第1章 发酵工程（图文版知识清单）生物人教版选择性必修3

第引章发酵工程 第1节传统发酵技术的应用 考点传统发酵技术定义★★☆☆☆ 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留 下来的发酵物（如面团、卤汁）中的微生物进行发酵、制作食品 的技术 特点： 以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主；通常是家庭 式或作坊式的。 考点2常见发酵菌种 ★★★☆☆ 多为原核生物 乳酸菌 - 厌氧细菌（需无氧） C6H1206 >2C3H603+少量能量 →注意氧气条件 用于乳制品发酵、泡菜腌制 乳酸链球菌、乳酸杆菌 酒精发酵是厌氧条 酵母菌 刀件，注意需无氧 单细胞真菌，兼性厌氧（无氧进行酒精发酵） C6H12062C2H50H+2C02个+少量能量@ 用于酿酒、制作馒头和面包 酒精发酵是厌氧 *最适生长温度：约28℃ 条件，注意无氧 醋酸菌 原核生物，有氧条件下 将乙醇转化为乙醛，再转化为醋酸 C2H50H+02→CH3C00H+H20+少量能量 用于制醋 *最适温度30-35℃，需持续通入无菌空气 毛霉 -真核生物 产生蛋白酶和脂肪酶，将蛋白质分解为肽和氨基酸 - 脂肪分解为甘油和脂肪酸 用于制作腐乳 *最适温度15-18℃，需保持-定湿度 第1节传统发酵技术的应用 考点3 传统发酵食品制作原理、流程及其注意事项 传统 发酵 所用菌种 制作原理&条件 制作流程概要 注意事项 无氧乳酸发酵 1.5%-20%盐水（煮沸冷却） 坛无裂纹保证 乳酸菌 泡菜 (抑制杂菌) 2.蔬菜切分装坛，盐水淹没 密封；亚硝酸 (原核) 反应式： 3.密封坛盖，水槽注水 酸盐先升后降 C6H206→2C3H,03 (保无氧) (10天后安全) +少量能量 4.温控发酵 >【易错辨析】 坛内必须保持严格无 单 无氧酒精发酵 1. 葡萄冲洗（留野生菌）， 无氢，密封是关摧！ 亚硝酸盐检溯非常重要。丫 酵母菌 榨汁 器皿消毒 ☆ 果酒 (18-25℃) (真核) 反应式： 2.果汁装瓶（留1/3），密封 严格无氧 ☆ 萨 CgH20。→2C2H50H 3.12h拧松瓶盖排气， (防需氧不产酒) +2C02+少量能量 10-12天检测 【特别提醒】 有氧转化为醋酸 1,开盖通入无菌空气 果酒瓶留1/3空间的 目的：防止发酵液 果醋 醋酸菌 (30-35℃) 2.接种醋酸菌，发酵7-8天 (原核) 溢出；拧松瓶盖排 C2H0H+02→ 3.pH降至3.0-3.5，出现 气（排C02)川 CHC00H+H,0+能量 酸味完成 果酷发酵全程禹氧， 开盖或通气！ 特别提醒：果酒与果醋发酵比较 项目 制作果酒 制作果醋 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 兼性厌氧 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 对氧需求 前期需氧（繁殖） 后期无氧（产酒） 全程需氧 产物检测 酸性重铬酸钾 pH试纸（3.0-3.5) (橙色→灰绿色) 酸味 第1节传统发酵技术应用 考点4传统发酵技术与工业发酵的区别★★☆☆ 比较 项目 传统发酵技术 工业发酵 ·天然存在的微生物 。微生物培养技术 菌种 ● 前次发酵保留的 获得单一菌种 来源 发酵物 0 o°C ·混合菌种 单一菌种 ● 固体/半固体发酵 ●标准化控制 特点 ●家庭/作坊式生产 。大规模工业生产 ·菌种差异大X 缩短发酵时间 不足 ·杂菌情况不明？ ·确保品质稳定√ 品质不稳定？？ (速发质的生，种 值提高效率 【特别提醒】天然微生物包括空气中、容器壁、原料 本身的杂菌，非纯种培养。 【易错辨析】 家庭酿酒、做酸奶是传统发酵（通常含混合菌 ，除非接种已知商业菌)，不等于工业发酵。 ☆☆否 第2节微生物的培养技术及应用 考点1培养基的配制 1培养基的分类 O按物理状态 凝固剂琼脂 特别提醒 固体培养基VS 液体培养基一无凝固剂呈液态 液体培养基： 固体培养基 加琼脂呈固态 区别在于是否 →分离、纯化菌种 添加凝固剂（琼 半固体培养基一加入少量凝固剂， 脂)！ 观察微生物运动等 O按用途 选择培养基〈如以尿素为唯一氮源筛选尿素分解茵 鉴别培养基 如伊红美蓝培养县可别大肠杆菌 通用培养基一用于培养多种微王物 2.