資源簡介

選擇性必修第一章第3節　
發酵工程及其應用導學案
【學習目標】
1.能夠說出發酵工程的基本環節
2.能夠說出發酵工程在食品、醫藥、農牧業等方面的應用
【重點難點】
闡明發酵工程利用現代工程技術及微生物的特定功能，工業化生產人類所需產品
【預習案】
【預習指導】
1. 通讀教材（22頁-27頁）一遍，再依據導學案問題提示，進一步研讀教材一遍，并用鉛筆標記和勾畫問題的答案。
2. 在研讀課本的基礎上，獨立填寫預習案，規范書寫，將疑問寫在疑問欄。
一、發酵工程的基本環節
發酵工程一般包括　　　　　，擴大培養，培養基的配制、　　，接種，　　，產品分離、提純等方面。
選育菌種：
性狀優良的菌種可以從　　　中篩選出來，也可以通過　　　　或　　　　　　獲得。
擴大培養：
工業發酵罐的體積很大，接入的菌種總體積也較大，因此在發酵之前還需要對菌種進行　　　　。
配制培養基：
在菌種確定之后，要選擇原料制備培養基。培養基的配方要經過　　　　才能確定。
滅菌：
發酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導致產量大大下降。因此，　　　和　　　　都必須經過嚴格的滅菌。
接種：
擴大培養的菌種和滅菌后的　　　加入發酵罐中。大型發酵罐有計算機控制系統，能對發酵過程中的溫度、pH、溶解氧、罐壓、通氣量、攪拌、泡沫和營養等進行監測和控制。
發酵罐內發酵：
在發酵過程中，要隨時檢測培養液中的　　　　　、　　　　等，以了解發酵進程。還要及時添加必需的　　　　，要嚴格控制　　、　　和溶解氧等發酵條件。
分離、提純產物：
如果發酵產品是微生物細胞本身，可在發酵結束之后，采用　　　　　等方法將菌體分離和干燥得到產品。如果產品是代謝物，可根據產物的性質采取適當的　　　　　　　　措施來獲得產品。
二、發酵工程的應用
1．在食品工業上的應用
(1)生產傳統的發酵產品，如　　　　　　　。
(2)生產各種各樣的食品添加劑，如通過　　　發酵制得的檸檬酸，由　　　　　發酵生產味精。
(3)生產酶制劑，如α?淀粉酶、β?淀粉酶、脂肪酶等。
2．在醫藥工業上的應用
　　工程、　　　工程等的廣泛應用給發酵工程制藥領域的發展注入了強勁動力。
3．在農牧業上的應用
(1)生產微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代謝過程中產生的　　　、　　　　　　等來增進土壤肥力，改良土壤結構，促進植株生長，常見的有　　　　、　　　　等。
(2)生產微生物農藥。微生物農藥是利用　　　或　　　　來防治病蟲害的。微生物農藥作為　　　　的重要手段，將在農業的
　　　　　方面發揮越來越重要的作用。
(3)生產微生物飼料。微生物含有豐富的　　　。以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢液等為原料，通過發酵獲得了大量的　　　　　，即單細胞蛋白，用單細胞蛋白制成的微生物飼料，能使家畜、家禽增重快，產奶或產蛋量顯著提高。
4．在其他方面的應用
發酵工程正滲透到幾乎所有的工農業領域，在助力解決　　　
　　　　　和　　等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻。
【體系構建】
【我的疑問】（請把你的疑問寫在下面）


