2022届高三生物一轮复习：传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 课件

这是一份2022届高三生物一轮复习：传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 课件，共31页。PPT课件主要包含了Contents，发酵工程及其应用，传统发酵技术的应用，真核生物，原核生物，异养兼性厌氧，异养需氧，异养厌氧，适宜条件下出芽生殖，二分裂等内容，欢迎下载使用。
4.3 对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体4.3.1 简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程4.3.2 简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分制等技术
内容要求——植物细胞工程
发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。
对微生物而言，“发酵”在有氧和无氧条件下都能进行；而对其他生物来说，“发酵”一般就是指无氧条件下的细胞呼吸。
发酵指人们利用微生物，在适宜条件下，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，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
方式：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。
发酵产品：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉等。
注：酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌的最适温度不同的直接原因是这三种微生物体内酶的最适温度不同，而根本原因是控制这三种酶合成的DNA不同。
酵母菌有95个属，将近900个种，每个种的情况都不同，因此笼统地讲就会产生矛盾。有些种的酵母菌在厌氧条件下完全可以生长繁殖，而且不仅仅是几代的问题；而有些种的酵母菌在好氧条件下培养，可以大量繁殖，但是转入厌氧条件会很快死亡；有些种的酵母菌可以继续繁殖，但是当其在好氧条件下积累的能量和物质消耗光后就会死亡。上述情况都存在，只是对不同属、种的酵母菌情况不同。对于啤酒酵母来说，在有氧和无氧条件下都可以增殖，只是在无氧条件下的增殖情况要明显不如有氧条件下，因此在生产上常通气来保证酵母菌的大量增殖。
在果酒与果醋的制作中，果醋是在产生果酒的基础上发酵产生的，在制果酒时需无氧发酵。在无氧条件下，好氧型的醋酸菌不是要大量死亡吗？后期果醋发酵哪来的醋酸菌呢？酵母菌厌氧发酵产生酒精，并不是严格厌氧，因此有少量的醋酸菌存留，当转入好氧发酵时，残存的醋酸菌会大量繁殖，产生醋酸。同时，在生物实验条件下并不是严格无菌，通入的空气中会有一些醋酸菌，带到发酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不适应这种条件而不能繁殖。在工业上，后期果醋的发酵是要人工接种醋酸菌的，以保障生产的正常进行。另外，在实际操作时，由于菌株的量较少，可能需要很长的时间才能使菌种达到一定数量。为了缩短时间，制作果酒我们可以从市场上买一些菌株；制作果醋我们可以先买一瓶醋，打开盖暴露于空气中，一段时间后在醋的表面有一层薄膜（实际是醋酸菌），可以用这层薄膜进行接种，这样可以明显缩短制作果酒、果醋的时间。
例1.人们利用某些微生物制作食品时，需要分析微生物的特点，控制微生物的发酵条件。下列与此有关的各项内容都正确的是
1.果酒制作原理：有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。
2.果醋制作原理：氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解为醋酸；缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
3.腐乳制作原理：有多种微生物参与了发酵，起主要作用的是毛霉。微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
4.泡菜制作原理：乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。
1.传统发酵技术的菌种需求。家庭作坊式生产因规模较小，无需多少菌种，生产材料自身带有（如酵母菌、醋酸菌）或来自于空气（毛霉的孢子），因而家庭生产时，材料不宜反复冲洗；工业生产，规模较大，需大量菌种，一定要人为加入。2.传统发酵技术，如果酒、果醋、腐乳制作流程中，最后产品的表面往往有一层"皮"，也就是菌膜。溶液内部能形成菌膜吗?因为在表层，培养条件尤其是氧气对某些微生物非常有利，因而这些发酵过程中的主要菌种会大量繁殖，聚在表面，从而形成“皮”。溶液内部不具备这样的条件，因而也不可能形成菌膜。
3.制作果醋时，特别要控制好发酵条件：①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最适生长温度控制为30℃～35℃，控制好发酵温度，可以使发酵时间变短，又减少杂菌污染的机会。③醋酸菌的菌种可到生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买，也可以从食醋中分离醋酸菌。
①对发酵瓶、纱布、榨汁机、盛葡萄汁的器皿等实验用具进行清洗并消毒。先用温水反复冲洗几次，再用体积分数为70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。②葡萄除去污物后，不能反复多次冲洗（避免去除葡萄表面的菌种）。③葡萄汁过滤至发酵瓶中，应盖好瓶盖（注入的果汁量不要超过发酵瓶总体积的2/3）。
④将发酵瓶置于适宜的温度下发酵。⑤由于发酵旺盛期CO2的产量非常大，需要及时排气。如果使用简易的发酵装置，如塑料瓶，每天要拧松瓶盖2～4次，进行排气。⑥10d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以检验酒味、酒精的含量、进行酵母菌的镜检等工作。⑦当果酒制成以后，可以在发酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后将装置转移至30～35℃的条件下发酵，适时向发酵液中充气。如果找不到醋酸菌菌种或醋曲，可尝试自然接种（但效果不是很好）。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶口盖上纱布，以减少空气中尘土等的污染。
①腌制过程中应控制好温度和用盐量。因为温度过高、食盐用量不足，有利于其他细菌繁殖。②腌制一定的时间以后，乳酸菌产生大量的乳酸，可抑制其他微生物的生长。若腌制时间不够，乳酸含量不高，不能抑制其他微生物的繁殖。
　　源于选择性必修3 P8“练习与应用·拓展应用3”：果酒和果醋改进装置及其分析
装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。
防止空气中微生物的污染
1.选育菌种时，菌种的来源有 。
从自然界中筛选、诱变育种或基因工程育种
2.扩大培养的目的是 。
3.培养基和 都必须经过严格的灭菌。例如，在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌 将青霉素分解掉。
4.发酵：随时检测培养液中 和 及时添加必需的营养组分；严格控制 等发酵条件5.分离提纯产物：微生物细胞：采用 等方法将菌体分离和干燥代谢物：据 进行提取、分离和纯化
2.啤酒的工业化生产流程
完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。
主发酵后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
条件：生产条件温和原料：原料来源丰富且价格低廉产物：产物专一废弃物：废弃物对环境的污染小和容易处理
(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的　　　　　。③生产　　　。(2)在医药工业上的应用①获得具有　　　　生产能力的微生物。②直接对　　进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。③利用基因工程，将病原体的　　　　　　　　基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。
(3)在农牧业上的应用：生产微生物　　　　　　　　。(4)其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产　　　　　等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产　　　，嗜低温菌有助于提高　　　　　的产量。
　P27“异想天开”：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　　。其不仅含有丰富的　　　，还含有糖类、　　和维生素等物质。
例.啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是A.在整个发酵过程中，要始终保持严　格的无菌、厌氧环境B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的　是促进α-淀粉酶合成C.在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