选择性必修3 发酵工程 知识填空-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学知识清单系统梳理了选择性必修3“发酵工程”全章内容，涵盖传统发酵技术、微生物培养技术及应用、发酵工程及其应用三大知识范畴，搭建从基础概念填空到实验操作步骤再到实际应用分析的递进式学习支架。 清单通过表格对比（如泡菜、果酒、果醋的微生物类型及代谢特点）、实验关键操作解析（如盐水煮沸冷却目的）、填空与参考答案结合等方式呈现知识体系，培养科学思维与探究实践能力。特别设计微生物纯培养步骤分解、发酵反应式梳理等实用模块，不同基础学生可高效巩固，教师能据此设计分层教学，提升课堂实效。

选择性必修3 第一章 发酵工程 基础知识填空 第1节 传统发酵技术的应用 一、 发酵与传统发酵技术 1．发酵的概念 发酵是指人们利用____________，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。不同的微生物具有____________________________________的能力。 2．腐乳的制作 (1)参与的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、________和毛霉等，其中起主要作用的是________。 (2)腐乳的特点：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的__________和氨基酸，味道鲜美，易于____________，便于________。 3．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________、________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__________的________发酵及________发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 二、尝试制作传统发酵食品 1．制作泡菜、果酒、果醋的微生物及其代谢特点 发酵产品 所需菌种 生物分类 代谢类型 适宜温度 发酵对氧的需求 泡菜 原核生物 － 密闭不需氧 果酒 异养兼性厌氧 前期需氧，后期不需氧 果醋 一直需氧 2.微生物的发酵反应式 (1)泡菜制作 (2)果酒制作 (3)果醋制作 3. 制作泡菜时，盐水煮沸冷却的目的是：__________________________________________________ 第2节　微生物的培养技术及应用 第1课时　微生物的基本培养技术 一、培养基的配制 1．培养基的概念：人们按照微生物对____________的不同需求，配制出供其____________的营养基质。 2．作用：用以________、分离、________、保存微生物或积累其________。 3．培养基种类 4．培养基的营养构成 (1)主要营养物质：水、________(提供碳元素的物质)、________(提供氮元素的物质)和无机盐。 (2)某种常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 组分 含量 提供的主要营养 牛肉膏 5 g ________________等 蛋白胨 10 g ______________等 NaCl 5 g 无机盐 H2O 定容至1 000 mL 水 (3)培养基还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加________；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至________；在培养细菌时，一般需要将培养基调至____________；在培养厌氧微生物时，需要提供________的条件。 二、无菌技术 1．消毒 (1)概念：指使用较为__________的物理、化学或________等方法杀死物体表面或内部________微生物。 (2)适用对象：操作的__________、操作者的________和手等。 (3)常用方法：__________________、__________________、__________________、__________________。 （4）巴氏消毒的优点： __________________________________ 2．灭菌 (1)概念：指使用________的理化方法杀死物体内外________的微生物，包括________和孢子。 (2)适用对象：用于微生物培养的器皿、________用具和________等。 (3)常用方法常用的灭菌方法有：__________________（如接种工具的灭菌） __________________（如玻璃器皿的灭菌） __________________（如_________的灭菌） 3． 消毒和灭菌工作主要包括两个方面： 对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行________和_________。将用于微生物培养的器皿、接种工具和培养基等进行___________。做好消毒与灭菌工作后，要注意免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。为了避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在______________________________进行。 三、微生物的纯培养 1．概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为____________，获得纯培养物的过程就是______________。 2．步骤：微生物的纯培养包括____________、________、________、________和________等步骤。 3. 酵母菌的纯培养 (1)原理：采用________________法和__________________法将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 (2)步骤: ①制备培养基：配制培养基―→_________―→_______。 倒平板注意事项：温度：______℃左右；操作：在_______附近；冷凝后平板______。 ②接种和分离酵母菌 通过_______在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步____________到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 ③培养酵母菌 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个_______的平板_______，放入28 ℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。 第2课时　微生物的选择培养和计数 一、选择培养基、微生物的选择培养和数量测定 1．选择培养基：允许____________的微生物生长，同时____________其他种类微生物生长的培养基。如采用__________________________________的培养基能分离土壤中分解尿素的细菌。土壤中的细菌之所以能分解尿素是因为它们能合成________，尿素被分解成______之后，才被植物利用。 2．微生物的选择培养 (1)方法：对样品进行充分稀释，然后将________涂布到制备好的________培养基上。 (2)稀释涂布平板法的操作过程 ①系列稀释操作 a．编号为1×102～1×107试管中分别盛有9 mL________。 b．将______ g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。 c．取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 ②涂布平板操作 取菌液：取0.1 mL菌液，滴加到________表面 涂布器消毒：将涂布器浸在盛有 的烧杯中 涂布器灭菌：将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器 后，再进行涂布 涂布平板：用涂布器将 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 (3)培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板________，放入30～37 ℃的______________中培养1～2 d。 3．微生物的数量测定 (1)稀释涂布平板法 ①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个__________。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少____________。 ②计数原则：一般选择菌落数为__________的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在一同稀释度下，应至少对________个平板进行重复计数，然后求出________。 ③注意事项：统计的菌落数往往比活菌的实际数目______，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是________菌落。因此，统计结果一般用________而不是用活菌数来表示。 (2)显微镜直接计数法 一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的__________或__________，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，统计的结果一般是________________________的总和。 （3）.稀释涂布平板法计数比实际值偏______ ，原因是____________________ （4） 尿素分解菌（可合成脲酶，将尿素分解为CO2和NH3）的初步筛选方法为：__________________________________ （5）鉴别大肠杆菌所用培养基为_________________，该培养基上大肠杆菌菌落为带有金属光泽的 _________________ （6）纤维素分解菌的筛选方法为_________________，原理是： _______________________________________________________________________________ 二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1．实验设计 (1)土壤取样 ①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。 ②取样部位：距地表约______________的土壤层。 (2)样品的稀释 测定土壤中细菌的数量，一般选用________________________________倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放______一点。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养________和培养时间。细菌一般在________ ℃的温度下培养________ d。 ②观察 a．观察方法：每隔________ h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 b．记录菌落的特征：包括菌落的________、________和________等。 2．操作提示 (1)无菌操作 ①取土样的用具在使用前都需要________。 ②实验操作均应在____________________进行。 (2)做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的__________等。 (3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 第3节　发酵工程及其应用 1. 发酵工程是指利用微生物的______________，通过______________，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的_________和__________、产物的_______和________等方面。 2．发酵工程的基本环节 3．发酵工程的应用 (1)在食品工业上的应用 ①生产传统的发酵产品 a．以________为主要原料，利用产生______的霉菌生产酱油。 b．以谷物或________等为原料，利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。 ②生产各种各样的食品添加剂 食品添加剂不仅可以增加食品的________，改善食品的________、色泽和品质，有时还可以延长食品的________。 