高三生物一轮 发酵工程简介 中图版必修3-公开课PPT课件
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• 2该细菌新陈代谢的类型是________。
• 3为了缩短生产周期，提高设备利用率，写出两种生产中常用的 方法：
• ①_______________________________________；
• ②_______________________________________。
• 4发酵罐中，最初取样是每毫升10个细菌，培养一段时间后，再 次取样是每毫升320个细菌，则细菌至少繁殖________次，再经 过一段时间，每毫升中细菌的数量降为280个的原因是 ____________________________________
编号 计数量 指标项
Ⅰ (pH6.5)
Ⅱ (pH7.0)
Ⅲ (pH7.5)
Ⅳ (pH8.0)
Ⅴ (pH8.5)
Ⅰ 1
Ⅰ 2
Ⅰ 3
Ⅱ 1
Ⅱ 2
Ⅱ 3
Ⅲ 1
Ⅲ 2
Ⅲ 3
Ⅳ1
ⅣⅣⅤ 231
ⅤⅤ 23
细胞数目 (或细胞总数 量)
• 2．采取什么措施提高谷氨酸的产量？
• 3．消毒和灭菌是一回事吗？
• 思考探讨提示： • 1．乳酸或琥珀酸；H下降时会生成乙酰谷氨 酰胺。 • 2．采取手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸迅 速排放到细胞外。 • 3．消毒是杀死致病微生物；灭菌是杀死所有 微生物，包括芽孢。
• 一、发酵工程 • 1．菌种选育常用方法的比较
• 2有时溶氧可影响产物的合成。如当溶氧不足 时，谷氨酸棒状杆菌生成的代谢产物是乳酸 或琥珀酸，而不是谷氨酸。
• 4．营养物质的浓度
• C/N、无机盐、维生素：影响菌体生长和代谢产物的积累，如C/N ＝3时，谷氨酸棒状杆菌大量合成谷氨酸；但当C/N＝4时，谷氨 酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少。
• 2009年全国Ⅰ理综下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误 的是
• 二、发酵工程的因素
• 1．菌种的选育：获得优良菌种的方法有诱变育种、
• 和 。 细胞工程育种 基因工程育种 • 2．培养基的配制
• 3．灭菌
• 1灭菌对象： 。
培养基和发酵设备
• 2污染杂菌的危害：产量下降，甚至得不到产品。
• 4．扩大培养：使菌种增殖到 。 对数期 • 5．接种
• 6．发酵过程：是发酵的中心阶段。
育种 类型
诱变 育种
基因 工程
细胞 工程
原理 基因突变
DNA重组 细胞膜的 流动性等
方法
物理、化学、生物 因素诱变
将目的基因导入受 体细胞，构建工程
细胞或工程菌
体细胞杂交等
优、缺点
能大幅度改良某些 性状，操作简便， 但具有很大的盲目
性
能定向改变微生物 的遗传性状，但操 作过程复杂，要求
高
定向改变遗传性状
• 1随时取样检测培养液中的 、产细物菌浓数目度等。 • 2及时添加必要的培养基组分，以满足菌种的 营养需要。
• 3严格控制温度、 、 、通气量与转速等发酵 条件。
• 7．分离提纯
H 溶氧
• 1菌体本身：采用 、 等方法。
• 2代谢产物：采用 、萃取、离子交换等方法
过滤 沉淀
蒸馏
• 1．生产谷氨酸的发酵过程中，溶解氧不足或H下降时产物各是什 么？
• 4产物的生成，如H呈酸性时，谷氨酸棒状杆 菌就会生成乙酰谷氨酰胺，而不是谷氨酸。
• 5H改变的原因：发酵工程中营养物质的利用， 代谢产物的积累。
• 6调整措施：添加缓冲系统，或中间补加氨水、 尿素、NH42CO3、CaCO3等。
• 3．溶氧量
• 1不同代谢类型的微生物对溶氧的要求不同。 氧气能促进需氧型微生物的生长、繁殖和代 谢，抑制厌氧型微生物的生长、繁殖、代谢。
• ________________________________________________________ ______适H，某同学欲设计实验进行探究， 请帮他设计实验结果的数据统计表格含标题。
• 【答案】 137 ℃、43 2异养厌氧型 • 3①采用连续培养装置 • ②对菌种进行扩大培养，使用对数期的菌种接种 • 45 营养物质不断消耗、有害代谢产物积累、H改变等 • 5不同H下细菌的数量或细胞总重量统计表
• 2流程
