1.3 发酵工程为人类提供多样的生物产品（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二生物选择性必修第三册（浙科版2019）

1.发酵食品风味不同的原因 (1)不同微生物或同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动所形成的代谢产物不同。 (2)不同的微生物、不同的菌株能够分泌的酶种类不同,分解大分子有机物后形成的产物也 就不同。 (3)菌株(来自一种微生物的每一个来源不同的纯培养物)遗传上的差异。 (4)混菌发酵:菌种中不同的微生物可能互利,可能竞争,也可能存在一种排斥其他若干种微生 物生长的现象。 第三节 发酵工程为人类提供多样的生物产品 知识点 1 传统发酵食品及制作 必备知识 清单破 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 2.利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 (1)原理 ①酵母菌在无氧条件下,通过厌氧呼吸,将葡萄糖氧化为乙醇和二氧化碳。 ②醋酸菌在有氧条件下可将乙醇氧化为醋酸。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 (2)方法步骤 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 3.利用乳酸菌制作泡菜   　　对于新配制的泡菜原料,若加入一些陈泡菜汁,可以缩短腌制时间,这是因为陈泡菜汁中 有较多的发酵菌。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 1.微生物工业发酵的基本过程 知识点 2 发酵工程 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    分离后的生物产品还需要进一步提纯,经过质检合格后才能成为产品。 (1)发酵工业所使用的菌种需要满足的条件 ①应选择高产的菌种,使菌种的发酵产物中,需要的产物多,不需要的产物少。 ②培养基来源充足且廉价,被转化的效率高。 ③菌种发酵产物易于分离。 ④菌种对环境没有明显或潜在的危害。 ⑤菌种的遗传特性和生产能力稳定。 (2)菌种在不同的发酵阶段要求的环境条件不同 ①菌种进入新鲜的培养基后,细胞吸收各种营养物质,具备细胞分裂的能力,微生物群体快速 生长和繁殖。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 ②微生物生长到一定阶段后,在细胞代谢的基础上进一步合成对微生物自身的生命活动没有 明确功能的物质,即人类需要的微生物发酵产物。 2.发酵工程的应用 (1)发酵工程的特点:生产条件温和,原料丰富且价格低廉,废弃物对环境影响小且容易处理。 (2)应用领域:食品工业、医药工业、冶金工业、农业、环境保护等。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动相同,所形成的代谢产物相同,制成的发酵食 品的风味也相同。这种说法正确吗? 不正确。同种微生物在不同环境条件下进行的代谢活动可能不同,所形成的代谢产物可能不同,制成的发酵食品的风味也可能不同。 2.制作泡菜所利用的是附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等,它们一般为 好氧、兼性厌氧或微厌氧菌。这种说法正确吗? 不正确。制作泡菜所利用的是附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等,它们一般为厌氧、兼性厌氧或微好氧菌。 提示 提示 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 3.果酒发酵时,瓶中的葡萄的总体积不要超过矿泉水瓶体积的1/2,主要是为了留出空间存放 发酵好的果酒。这种说法正确吗? 不正确。果酒发酵时,瓶中留出的空间中的氧气能促进酵母菌快速繁殖;同时,酵母菌发酵会产生CO2,葡萄过多可能导致发酵液溢出。 4.如果发酵的产品是微生物的代谢产物,可采用过滤、沉淀等方法将代谢产物从培养液中分 离出来。这种说法正确吗? 不正确。如果发酵的产品是菌体本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。如果发酵的产品是微生物的代谢产物,可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进 行提取。 