【預習自測】
1．通過發酵罐發酵可大規模生產谷氨酸，生產中常用的菌種是好氧的谷氨酸棒狀桿菌。下面有關谷氨酸發酵過程的敘述，正確的是
A．溶氧充足時，發酵液中有乳酸的積累
B．發酵液中碳源和氮源比例的變化不影響谷氨酸的產量
C．菌體中谷氨酸的排出，有利于谷氨酸的合成和產量的提高
D．發酵液PH值呈堿性時，有利于谷氨酸棒狀桿菌生成乙酰谷氨酰胺
2．基因工程培育的“工程菌”通過發酵工程生產的產品，不包括
A．白細胞介素—2 B．干擾素 C．聚乙二醇 D．重組乙肝疫苗
3．發酵工程的第一個重要工作是選擇優良的單一純種。消滅雜菌，獲得純種的方法不包 括（ ）
A．根據微生物遺傳組成的差異，在培養基中加入不同比例的核酸
B．根據微生物缺乏生長因子的種類，在培養基中增減不同的生長因子
C．根據微生物對碳源需要的差別，使用含不同碳源的培養基
D．根據微生物對抗菌素敏感性的差異，在培養基中加入不同的抗菌素
4．關于發酵過程產物檢驗的說法，正確的是（　　）
A．果汁發酵是否產生酒精，可用NaOH來檢驗
B．檢驗醋酸產生的簡單易行的方法是品嘗或用pH試紙鑒定
C．在用比色法測定亞硝酸鹽含量時，可以不必配制標準顯色液
D．測定果酒、果醋的產生和亞硝酸鹽的含量均可用品嘗法
5．某高校采用如圖所示的發酵罐進行葡萄酒主發酵過程的研究，下列敘述錯誤的是（ ）
A．夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理
B．乙醇為揮發性物質，故發酵過程中空氣的進氣量不宜太大
C．正常發酵過程中罐內的壓力不會低于大氣壓
D．可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵
6．發酵工程的正確操作過程是：
①發酵 ②培養基的配制 ③滅菌 ④產品的分離與提純 ⑤菌種的選育 ⑥擴大培養和接種
A．①③④⑤②⑥ B．⑤②③⑥①④
C．②⑤③①⑥④ D．⑥⑤②④③①
7．苯酚是工業生產排放的有毒污染物質，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細菌菌株，篩選的主要步驟如下圖所示,①為土壤樣品。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A．使用平板劃線法可以在⑥上獲得單個菌落
B．如果要測定②中活細菌數量,常采用稀釋涂布平板法
C．圖中②培養目的菌株的選擇培養基中應加入苯酚作為碳源
D．涂布平板法在③培養皿中長出的菌落數一定等于最初的活菌數
8．傳統發酵技術和現代發酵工程都是利用各種微生物的代謝來實現相關產品的生產的，下列微生物在發酵生產產品過程中需要提供空氣或氧氣的是 （ ）
①酵母菌 ②醋酸菌 ③乳酸菌 ④毛霉 ⑤谷氨酸棒狀桿菌
A．④⑤ B．①②④⑤ C．①②③ D．②④⑤
9．由于發酵工程生產條件溫和、原料來源豐富、價格低廉等，在食品工業、醫藥工業、農牧業等許多領域得到了廣泛的應用，下列有關發酵工程在食品工業上應用的描述，正確的是（ ）
A．日常生活中食用的醬油的制作以大麥為主要原料，利用產蛋白酶的霉菌的作用，將原料中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸
B．啤酒發酵的過程分為主發酵和后發酵兩個階段，其中，酵母菌的繁殖在主發酵階段完成，大部分糖的分解和代謝物的生成在后發酵階段完成
C．味精是谷氨酸棒狀桿菌在無氧條件下發酵產生谷氨酸，谷氨酸經過一系列處理而獲得的
D．由于酶制劑催化效率高、專一性強、作用條件溫和，因此在使用時要考慮酶制劑的使用量、底物的種類以及適宜的溫度和pH
10．隨著人們對發酵原理認識的不斷深入，微生物純培養技術的建立，以及密閉式發酵罐的成功設計，人們能夠在嚴格控制的環境條件下大規模生產發酵產品。下列有關發酵工程過程的敘述，錯誤的是（ ）
A．發酵工程的過程一般包括菌種的選育，擴大培養，培養基的配制，滅菌，接種，發酵，產品的分離、提純等
B．選育菌種都是通過基因工程育種、誘變育種等方法獲得的
C．擴大培養的目的是使優良菌種大量繁殖，便于得到足夠多的菌種
D．產品的分離與提純要根據產物的類型采用不同的分離方法
參考答案
1．C
2．C
3．A
4．B
5．B
6．B
7．D
8．D
9．D
10．B

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