培养基配方 ⊙基本营养物质 水 碳源 氨源 无机盐 易错辨析 例如： 淀粉 尿素 选择培养基VS O特殊需求 鉴别培养基： 霉菌 (酸性) 选择：抑制杂菌， pH 细菌（中性/碱性） 只让目标菌长； 鉴别：都长，用指 特殊营养 → 乳酸杆菌 示剂只让目标菌显 色，方便观察。 氧气 无氧环境 3 第2节微生物的培养技术及应用 考点2无菌技术★★★★☆ 为概念辨析 誉消毒：温和方法杀死物体表面或内部部分微生物 批注： 紫外线消毒、70%酒精消毒 灭菌：强烈理化方法杀死物体内外所有微生物 批注：包括芽孢和孢子，如高压蒸汽灭茵 高压蒸汽 洛操作对象 灭菌锅 fo" ·对操作空间、操作者衣着和手进行清洁消毒 ·对培养器皿、接种用具、培养基进行灭菌 AA 洛易错辨析 易错表现 正确理解 记忆技巧 1.认为紫外线照 1.紫外线照射 1.紫外消毒 射是灭菌方法 是消毒方法 2.认为杀死表面 2.灭菌需杀死 2.消毒：温 所有微生物即 所有微生物 和，部分； 灭菌 (包括芽孢和 灭菌：强烈， 孢子) 所有 第2节微生物的培养技术及应用|知识清单 1.常用方法 安 【平板划线法】 4 000 ·操作：用【接种环】在【固体培养基】表面【连续划线】，逐步 【稀释】菌种，获得【单菌落】。 ·适用：微生物【分离】、【纯化】。 【稀释涂布平板法】 0.1-0.2mL ii0-- 10-1 10-2 10 【计数(30-300个菌落)】 ·操作：梯度【稀释】菌液->取【0.1-0.2mL涂布】平板->倒置 培养->【计数】。 ·公式：茵落数= 平板菌落数×稀释倍数) 【特别提醒】：计数时， 取样体积(mL) 选择菌落数在30-300个 ·适用：【分离】、【纯化】、【计数】。 之间的平板进行计数。 2.关键步骤 【平板划线】：每次划线前接种环需【灼烧灭菌】，避免交叉污染。 【稀释涂布】：梯度稀释需【混匀】，涂布器酒精灭菌后需【冷却】。 ☆【易错辨析】母 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为【两种方法】 仅【稀释涂布平板 平板划线仅纯化， 均可【计数】 法】可计数 稀释涂布可计数 ©资深高中生物学老师整理/适合打印与手机背诵 ★★☆☆☆ 第3节发酵工程及其应用-考点1发酵工程的基本环节 1.菌种的选育：选育优良性状菌种（如：产率高、抗性强） 扇的方法：自然选育、诱变育种、基因工程育种等 2.扩大培养：增加菌种数量，为大规模发酵做准备 - 3.配制培养基、灭菌、接种 接种目的：将选育菌种接入灭菌培养基，促进生长代谢 接种方法：平板划线法（分离纯化） 稀释涂布平板法（分离、纯化、计数） 【特别提醒】：灭菌必须彻底，防止杂菌污染！ 4.发酵罐内的发酵（核心环节) 条件控制：温度：根据菌种调整（如：酵母菌28℃， 醋酸菌30-35℃) pH:缓冲剂/酸碱调节（如：谷氨酸发酵中性/弱碱性产谷氦酸 酸性产谷氨酰胺) 外输入 溶解氧：需氧菌（搅拌、通气）； 输入入 境绵器 厌氧菌（密封/通氮气） 输出入 发感器 琬统愿器 性恶器 搅拌速度：营养均匀，避免损伤细胞 衣薛 冰晖器 过程监测： 检测营养、微生物数量、代谢产物 发酵雒 0 (方法：显微镜计数、比浊法、高效液相色谱) 【易错辨析】：发酵过程中必须严格控制无菌操作！监测是动态的 5.产品的分离提纯 7 6.获得产品 若产品为菌体：过滤、沉淀、干燥 单姐胞 抗生案 若产品为代谢物：提取、分离、纯化 蛋白 等 发酵产品 第3节 发酵工程及其应用 考点2发酵工程的应用★★☆☆ 1.食品工业 。传统发酵食品：啤酒、食醋、酱油、腐乳等 (√提高效率和稳定性) 。食品添加剂：柠檬酸（黑曲霉），味精（谷氨酸棒状杆菌），维生素等 酶制剂：α-淀粉酶、果胶酶等(W改进生产工艺， 延长储存期)乐刀 2.医药工业 。抗生素、激素（如大肠杆菌生产胰岛素） 。疫苗（如酵母菌生产乙肝疫苗） 3.农牧业 0 微生物肥料：根瘤菌肥、 固氮菌肥 (√增进肥力，抑制病害) 易错辨析：单细胞蛋白乙Q 微生物农药：苏云金杆菌（防治虫害）、 摩 井冈霉素（防治水稻枯纹病 易错表现： 认为单细胞蛋白是X 细胞内的蛋白质 。饲料添加剂： 单细胞蛋白（微生物菌体， 单细胞蛋白是通过 正确理解： 发酵获得的微生物√ (提高家畜增重及产奶/蛋量）) 菌体 记忆技巧： 单细胞蛋白是菌体 4.其他应用 能源：纤维废料发酵生产酒精、乙烯 极端微生物：嗜热菌/嗜盐菌生产洗涤剂， 嗜低温菌提高热敏性产品产量 【中国现状】 我国生物发辞产业年总产值近2900亿元，产品总量世界第一，是发酵大国。