《生物技术与工程》知识点填空清单2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3
知识点填空清单
第1章 发酵工程
科技探索之路 从传统发酵技术到发酵工程 (教材p.2,11空)
◆ 核心观点速记
约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料,但在几千年的时间里人们并不明白其中的原理。
1857年巴斯德通过实验证明酒精发酵是由活的酵母菌引起的;1897年科学家发现了酶在酵母菌发酵中的作用,逐渐了解了发酵的本质。
之后微生物的分离和纯化技术得到应用,传统的固体发酵开始向半固体发酵和液体发酵演变,作坊式的手工生产向近代工业化生产方向发展。
20世纪40年代,由于青霉素产生菌是需氧型的,科学家建立了深层通气液体发酵技术,使青霉素的生产实现了产业化,抗生素发酵工业兴起。
20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等的发展使发酵工程进入定向育种的新阶段,可大量生产人胰岛素、干扰素等产品。
◆ 知识点填空
〇 一、从传统发酵到认识发酵的本质
1.约9 000年前,我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵为______的饮料;后来人们通过_______或曲种传代的固体发酵方法生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等食品。
2.1857年,法国微生物学家______通过实验证明,酒精发酵是由活的______引起的,从而将二者与发酵联系起来。
3.1897年,科学家发现了____在发酵中的作用,逐渐了解了发酵的本质;之后微生物的分离和纯化技术得到应用,传统的固体发酵开始向半固体发酵和_______演变。
〇 二、发酵工程的兴起与发展
4.20世纪40年代,利用发酵工程大规模生产______成为研究的主攻方向;由于其产生菌是需氧型的,科学家在厌氧发酵技术的基础上建立了____________技术,使其生产实现了产业化。
5.20世纪70年代以后,_______、细胞工程等的发展,使发酵工程进入了____育种的新阶段;将动植物的基因转移到微生物中,可获得具有特殊生产能力的微生物,大量生产人______、干扰素等产品。
◆ 体系梳理
从传统发酵技术到发酵工程(发展历程)
约9 000年前:利用微生物将谷物、水果等发酵为含酒精的饮料;自然发酵或曲种传代的固体发酵生产酱油、醋、豆豉、腐乳和酸奶等
1857年:巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的酵母菌引起的
1897年:发现酶在酵母菌发酵中的作用,逐渐了解发酵的本质;之后30多年,微生物的分离和纯化技术得到应用,固体发酵向半固体发酵和液体发酵演变,酒精、柠檬酸和淀粉酶等新产品不断出现
20世纪40年代:大规模生产青霉素,建立深层通气液体发酵技术;链霉素、金霉素和土霉素等相继生产,抗生素发酵工业兴起
1957年及60年代:用微生物生产谷氨酸获得成功;人工诱变特定微生物获得更高生产能力的突变类型,酶制剂、多糖、维生素发酵工业相继兴起
20世纪70年代以后:基因工程、细胞工程等使发酵工程进入定向育种的新阶段,生产人胰岛素、干扰素等
第1章 发酵工程 第 1 页 共 37 页
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20世纪80年代:运用数学、动力学、化学工程原理以及计算机技术综合研究发酵过程,目前能自动记录和控制发酵过程的全部参数
第1节 传统发酵技术的应用 (教材p.4,25空)
◆ 核心观点速记
发酵是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
传统发酵技术直接利用原材料中天然存在的微生物或前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物,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。
三类常用菌的代谢类型决定发酵条件:乳酸菌是厌氧细菌,酵母菌是兼性厌氧微生物,醋酸菌是好氧细菌。
制作传统泡菜利用植物体表面天然的乳酸菌;乳酸质量分数为0.4%〜0.8%时泡菜的口味、品质最佳。
果酒发酵控制在18〜30 ℃、无氧,产生酒精;果醋发酵需通氧、30〜35 ℃,由醋酸菌将糖或乙醇转化为乙酸。
◆ 知识点填空
〇 一、发酵与传统发酵技术
1.发酵,是指人们利用______,在____的条件下,将原料通过其代谢转化为人类所需要的____的过程。
2.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、制作食品的技术一般称为__________。传统发酵以_______的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。
3.多种微生物参与了豆腐的发酵,其中起主要作用的是____;经过发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,味道鲜美,易于消化吸收。
〇 二、制作泡菜的原理与方法
4.______是厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸,可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等;常见的该类菌有乳酸链球菌和_______。
5.乳酸发酵的反应简式:C6H12O6 → 2_______________+能量。
