第1章 发酵工程章末复习课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

章末复习课 第1章 发酵工程 生物 学习目标 ①通过对发酵工程原理和应用的复习，理解微生物代谢与发酵工程的关系，构建生命活动的物质和能量观。（生命观念） ②通过分析啤酒工业化生产的流程图，设计改进发酵效率的具体方案，培养资料分析与实验设计能力。（科学思维） ③回顾微生物选择培养与计数的实验操作，提升实验设计、数据分析和结果讨论的能力，培养科学探究精神。（科学探究） ④基于发酵工程在食品安全、环境保护中的实例，提出可行性建议，体现社会责任感与可持续发展意识。（社会责任） 学习重难点 重点： 1.传统发酵食品发酵的基本原理及制作泡菜、果酒、果醋。 2.微生物纯培养的基本操作，微生物选择培养的原理。 3.微生物的分离和计数。 4.发酵工程的基本环节。 难点： 1.微生物纯培养的基本操作。 2.微生物的分离和计数。 章末复习 情境导入 酒的发酵蕴含着深厚的优秀传统文化。《尚书》中便有关于酒的记载，古人用曲蘖酿酒，曲是糖化发酵剂，蘖则是发芽的谷物，这一独特工艺，领先世界数千年。从生物学原理看，酿酒利用了酵母菌的无氧呼吸，将糖类转化为酒精。这一过程既彰显了古人对微生物的巧妙运用，也承载着民族的智慧与情感。 传统发酵技术与发酵工程 章末复习 任务一 章末复习 资料1：黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述：“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得。”曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： (1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么？ 控制发酵过程的氧气和温度等条件。 章末复习 资料1：黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述：“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得。”曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： (2)黄酒发酵过程中，不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌，却可以防止其他杂菌对发酵产生影响，为什么？ 在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制(且发酵产生的酒精对其他杂菌也有毒害作用)。 章末复习 资料1：黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述：“黍米必齐，曲蘖必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得。”曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： (3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用，陈储要特别注意密封，为什么？ 若是密封不好，则醋酸菌容易将酒精转化为乙酸，使黄酒变酸。 (4)黄酒的酒精度数一般为15度左右，酒精度数无法继续提高的可能原因是什么？ 酒精浓度升高导致酵母菌活性下降。 章末复习 资料2：我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，啤酒的工业化生产采用大规模自动化设备和先进工艺，能快速高效地完成从原料处理到包装的全过程，可大量生产啤酒以满足市场需求。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： 1.阅读教材“啤酒的工业化生产流程”，完善啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的。 章末复习 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 淀粉酶 淀粉分解，形成糖浆 酒精和二氧化碳 啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的 章末复习 资料2：我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，啤酒的工业化生产采用大规模自动化设备和先进工艺，能快速高效地完成从原料处理到包装的全过程，可大量生产啤酒以满足市场需求。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： 2.(1)制作过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？ 酵母菌不能直接利用淀粉作碳源。 章末复习 资料2：我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，啤酒的工业化生产采用大规模自动化设备和先进工艺，能快速高效地完成从原料处理到包装的全过程，可大量生产啤酒以满足市场需求。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： 2.(2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了生产成本，如何解决以上问题？ 用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。 章末复习 资料2：我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，啤酒的工业化生产采用大规模自动化设备和先进工艺，能快速高效地完成从原料处理到包装的全过程，可大量生产啤酒以满足市场需求。 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 结合资料回答下列问题： 2.(3)与传统的手工发酵相比，在啤酒的工业化生产流程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？ 接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格的发酵条件控制等，都可使啤酒的产量和质量明显提高。 章末复习 [任务一]传统发酵技术与发酵工程 【拓展训练1】 (不定项)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(　　) A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B．都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖 C．发酵前都需要对原料进行灭菌 D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 AB 章末复习 【归纳总结】比较传统发酵技术与发酵工程 项目 传统发酵技术 发酵工程   概念 直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程 菌种来源 来源于空气、蔬菜、面团发酵物等，菌种不纯 性状优良的菌种，可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 过程 无菌种的选育、扩大培养、接种，无严格的灭菌等 菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离和提纯 发酵条件控制 通过微生物自身的代谢调节pH,通过充气口、排气口及其他人工措施调节溶解氧 通过计算机控制系统，对发酵过程中的温度、pH和溶解氧等进行监测和控制 微生物的培养技术及应用 章末复习 任务二 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 结合资料回答下列问题： (1)上图中的两种纯化结果分别是用什么方法得到的？ A.平板划线法，B.稀释涂布平板法。 资料3：发酵生产啤酒的过程中，杂菌产生的微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用平板划线法对酵母菌进行纯化。在发酵生产啤酒的过程中，要随时检测培养液中的酵母菌数量、产物浓度等，以了解发酵进程。 A B 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 资料3：发酵生产啤酒的过程中，杂菌产生的微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用平板划线法对酵母菌进行纯化。在发酵生产啤酒的过程中，要随时检测培养液中的酵母菌数量、产物浓度等，以了解发酵进程。 结合资料回答下列问题： (2)在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？ 需要；划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免污染环境和感染操作者。 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 结合资料回答下列问题： (3)在稀释涂布平板法中，为何需要至少涂布3个平板？ 作为重复实验，统计时取平均值，以减少偶然因素对实验结果的影响，增强实验结果的说服力。 资料3：发酵生产啤酒的过程中，杂菌产生的微量副产物是啤酒“上头”的原因之一，可采用平板划线法对酵母菌进行纯化。在发酵生产啤酒的过程中，要随时检测培养液中的酵母菌数量、产物浓度等，以了解发酵进程。 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 (4)丙同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL)，那么稀释倍数为106的试管中细菌的浓度是 个/mL，每克样品中的细菌数是 个。 2.34×103 2.34×109 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 (5)两种方法接种结束后，为什么都要将一个未接种的培养基和已接种的培养基放在一起培养？未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？ 培养未接种的培养基的作用是作对照，未接种的培养基经过培养后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的；若有菌落生长，则说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 （6）培养过程中抽样检测活菌数量时，应采用 (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”)，其原因是什么？ 稀释涂布平板法 用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的细菌也计算在内。 章末复习 [任务二]微生物的培养技术及应用 【拓展训练2】 解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（ ） A. 甲菌属于解脂菌 B. 实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源 C. 可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比 D. 该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力 B 章末复习 【归纳总结】区分选择培养基与鉴别培养基 种类 特点 用途 举例 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 从众多微生物中分离所需的微生物 以尿素为唯一氮源的培养基分离得到尿素分解菌 鉴别培养基 根据微生物的代谢特点在培养基中加入某种指示剂或化学药品，进而产生特定的颜色或其他变化 鉴别不同种类的微生物 用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌 【练习1】 当堂训练 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是为了隔绝空气，防止杂菌污染 D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 C 【练习2】 研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　) A．a点时取样、尿素氮源培养基 B．b点时取样、角蛋白氮源培养基 C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基 D．c点时取样、角蛋白氮源培养基 D 当堂训练 【练习3】 下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 D 当堂训练 【练习4】 (不定项)为提高一株石油降解菌的净化能力，将菌涂布于石油为唯一碳源的固体培养基上，以致死率为90%的辐照剂量诱变处理。下列叙述错误的是(　　) A．将培养基分装于培养皿中后灭菌，可降低培养基污染的概率 B．涂布用的菌浓度应控制在30～300个/mL C．需通过预实验考察辐射时间对存活率的影响，以确定最佳诱变时间 D．挑取培养基上长出的较大单菌落，纯化后进行降解效率分析 AB 当堂训练 【练习5】 当堂训练 化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重(g/L) S产量(g/L) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题。 (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有___________________________________(答出2点即可)。 干热灭菌、湿热灭菌(或高压蒸汽灭菌) (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是_________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________(答出2点即可)等营养物质。 葡萄糖 氮源、无机盐 制糖废液 当堂训练 【练习5】 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是_____________。 缺少淀粉酶 (4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：____________________________________________ _______________________________________________________________________。 （5）利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是_________________________。 测定不同浓度制糖废液中S产量，寻找S产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度 设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株C， 当堂训练 【练习5】 减少污染、节省原料、降低生产成本 课堂小结 谢谢大家 $$