第1章 发酵工程（知识清单）-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中生物学选择性必修第三册（人教版2019）

第1章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用 知识点1发酵与传统发酵技术 1.发酵的概念 发酵是指人们利用① ,在适宜的条件下，将原料通过② 转化为人类所需要的产物的过程。 2.传统发酵技术 (1)概念：直接利用③ 中天然存在的微生物，或利用前一次发酵 保存下来的④ 、⑤ 等发酵物中的微生物进行发酵、制作 食品的技术。 (2)类型：以混合菌种的⑥ 发酵及⑦ 发酵为主。 知识点2传统发酵食品的制作 1.泡菜的制作 (1)菌种：乳酸菌（原核生物） ①菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌 ②代谢类型：异养厌氧型 ③种类：乳酸链球菌、乳酸杆菌 ④分裂方式：二分裂 (2)发酵原料：在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸 C6H1zO6→2C,H,O,(乳酸)+能量 (3)制作过程 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。 配制 用清水和食盐配制质量百分比为5%一20%的盐水， 盐水 并将盐水煮沸，冷却待用。 ·杀菌、除氧 ·2· 蔬菜 将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀， 处理上 琼干后装入泡菜坛内：装至半坛时，放入蒜瓣、 装坛 生姜及其他香辛料，继续装至八成满 ①泡菜发酵初期，大肠杆菌、酵母菌等较为活 跃，产生较多的C0,防止发酵液溢出坛外： ②防止因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 将冷却好的盐水缓缓倒人坛中，使盐水没过菜料 水 盖好坛盖。 创造无 氧环境 封坛 向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注 发酵 意向水槽中补充水：根据室内温度控制发酵时间。 ,创造无氧环境 2.果酒和果醋的制作 (1)制作原理与发酵条件 果酒制作！ 果醋制作 V 主要 r 酵母菌 醋酸菌 菌种 ⑧ 上的野 菌种 变酸酒表面的菌膜 生型酵母菌 来源 有氧条件下： 氧气、糖源0 时： ⑨ C,H.0,+20,酶 2CH,C00H+2C0, 原理 无氧条件下： +2H,0+能量 C,H,0,酶2C,H,0H ① 糖源、氧气充足 +2C02+能量 时：CH,OH+O酶 CH,COOH+H,0+能量 ·3· (2)制作过程 器具 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并 消毒 用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。 冲洗 取新鲜葡萄，用清水冲洗1~2次，再去除枝梗和腐 葡萄 烂的籽粒，沥干。 榨汁 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中（注 装瓶 意：要留有大约13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， 果酒 每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶 发酵 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监测。 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布， 果醋 进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间 发酵 为7-8d [易错警示] 1.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸 ( 2.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度 3.在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长 ( ) 4.在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气 ( ) 5.泡菜制作的菌种主要是醋酸菌 ( ) 6.制作泡菜时，盐水煮沸后可以立即使用 ( 自我校对： ①微生物 ②微生物的代谢 ③原材料④面团 ⑤卤汁 ⑥固体 ⑦半固体 ⑧附着在葡萄皮⑨C,H2O。+602十6H,0+6C02十 12H2O十能量⑩充足①缺少 易错警示1.×2.×3./4./5.×6.× ·4· 第2节 微生物的培养技术及应用 知识点1微生物的基本培养技术 1.培养基 (1)概念：人们按照微生物对① 的不同需求，配制出的供其 ② 的营养基质。 (2)种类 ①按物理状态可分为液体培养基和③ ②按功能可分为选择培养基和④ (3)成分：各种培养基一般都含有水、⑤ 、氮源和⑥ ,此 外还要满足微生物生长对⑦ 特殊营养物质以及⑧ 的 需求。 2.无菌技术 (1)含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。 (2)常用方法 防止⑨ 关键 消毒 无菌技术 灭菌 较为0 条件强烈的理化方法 或生物等方法 杀死物体表面或内部的 杀死物体内外① 部分微生物（不包括芽结果 (包括芽孢和孢子) 孢和孢子 煮沸消毒法、② 常见 3 干热灭菌、 、化学药剂消毒法、一 方法 4 紫外线消毒法 3.常见物品的消毒或灭菌方法 (1)消毒方法及适用对象 煮沸消毒法 日常食品、罐装食品等 巴氏消毒法 牛奶等不耐高温的液体等 化学药剂消毒法用酒精擦拭操作者双手、用氯气消毒水源等 紫外线消毒法 接种室、接种箱或超净工作台等 ·5· (2)灭菌方法及适用对象 灼烧灭菌接种工具、其他金属用具等 干热灭菌玻璃器皿、金属用具等 湿热灭菌培养基及容器等 4.微生物的纯培养 (1)概念：由⑤ 繁殖所获得的微生物群体是纯培养物，获得 ⑩ 的过程就是纯培养。 (2)过程：包括⑦ 、灭菌、接种、⑧ 和培养等步骤。 (3)常用方法：© 法和@四 法。 (4)实例—酵母菌的纯培养 配制 培养基. 称取一→煮沸→过滤一加琼脂→定容 灭菌 制备 20 培养基 倒平板 代翻转 方法应 接种和 通过接种环在琼脂固体培养基表 分离) 图示 面连续划线操作，将聚集的菌种 逐步稀释分散到培养基的表面 培 培养 →接种后的平板3 培养 酵母菌 对照将4 的平板倒置培养 知识点2微生物的选择培养和计数 1.微生物的选择培养 (1)选择培养基：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时 西 其他种类微生物生长的培养基。 (2)稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释后，将不同稀释度的 菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养。 ①系列稀释操作 系列稀释：移液管需要经过灭菌。操作时，试管口和移液管应离火焰1~ 2cm处。