高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用教学演示ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用教学演示ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了自然界，扩大培养，配制培养基，单一菌种，培养基，发酵设备，中心环节，发酵进程，代谢物的形成，提纯产物等内容，欢迎下载使用。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
知识点一 发酵工程的基本环节
基因工程
生长繁殖
知识点二 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：以大豆为主要原料，利用产生________的霉菌生产酱油；以谷物或水果等为原料，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营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。柠檬酸可以通过________的发酵制得；由谷氨酸棒状杆菌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。
2. 在医药工业上的应用
（1） 发酵工程可以生产________、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等。（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：生长激素释放抑制激素最初从羊脑中提取，但远远不能满足需要，后来利用经过基因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。将乙型肝炎病毒的______基因转入酵母菌，再通过发酵生产乙型肝炎疫苗。
3. 在农牧业上的应用
（1） 生产微生物肥料①作用：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进__________，改良土壤结构，促进植株生长。有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。②类型：常见的有根瘤菌肥和______菌肥等。
（2） 生产微生物农药①原理：微生物农药利用微生物或其________来防治病虫害。②实例：苏云金杆菌可用来防治80多种农林虫害；利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻纹枯病。
（3） 生产微生物饲料①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____________。②在青贮饲料中添加________，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。
4. 在其他方面的应用
（1）利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。
（2） 极端微生物的利用，如嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂，__________有助于提高热敏性产品的产量。
1. ［教材P25思考·讨论］有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. ［教材P27异想天开］什么是单细胞蛋白？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 应该辩证地看待这一问题。一方面，“精酿”啤酒具有多样化的特点，能够满足一些人对独特口感的需求；另一方面，“精酿”啤酒是手工作坊式生产的，存在啤酒品质不稳定、价格昂贵等问题。
提示 单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体。其不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。
提示 可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌中来提高菌体对氧的吸收和利用率。
4. ［教材P28拓展应用］目前我国多地广泛使用乙醇汽油，但有人认为，生产燃料乙醇需要消耗大量粮食, 会增加粮食短缺的风险。请你评估这一风险，并说明在生产时应如何规避这一风险。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 为了规避这一风险，应该使用陈化粮食（如陈化的稻谷等）或者非粮食生物材料（如秸秆等）来生产燃料乙醇。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还能防止问题粮食流入市场。
（1） 生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌。( )
（3） 发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理。( )
（4） 单细胞蛋白指通过发酵而获得的微生物菌体。( )
主题一 发酵工程的基本环节
随着人们对发酵原理的认识，微生物纯培养技术的建立，以及密闭发酵罐的成功设计，发酵工程逐步形成。请根据教材P22~23图1-9“发酵工程的基本环节和发酵罐示意图”，思考回答下列问题。
1. 现代发酵工程和传统发酵技术所用的菌种从来源方面看有什么不同？_________________________________________________________________________________________________________________________
提示 传统发酵技术所用的菌种一般是原材料中天然存在的多种菌种，而现代发酵工程用的菌种是通过微生物培养技术获得的单一菌种。
2. 怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？____________________________________________________________________________________________________________
3. 为什么发酵工程的生产条件比较温和？_______________________________________________________________________________________________________________
提示 发酵是利用微生物的代谢将原料进行转化，而微生物代谢是在常温常压下进行的，因此发酵工程的生产条件比较温和。
4. 在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 传统发酵技术获得的产物一般不是单一组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理。在发酵工程中，如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可采用蒸馏、萃取等方法进行提取。
5. 请用箭头和文字归纳概述现代发酵工程的基本环节。
发酵工程的基本环节
1. [2023江苏盐城高二校联考期中]下列有关发酵工程的基本环节的叙述，正确的是( )
2. 某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒发酵过程的研究,下列叙述错误的是( )
A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压D.可以通过检测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
主题二 发酵工程的应用
发酵工程以其生产条件温和，原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小等特点，在许多领域得到了广泛的应用。请阅读教材P24~27“发酵工程的应用”部分，结合思考·讨论“啤酒的工业化生产流程”，解决下列问题。
1. 与传统的手工发酵相比，在啤酒的工厂化生产中，哪些工程手段会使啤酒的产量和质量明显提高？_______________________________________________________________________________________________
提示 菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制及产品的消毒等，都有助于提高啤酒的产量和品质。
2. 抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
提示 某些微生物因争夺生存环境或营养物质，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死；微生物会通过合成或分解代谢生产它必需的物质，包括氨基酸、核苷酸等；微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，以便将营养物质水解成可吸收的小分子的肽或氨基酸、葡萄糖。
1.发酵工程生产的相关产品及所用的微生物
2.啤酒的工业化生产流程
视角1 啤酒的工业化生产
视角2 发酵工程的其他应用实例
2. 如图是谷氨酸的发酵装置，下列关于该发酵罐结构与功能叙述错误的是( )
A.3、6处分别是发酵罐夹层中水的进、出口，水在发酵罐夹层流动的作用是冷却B.谷氨酸发酵过程中，当培养液呈中性或弱碱性时，会积累谷氨酸C.发酵工程的中心环节是制备适合发酵菌种生长的培养基D.1为观察孔，可观察微生物的生长状况和产品形成