• 二、影响发酵过程的因素 • 1．温度 • 1酶活性 • 2生物合成的途径，如金色链霉菌在30 ℃以下 时，合成金霉素能力强，在35 ℃以上时，则 只合成四环素。
• 2．H的影响
• 1酶活性
• 2细胞膜的带电荷状况→膜的通透性→营养物 质吸收与代谢产物分泌。
• 3培养基中营养物质的分解。
• 4培养基配制把握好三个原则：①各种营养物质的种类及比例； ②调整好H；③培养条件——温度、O2；④按用途确定好特别添 加的物质。
• 有一种能生产食品香料添加剂的细菌，其生长速率、代谢产物的 产量与培养液中的温度、H、溶氧等关系如下图所示：
• 1要获得最高产量， 发酵罐内的温度、H应分别调节为 ______________。
• 【答案】 C
• 1整个操作过程必须保证无菌。因此，培养基配制好要进行高压蒸气 灭菌，接种时接种环要用火焰烧灼法灭菌，接种过程要在酒精灯旁 进行。只有这样才能保证培养出来的是某一种细菌。
• 2接种时，要先把接种环在培养基上沾一下，再去挑取菌种。这是为 了使刚灼烧过的接种环降温，否则会烧死菌种。
• 3接种前、接种后，都要用酒精灯将试管灼烧一下，目的是把试 管口可能污染的杂菌烧死。
• A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 • B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 • C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 • D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量
• 【解析】 本题考查发酵工程的相关知识。从自然界中获得的菌 种需要经过筛选和适当的处理才能应用于发酵工程，C错误。在 稳定期，补充营养物质排除有害代谢产物可实现连续培养，从而 提高产量，D正确。
课时3 发酵工程简介
• 一、发酵工程的概念及实例 • 1．概念：采用现代工程技术手段，利用微生 物的某些特定功能，为人类生产有用的产品， 或直接把微生物应用于工业生产过程的一种 新技术。
• 2．实例：谷氨酸发酵 • 1常用菌种：谷氨酸棒状杆菌、 等黄，色短其杆代菌物类 型是 。 异养需氧型
•2
•3
• 3为了缩短生产周期，提高设备利用率，写出两种生产中常用的 方法：
• ①_______________________________________；
• ②_______________________________________。
• 4发酵罐中，最初取样是每毫升10个细菌，培养一段时间后，再 次取样是每毫升320个细菌，则细菌至少繁殖________次，再经 过一段时间，每毫升中细菌的数量降为280个的原因是 ____________________________________
编号 计数量 指标项
Ⅰ (pH6.5)
Ⅱ (pH7.0)
Ⅲ (pH7.5)
Ⅳ (pH8.0)
Ⅴ (pH8.5)
Ⅰ 1
Ⅰ 2
Ⅰ 3
Ⅱ 1
Ⅱ 2
Ⅱ 3
Ⅲ 1
Ⅲ 2
Ⅲ 3
Ⅳ1
ⅣⅣⅤ 231
ⅤⅤ 23
细胞数目 (或细胞总数 量)
• 2．采取什么措施提高谷氨酸的产量？
• 3．消毒和灭菌是一回事吗？
• 思考探讨提示： • 1．乳酸或琥珀酸；H下降时会生成乙酰谷氨 酰胺。 • 2．采取手段改变细胞膜的透性，使谷氨酸迅 速排放到细胞外。 • 3．消毒是杀死致病微生物；灭菌是杀死所有 微生物，包括芽孢。
• 一、发酵工程 • 1．菌种选育常用方法的比较
• 2有时溶氧可影响产物的合成。如当溶氧不足 时，谷氨酸棒状杆菌生成的代谢产物是乳酸 或琥珀酸，而不是谷氨酸。
• 4．营养物质的浓度
• C/N、无机盐、维生素：影响菌体生长和代谢产物的积累，如C/N ＝3时，谷氨酸棒状杆菌大量合成谷氨酸；但当C/N＝4时，谷氨 酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少。
• 2009年全国Ⅰ理综下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误 的是
• 二、发酵工程的因素
• 1．菌种的选育：获得优良菌种的方法有诱变育种、
• 和 。 细胞工程育种 基因工程育种 • 2．培养基的配制
• 3．灭菌
• 1灭菌对象： 。
培养基和发酵设备
• 2污染杂菌的危害：产量下降，甚至得不到产品。
• 4．扩大培养：使菌种增殖到 。 对数期 • 5．接种
• 6．发酵过程：是发酵的中心阶段。
育种 类型
诱变 育种
基因 工程
细胞 工程
原理 基因突变
DNA重组 细胞膜的 流动性等
方法
物理、化学、生物 因素诱变
将目的基因导入受 体细胞，构建工程
细胞或工程菌
体细胞杂交等
优、缺点
能大幅度改良某些 性状，操作简便， 但具有很大的盲目
性
能定向改变微生物 的遗传性状，但操 作过程复杂，要求
高
定向改变遗传性状
• 1随时取样检测培养液中的 、产细物菌浓数目度等。 • 2及时添加必要的培养基组分，以满足菌种的 营养需要。
• 3严格控制温度、 、 、通气量与转速等发酵 条件。
• 7．分离提纯
H 溶氧
• 1菌体本身：采用 、 等方法。
• 2代谢产物：采用 、萃取、离子交换等方法
过滤 沉淀
蒸馏
• 1．生产谷氨酸的发酵过程中，溶解氧不足或H下降时产物各是什 么？
• 4产物的生成，如H呈酸性时，谷氨酸棒状杆 菌就会生成乙酰谷氨酰胺，而不是谷氨酸。
• 5H改变的原因：发酵工程中营养物质的利用， 代谢产物的积累。
• 6调整措施：添加缓冲系统，或中间补加氨水、 尿素、NH42CO3、CaCO3等。
• 3．溶氧量
• 1不同代谢类型的微生物对溶氧的要求不同。 氧气能促进需氧型微生物的生长、繁殖和代 谢，抑制厌氧型微生物的生长、繁殖、代谢。
• ________________________________________________________ ______适H，某同学欲设计实验进行探究， 请帮他设计实验结果的数据统计表格含标题。
• 【答案】 137 ℃、43 2异养厌氧型 • 3①采用连续培养装置 • ②对菌种进行扩大培养，使用对数期的菌种接种 • 45 营养物质不断消耗、有害代谢产物积累、H改变等 • 5不同H下细菌的数量或细胞总重量统计表
• 2流程
• 二、影响发酵过程的因素 • 1．温度 • 1酶活性 • 2生物合成的途径，如金色链霉菌在30 ℃以下 时，合成金霉素能力强，在35 ℃以上时，则 只合成四环素。
• 2．H的影响
• 1酶活性
• 2细胞膜的带电荷状况→膜的通透性→营养物 质吸收与代谢产物分泌。
• 3培养基中营养物质的分解。
• 4培养基配制把握好三个原则：①各种营养物质的种类及比例； ②调整好H；③培养条件——温度、O2；④按用途确定好特别添 加的物质。
• 有一种能生产食品香料添加剂的细菌，其生长速率、代谢产物的 产量与培养液中的温度、H、溶氧等关系如下图所示：
• 1要获得最高产量， 发酵罐内的温度、H应分别调节为 ______________。
• 【答案】 C
• 1整个操作过程必须保证无菌。因此，培养基配制好要进行高压蒸气 灭菌，接种时接种环要用火焰烧灼法灭菌，接种过程要在酒精灯旁 进行。只有这样才能保证培养出来的是某一种细菌。
• 2接种时，要先把接种环在培养基上沾一下，再去挑取菌种。这是为 了使刚灼烧过的接种环降温，否则会烧死菌种。
• 3接种前、接种后，都要用酒精灯将试管灼烧一下，目的是把试 管口可能污染的杂菌烧死。
• A．发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 • B．发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 • C．从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 • D．当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量
• 【解析】 本题考查发酵工程的相关知识。从自然界中获得的菌 种需要经过筛选和适当的处理才能应用于发酵工程，C错误。在 稳定期，补充营养物质排除有害代谢产物可实现连续培养，从而 提高产量，D正确。
课时3 发酵工程简介
• 一、发酵工程的概念及实例 • 1．概念：采用现代工程技术手段，利用微生 物的某些特定功能，为人类生产有用的产品， 或直接把微生物应用于工业生产过程的一种 新技术。
• 2．实例：谷氨酸发酵 • 1常用菌种：谷氨酸棒状杆菌、 等黄，色短其杆代菌物类 型是 。 异养需氧型
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