a．柠檬酸可以通过________的发酵制得。 b．由________________发酵可以得到谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。 ③生产酶制剂 常用酶制剂有α-淀粉酶、______________、果胶酶、____________和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制剂成功用于食品的直接生产、改进____________、简化生产过程、改善产品的________和口味、延长食品储存期和提高产品________等方面。 (2)在医药工业上的应用 ①发酵工程可以生产抗生素、__________、激素和____________等。 ②基因工程、________工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。 ③应用实例 a．生长激素释放抑制激素最初从________中提取，远远不能满足需要，利用经过________改造的微生物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。 b．将乙型肝炎病毒的抗原基因转入______，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。 c．未来甚至还可能利用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的________、________________等化合物。 (3)在农牧业上的应用 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__________、________________等来增进土壤肥力，改良土壤________，促进植株生长。有的微生物肥料还可以抑制土壤中______________的生长，从而减少病害的发生。 b．类型：常见的有________肥和__________肥等。 ②生产微生物农药 a．原理：微生物农药利用微生物或____________来防治病虫害。 b．实例：___________可以用来防治80多种农林虫害；利用________可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——____________可以用于防治水稻枯纹病。 ③生产微生物饲料 a．单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物________。 b．在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料________，动物食用后还能提高________。 (4)在其他方面的应用 ①利用纤维废料发酵生产酒精、__________等能源物质。 ②极端微生物的利用，如______、________可以用来生产洗涤剂，____________有助于提高热敏性产品的产量。 参考答案 第1节 传统发酵技术的应用 一、 发酵与传统发酵技术 1．微生物 微生物的代谢 产生不同代谢物 2．(1)曲霉 毛霉 (2)肽 消化吸收 保存 3．(1)原材料 面团 卤汁 (2)混合菌种 固体 半固体 二、尝试制作传统发酵食品 1．乳酸菌 异养厌氧 酵母菌 真核生物 18～30 ℃ 醋酸菌 原核生物 异养需氧 30～35 ℃ 2．(2)酒精发酵 (3)氧气、糖源充足 3.（1）杀死盐水中的微生物（杀灭杂菌）；（2）去除盐水中的溶解氧，为乳酸菌营造无氧环境 第2节　微生物的培养技术及应用 第1课时　微生物的基本培养技术 一、培养基的配制 1．营养物质 生长繁殖 2．培养 鉴定 代谢物 3．液体 琼脂 固体 4．（1）碳源 氮源 (2) 碳源 氮源 磷酸盐 维生素 碳源 氮源 维生素 (3)维生素 酸性 中性或弱碱性 无氧 二、无菌技术 1．（1）温和 生物 一部分 (2) 空间 衣着 (3) 煮沸消毒法 巴氏消毒法 化学药物消毒法（如酒精、氯气） 紫外线消毒 （4）杀死微生物，并且营养成分不被破坏。 2．（1）强烈 所有 芽孢 (2) 接种 培养基 (3) 灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 培养基 3. 清洁 消毒 灭菌 超净工作台上并在酒精灯火焰附近 三、微生物的纯培养 1．纯培养物 纯培养 2． 配制培养基 灭菌 接种 分离 培养 3. (1)平板划线法 稀释涂布平板 (2)灭菌 倒平板 50 酒精灯火焰 倒置 接种环 稀释分散 未接种 倒置 第2课时　微生物的选择培养和计数 一、选择培养基、微生物的选择培养和数量测定 1．特定种类 抑制或阻止 以尿素为唯一氮源 脲酶 氨 2． 菌液 选择 无菌水 10 培养基 酒精 冷却 菌液 倒置 恒温培养箱 3．微生物的数量测定 (1) 活菌 活菌 30～300 3 平均值 少 一个 菌落数 (2) 细菌计数板 血细胞计数板 活菌数和死菌数 （3）低，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是1个菌落 （4）用以尿素为唯一氮源的固体培养基进行选择培养。 （5）伊红-亚甲蓝培养基， 深紫色。 （6）刚果红染色法 （1）刚果红能与纤维素形成红色复合物；（2）纤维素被纤维素酶分解后，刚果红-纤维素复合物无法形成；（3）在纤维素分解菌周围出现透明圈。 二、探究·实践——土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1．(1)3～8 cm(2)1×104、1×105和1×106 宽 (3) 温度 30～37 1～2 24 形状、大小和颜色 2．灭菌 酒精灯火焰旁 稀释度 第3节　发酵工程及其应用 1. 特定功能 现代工程技术 选育 培养 分离 提纯 2. 溶解氧 营养 反馈 产物浓度 营养组分 溶解氧 过滤 干燥 性质 纯化 3. (1)①a.大豆 蛋白酶 b．水果 ②营养 口味 保存期 a．黑曲霉 b．谷氨酸棒状杆菌 ③β淀粉酶 氨基肽酶 生产工艺 品质 产量 (2)①氨基酸 免疫调节剂 ②蛋白质 ③a.羊脑 基因 b．酵母菌 c．紫杉醇 青蒿素前体 (3)①a.有机酸 生物活性物质 结构 病原微生物 b．根瘤菌 固氮菌 ②a.其代谢物 b．苏云金杆菌 白僵菌 井冈霉素 ③a.菌体 b．保鲜 免疫力 (4)①乙烯 ②嗜热菌 嗜盐菌 嗜低温菌 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $