高二生物新人教选修二课件生物科学与工业复习ppt文档

微生物的应用
• 醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是 由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的 则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发 酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用 的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵 过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋 有不同的风味。
微微生生物物的的应应用用
• 酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、 小麦、玉米等，将原料经粉碎制成固体培养基，在 好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进 行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶， 将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸， 然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽， 具有特殊香味。
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发酵工程生产实例
1、菌种的选择 2、培养基的选择
选成择细胞分膜通透较强，在细 酸碱
水
无胞棒机盐状内不杆积菌氮累做源谷菌氨种碳酸源的谷生 因氨长 子酸 度
豆饼水解
磷酸二氢钾 抑 制
液、玉米 氧化钾 尿素
浆中的水 硫酸镁
豆饼水 解液、 玉米浆
生物 素
pH 7-8
发酵工程
啤酒制造工艺流程
发酵工程
啤酒制造工艺流程
对数期的特点 • 生长速度常数R最大 • 细胞进行平衡生长 • 酶系活跃，代谢旺盛
影响对数期微生物增代时间的因素 ➢ 菌种 ➢ 营养成分 ➢ 营养物的浓度
发酵工业上尽量延长该期，以达到较高的菌体密度 食品工业上尽量使有害微生物不能进入此期
稳定期
• 特点： 1 生长速率常数R等于0 2 菌体产量达到了最高值 3 合成次生代谢产物 4 细胞内出现储藏物质，芽孢菌内开始 产生芽孢 • 产生原因：
• ４.尝试分析和收集有关酶的专利文献资料。认同解决现 实生活中的许多问题离不开科学技术，以及科学技术是不 断发展的。
• ５.说出酶家族的概况及酶制剂的生产方法。举例说明酶 在工业生产中的应用。
• ６.尝试分析和收集有关酶的专利文献资料。认同解决现 实生活中的许多问题离不开科学技术，以及科学技术是不 断发展的。
发酵工业经历了哪几个阶段？
• 原始发展阶段（发酵技术原始，顶多是家庭小制作，技术 进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理 。）
• 传统发酵工业阶段（人们才开始了解发酵现象的本质 ，采 用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要 求不高，规模一般不大 。）
• 现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技术 发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技 术、新设备的应用达到前所未有的程度。 ）
3、微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需
为什么要利用微生物？
• 微生物繁殖非常迅速 • 微生物培养易于控制 • 微生物本身也容易改造
什么是发酵？
• 利用微生物，在适宜的条件下，将 原料经过特定的代谢途径转化为人 类所需要的产物的过程。
微生物的生长规律
㏒ 细 胞 数
调整期 对数期 稳定期 衰亡期 单细胞微生物的典型生长曲线
高二生物新人教选修二课件生物科学与工业复习
教学目标
• 1.说出微生物发酵生产的基本过程。举例说出微生物发酵 与食品生产的关系。
• ２．参与有关微生物发酵的调查活动。通过发酵工程发展 的历史，体验科学、技术、社会三者间的紧密联系和互动。
• ３.说出酶家族的概况及酶制剂的生产方法。举例说明酶 在工业生产中的应用。
调整期的特点
• 生长速度为零 • 细胞体积急剧增大 • 细胞内的RNA尤其是rRNA含量增高，细胞
呈嗜碱性 • 合成代谢活跃，易产生诱导酶 • 对外界不良环境条件敏感
影响调整期长短的因素
• 接种龄 • 接种量 • 培养基成分
发酵工业上需尽量缩短该期，以降低生产 成本 在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭 菌
生物对营养的需求差异很大，应根据菌种对各营养要素
的不同要求进行配制。
哪些不同类型？
• ② 营养物的浓度及配比应恰当。营养物浓度太低，不 能满足微生物生长的需要；浓度太高，又会抑制微生物 生长。
• ③物理、化学条件适宜。（pH、水活度、渗透压 ）
• ④在设计培养基时，必须考虑是要培养菌体，还是要积 累菌体代谢产物；是实验室培养，还是大规模发酵等问 题。
发酵培养基的配制
• 微生物的营养物质有六大类要素，即水、碳 源、氮源、无机盐、生长因子和能源。
• 生长因子：某些微生物本身不能从普通的碳 源、氮源合成，需要额外少量加入才能满足 需要的有机物质，包括氨基酸、维生素、嘌 呤、嘧啶及其衍生物，有时也包括一些脂肪 酸及其他膜成分
发酵培养基的配制原则
• ① 营养物质应满足微生物的需要。不同营养类型的微
营养物尤其是生长限制因子的耗尽 营养物的比例失调，如碳氮比不合适 有害代谢废物的积累（酸、醇、毒素等） 物化条件（pH、氧化还原势等）不合适
衰亡期
• 特点： 1 R为负值 2 细胞的形态发生变化，出现不规则的衰退形 3 释放次生代谢产物，芽孢等 4 菌体开始自溶
• 产生原因： 生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大 大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡
微生物的应用
• 酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用 酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转 化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要 成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质， 如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。 果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或 发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成 分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨 基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此， 果酒和啤酒营养价值较高。
• 生物技术产业阶段 （利用构建的基因工程菌生产 ）
什么是发酵工程？
• 采用现代化工程技术手段，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。
发酵工程
我国工业生产味 精使用的菌种主 要是经过诱变育 种得到的营养缺 陷型的北京谷氨 酸棒状杆菌
第３章《生物科学与工业》
第１节 《微生物发酵及其
应用》
为什么要利用微生物？
• 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？
• 1、某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产 生抗生素将其他种类的微生物杀死。
2、微生物会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将 营养物质水解成可吸收的小分子的多肽或氨基 酸、葡萄糖 。