提示 提示 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 定点 比较几种传统发酵食品制作的原理和条件 关键能力 定点破 比较项目 果酒制作 果醋制作 泡菜制作 发酵 菌种 菌种 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌等 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 主要为异养厌氧型 发酵 条件 氧气 前期需氧,后期 无氧 一直需要充足的 氧气 无氧 酸碱性 酸性 酸性 酸性 发酵原理 将葡萄糖氧化为 乙醇 将葡萄糖或乙醇 氧化为醋酸 将葡萄糖氧化为 乳酸 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 典例 下列有关传统发酵技术的叙述,错误的是 (　    ) A.制作果酒时选择新鲜的葡萄略加清洗,无需灭菌 B.酒精发酵是厌氧发酵,宜选择密闭的玻璃瓶制作果酒 C.发酵好的果酒需在温暖有氧的环境中发酵产生醋酸 D.泡菜发酵过程中,需用水封住坛口 B 思路点拨    熟悉不同传统发酵食品利用的主要菌种→回忆不同微生物的代谢类型→推测发 酵所需操作及原因。 解析    制作果酒时选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,但冲洗的次数不能太 多,防止洗掉葡萄皮上的野生型酵母菌,影响发酵过程,A正确;酒精发酵是厌氧发酵,发酵过程 中会产生二氧化碳,不可用不能自动排气的玻璃瓶作为发酵的容器,B错误;泡菜发酵过程中, 发酵菌种主要为厌氧型的乳酸菌,为了保证其发酵所需的无氧环境,需用水封住坛口,D正确。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　刚果红是一种染料,它可以与纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后 的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红与 纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物就无法形成,培养基中会 出现以这些菌为中心的透明圈。 学科素养 情境破 素养 生命观念——选择培养基和鉴别培养基 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 如何从土壤中分离纤维素分解菌?     用纤维素作为唯一碳源的选择培养基进行初步筛选后,再利用相应方法进行鉴定。 问题2 如何鉴定分离出的微生物是纤维素分解菌?     在培养基中加入刚果红进行鉴别。在培养基上形成透明圈的菌落就是纤维素分解菌。 问题3 怎么比较纤维素分解菌的分解能力?     透明圈直径与菌落直径比值越大,说明纤维素分解菌的分解能力越强。 提示 提示 提示 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.几种选择培养基的设计 特性 主要用途 设计原理 加入青霉素 分离酵母菌等真菌 青霉素能抑制细菌生长,对真菌无作用 不加氮源 分离固氮微生物 固氮微生物能利用空气中的氮气 不加碳源 分离自养型微生物 自养型微生物能利用无机碳源 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 2.鉴别培养基 (1)概念:在基础培养基中,加入某种特殊的化学物质,这种物质会与某种微生物的代谢物发生 反应,产生明显的特征性变化,根据这种特征性变化将该种微生物与其他微生物区分开,这样 的培养基称为鉴别培养基。与选择培养基不同的是,鉴别培养基允许目标微生物和其他非目 标微生物生长,但目标微生物会发生特征性的变化。 (2)几种常见的鉴别培养基及其功能 名称 主要用途 主要化学物质 特征性变化 伊红-亚甲蓝琼脂培 养基 鉴别大肠杆菌 伊红、亚甲蓝 出现带金属光泽的深 紫色菌落 刚果红培养基 鉴别纤维素分解菌 刚果红、纤维素 出现透明圈     淀粉培养基 鉴别产淀粉酶菌株 可溶性淀粉 出现淀粉水解圈 H2S试验培养基 鉴别产H2S菌株 醋酸铅 产生黑色沉淀 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 典例呈现 例题 某种细菌菌株需要亮氨酸才能生长,但此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此 菌株,想筛选出表格中细菌菌株类型,则配制相应选择培养基类型正确的是 (　    ) 选项 筛选出不需要亮氨酸 的菌株 筛选出抗链霉素的菌 株 筛选出不需要亮氨酸 且抗链霉素的菌株 A L+　S+ L-　S- L+　S- B L-　S- L+　S+ L-　S+ C L-　S+ L+　S+ L-　S- D L+　S- L-　S- L+　S+ B 注:L代表亮氨酸,S代表链霉素;“+”代表加入,“-”代表不加入。 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路    分析原菌株特点、需要筛选的菌株特点,培养基类型设计如下表: 原菌株特点 筛选的菌株特点 培养基设计 需要亮氨酸才能生长,对链霉 素敏感 不需要亮氨酸、链霉素敏感 不添加亮氨酸、链霉素 需要亮氨酸、抗链霉素 添加亮氨酸、链霉素 不需要亮氨酸、抗链霉素 不添加亮氨酸,添加链霉素 第一章　发酵工程 第1讲　描述运动的基本概念 $$