操作过程如下： ·6· I mL 1 mL I mL I ml I mL I mL 10 10 10 菌液 稀释液稀释液稀释液稀释液稀释液稀释液 ②涂布平板操作 1 mL 1 ml 1 ml 1 ml. I mL 1×101×101×101×101×101×10 90 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9 mL 9mL 9 ml 无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水无菌水 序号 图示 操作 取0.1mL菌液，滴加到⑧ -涂布器 2 将涂布器浸在盛有⑦ 的烧杯中 将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧，待酒 3 精燃尽后，冷却8~10s 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，使菌液② ③培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板四 ,放入30~37℃ 的圆 中培养1~2d. 2.微生物的数量测定 (1)稀释涂布平板法 ①计数原理：当样品的① 时，培养基表面生长的一个 ② ,来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的 3 ,就能推测出样品中大约含有多少活菌。 ②计数标准：在实际操作中，为了保证结果准确，一般选择菌落数为 ☑ 的平板进行计数。 ③计数方法：通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落 数为⑤ 、适于计数的平板。在⑤ 下，至少应对 3个平板进行重复计数，然后求出@ ·7· ④当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此， 统计结果一般用图 表示。 (2)显微镜直接计数法 ①计数原理：利用特定的© 或⑩ ,在 显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。 ②优点：是一种常用的、① 的测定微生物数量的方法。 ③缺点：统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。 3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ①土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们 分离 :能合成② 原理 ②配制以④③ 为唯一氨源的培养基，能够生长： 的细菌就是能分解尿素的细菌 分离 土壤 样品 取样 培养 过程 取样 稀释 接种 观察 [易错警示] 1.由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型 ( 2.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 ( ) 3.无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等）都可 采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌 ( ) 4.平板划线法中每一次划线前要将接种环灼烧 ( ) 5.选择培养基可以鉴定某种微生物的种类 ( ) 6.尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物 ( ) 自我校对： ①营养物质②生长繁殖③固体培养基④鉴别培养基 ⑤碳源 ⑥无机盐⑦pH⑧氧气⑨杂菌污染四温和的物理、化学①所有的 微生物②巴氏消毒法⑧湿热灭菌④灼烧灭菌 ⑤单一个体⑥纯 培养物⑦配制培养基⑧分离⑧平板划线@稀释涂布平板@高 压蒸汽灭菌②@平板划线法B倒置四未接种⑤抑制或阻止函培 养基表面⑦酒精®涂布均匀④倒置@恒温培养箱①稀释度足 够高③2单菌落⑧菌落数30一300⑤30一300同一稀释度 ⑦平均值⑧菌落数四细菌计数板⑩血细胞计数板 ①快速直观 ②脲酶⑧尿素 易错警示1.×2./3.×4./5.×6. ·8· 第3节 发酵工程及其应用 知识点1发酵工程的基本环节 1.概念： 发酵工程一般包括① ,扩大培养，② ③ ,接种，发酵，产品的④ 、⑤ 等方面。 2.发酵工程中心环节的分析 计算机控制系统 监测控制 微生物数量、 检测温度、pH、 溶解氧、罐压 产物浓度 通气量、搅拌、泡沫和营养 发酵 条件 影响 及时添加必须 使发酵过程处 微生物的生长繁殖 的营养组分 于最佳状态 和代谢物的形成 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⑥ (2)生产各种各样的⑦ (3)生产⑧ 2.啤酒的工业化生产流程及发酵过程 (1)啤酒的工业化生产流程及操作目的 生产流程 操作目的 发芽>产生淀粉酶分解淀粉 焙烤>加热杀死胚，保留营养物质 碾磨》将干燥麦芽碾磨成麦芽粉，便于糖化 糖化>淀粉酶将淀粉分解成糖浆 蒸煮>①产生风味组分②使酶失活③灭菌 发酵>酵母菌将糖转化为酒精和C0, 消毒>杀死啤酒中的微生物，延长保存期 终止>过滤、调节、分装、出售 ·9· (2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别 “精酿”啤酒 类别 “工业”啤酒 只使用麦芽、啤酒 麦芽、啤酒花、酵母菌、 原料 花、酵母菌和水 水、大米、玉米、淀粉等 是否添加 不添加· 添加 食品添加剂 较高，口味浓郁麦芽汁浓度一较低，口味清淡 发酵时间长，可 发酵时间短，通常7天 发酵时间 达2个月 左右 产量低、价格高 特点 →产量高，价格低 3.在医药工业上的应用 (1)⑨ 的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用 和发展。 (2)发酵工程逐步扩展到了其他① 、多种氨基酸、① 和 ② 等的生产领域。 4.在农牧业上的应用 (1)生产⑧ (2)生产④ (3)生产⑤ 5.在其他方面的应用 发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、⑥ 健康和⑦ 等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。 [易错警示] 1.在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种 ( ) 2.分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法 ) 3.在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌 ( ) 4.乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产 ( ) 5.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关( ) 6.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的 ) 自我校对： ①菌种的选育②培养基的配制③灭菌④分离 ⑤提纯 ⑥发酵产 品⑦食品添加剂⑧酶制剂⑨青霉素⑩抗生素 ①激素②免疫 调节剂⑧微生物肥料④微生物农药⑤微生物饲料 6环境⑦能源 易错警示1./2.√3.√4.×5.√6.× ·10·