种 扩大培养 快速增加菌种数量 发酵培养基的配制 结合菌种的代谢特点配制培养基 灭菌 避免因杂菌污染而影响产品品质和产量 接种 将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中 发酵罐内发酵 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随时检测培养液中微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程，还要及时添加必需的营养组分等 分离、提纯产物 ①若发酵产品是菌体本身，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来 ②若发酵产品是微生物的代谢产物，则可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取   具体应用 成果 食品 工业 生产传统的发酵产品 利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类 生产各种各样的食品添加剂 利用黑曲霉发酵生产柠檬酸、利用谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸 生产酶制剂 利用微生物发酵生产淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和氨基肽酶等 医药 工业 通过工程菌生产药物 利用工程菌发酵生产生长激素释放抑制激素 通过改造菌种生产药物 通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素 农 牧 业 生产微生物肥料 利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥 生产微生物农药 利用苏云金杆菌防治多种农林虫害、 利用白僵菌防治玉米螟和松毛虫 生产微生物饲料 利用淀粉或纤维素的水解液、 制糖工业的废液通过发酵获得大量微生物菌体用于饲料生产 其他方面 解决资源短缺和环境污染问题 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯 对极端微生物的利用 利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂 03 考点解读 考点四、发酵工程及其应用 03 考点解读 典例应用 例12.下列属于植物细胞工程实际应用的是（　　） ①培育抗盐碱的烟草 ②培育抗虫棉 ③生产四倍体草莓     ④培育无子西瓜 ⑤生产脱毒马铃薯 ⑥工厂化生产紫杉醇 A．①②③⑤⑥ B．①②④⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．①②③④⑤⑥ C 考点四、发酵工程及其应用 03 考点解读 典例应用 例13．基因工程、发酵工程等现代生物技术广泛应用于农牧业、医药卫生和食品工业等方面。下列相关叙述，错误的是（　　） A．利用发酵工程生产的微生物农药，可用于病虫害的化学防治 B．采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，得到单细胞蛋白 C．通过转入乙肝病毒抗原基因的酵母菌发酵生产乙肝疫苗 D．通过导入肠乳糖酶基因的奶牛分泌出乳糖含量低的乳汁 A 考点四、发酵工程及其应用 谢谢您的聆听 谢谢您的聆听 $$