6.发酵期间乳酸会不断积累,当其质量分数为______________时,泡菜的口味、品质最佳;配制盐水后需将盐水____、冷却待用;菜料装至半坛时放入蒜瓣、生姜及其他香辛料,继续装至______。
〇 三、制作果酒和果醋的原理
7.酵母菌是一类______真菌,能以多种糖类作为营养物质和能量的来源;酵母菌是_______微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,可用于酿酒、制作馒头和面包等。酿酒酵母的最适生长温度约为_______。
8.酒精发酵的反应简式:C6H12O6 → 2_______________+2CO2+能量。
9.醋酸菌是____细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为____,再将其变为乙酸。多数醋酸菌的最适生长温度为___________。
10.糖源、O2都充足时醋酸发酵的反应简式:C6H12O6+2O2 → 2________________+2H2O+2CO2+能量。
〇 四、探究·实践 制作传统发酵食品
11.制作葡萄酒时,发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净,并用体积分数为______的酒精消毒;葡萄汁装入发酵瓶时要留有大约1/3的空间,将温度控制在___________进行发酵,发酵过程中每隔12 h左右将瓶盖____一次(不是打开瓶盖)。
12.在上述传统发酵食品的制作过程中,我们没有接种菌种,而是利用了天然存在的菌种;为了缩短发酵时间,确保品质稳定,工业上大规模生产时,通常会先通过________技术获得____菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。
◆ 易错辨析
第1章 发酵工程 第 1 页 共 37 页
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① 泡菜坛盖边沿的水槽中要注满水(水密封),果酒发酵瓶也需拧紧瓶盖,说明泡菜和果酒发酵需要________条件;而制作果醋时要打开瓶盖、盖上一层纱布,说明醋酸菌的发酵需要________。
② 葡萄酒制作完成后,打开瓶盖,盖上一层纱布进行葡萄醋的发酵,此时发酵温度应调整为________,时间为7〜8 d。
③ 制作果酒时,发酵瓶、榨汁机等器具要用体积分数为70%的酒精进行________;而新鲜葡萄只用清水冲洗1〜2次,这是因为葡萄果皮表面附着有大量的不同种类的________。
◆ 体系梳理
比较项目 | 泡菜 | 果酒 | 果醋 |
参与发酵的微生物 | 植物体表面天然的乳酸菌 | 果皮上附着的野生酵母菌 | 醋酸菌 |
代谢类型 | 厌氧细菌 | 兼性厌氧微生物 | 好氧细菌 |
温度 | 根据室内温度控制发酵时间 | 18〜30 ℃ | 30〜35 ℃ |
氧气条件 | 坛盖边沿水槽注满水密封 | 盖好瓶盖、每隔12 h左右拧松一次 | 打开瓶盖、盖上一层纱布 |
主要产物 | 乳酸 | 酒精和CO2 | 乙酸 |
(泡菜、果酒与果醋制作的比较)
第2节(一) 微生物的培养技术及应用·微生物的基本培养技术 (教材p.9,25空)
◆ 核心观点速记
防止杂菌污染、获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提,也是发酵工程的重要基础。
培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求配制的营养基质,一般含水、碳源、氮源和无机盐,还需满足微生物对pH、特殊营养物质以及O2的需求。
无菌技术围绕避免杂菌污染展开,主要包括消毒和灭菌:消毒杀死物体表面或内部一部分微生物,灭菌杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)。
由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物;纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上,得到的单菌落一般是纯培养物。
◆ 知识点填空
〇 一、培养基的配制
1.在液体培养基中加入琼脂后制成的___________,是实验室中最常用的培养基之一,微生物在其表面或内部生长,可以形成肉眼可见的____。
2.虽然各种培养基的配方不同,但一般都含有水、____、____和无机盐等营养物质。
3.在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加______;在培养____时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性。
〇 二、无菌技术
4.获得纯净的微生物培养物的关键是__________。无菌技术主要包括____和____:前者使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物,后者则使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括____和孢子。
5._______灭菌的效果最好:以水蒸气为介质,在压力为___________、温度为________的条件下,维持15〜30 min来灭菌。
6.涂布器、接种环、接种针或其他金属用具等接种工具可采用____灭菌,即直接在酒精灯火焰的________进行。
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