高中生物知识梳理复习 发酵工程简介

第三节发酵工程简介

教学目的

1．发酵工程的概念和内容（A：知道）。

2．发酵工程在医药工业和食品工业中的应用（A：知道）。

重点和难点

1．教学重点

发酵工程的概念和内容。

2．教学难点

在发酵过程中，如何保证菌种生长和代谢的正常进行。

教学过程

【板书】

实例：谷氨酸发酵

发酵工程的概念

菌种选育

发酵工程培养基的配制

发酵工程灭菌

的内容扩大培养和接种

发酵过程

产品的分离和纯化

在医药工业方面的应用

发酵工程的应用在食品工业方面的应用

【注解】

一、实例：谷氨酸发酵

（一）获取菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌

（二）配制培养液：五种因子

（三）灭菌：高压蒸汽灭菌

（四）接种：无菌条件下加入菌种

（五）发酵：在发酵罐中进行，其中的关键步骤是“溶氧”。通入无菌空气并不断搅拌

（六）分离提取产物

二、发酵工程的概念

（一）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。

（二）发酵工程的内容

1．菌种选育：自然分离、人工诱变、基因工程、细胞工程

2．培养基的配制：物质种类、比例、适宜的PH

3．灭菌：去除杂菌，主要杀灭培养基中和发酵设备中的杂菌

4．扩大培养和接种：菌种多次培养达到一定数量

5．发酵过程：控制各种条件生产发酵产品

菌体：用过滤、沉淀等方法

6．产品的分离和纯化

代谢产物：用蒸馏、萃取、离子交换等方法

在医药工业方面：生产药品和基因工程药品

三、发酵工程的应用在食品工业方面：生产传统发酵产品、食品添加剂、单细胞蛋白（菌

体）等

【同类题库】

发酵工程的概念和内容（A：知道）

．工业上利用谷氨酸棒状杆菌大量积累谷氨酸，应采用（C）

A．加大葡萄糖的投放量 B．加大菌种的密度

C．改变菌体细胞膜通透性 D．改变培养基碳源和氮源的比例

．发酵是指（D）

A．微生物的呼吸过程 B．一种微生物的繁殖过程

C．微生物的新陈代谢 D．微生物产生代谢产物和菌体的过程

．暴露在空气中，下列哪种微生物不能生存（D）

A．酵母菌 B．真菌 C．放线菌 D．产甲烷杆菌

．发酵过程中，用一定的转速搅拌，除能使菌种和发酵液充分接触提高原料利用率外，还能增加（D）

A．放料速度 B．冷却水循环 C．进料速度 D．溶解氧

．关于菌种的选育不正确的是（C）

A．自然选育的菌种不经过人工处理 B．诱变育种的原理是基因突变

C．通过有性杂交可以形成工程细胞 D．采用基因工程的方法可构建工程菌

．有关谷氨酸发酵的叙述中，正确的是（B）

A．发酵中要不断通入空气（无菌） B．培养条件不当将得不到所需要的产品C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡 D．冷却水可以使酶的活性下降

．谷氨酸发酵过程中，如果环境条件控制不当，则可能使代谢产物成为乳酸，那么乳酸是下列哪种条件下的产物（D）

A．PH值过小 B．PH值过大 C．溶氧过多 D．溶氧不足

．当谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸时，发现产物中出现了谷氨酰胺，则应当加入（C）A．新培养基 B．缓冲液 C．碳酸氢钠 D．盐酸

．在谷氨酸发酵过程中，必须不断地调整培养液的PH值，原因是（B）

①谷氨酸发酵的最适PH值是7．0-8．0 ②在发酵过程中，培养液的PH值会发生变化

③当PH呈酸性时，谷氨酸的产量会下降④不调节PH值，培养液中生成的谷氨酸会变成其他物质

A．①②③ B．①②③④ C．①② D．①④

．谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的培养基中，五大类营养要素物质不可缺少。但其中哪种物质要保持适量状态，若缺乏，则菌体生长十分缓慢，若过量，则为乳酸发酵（C）

A．碳源 B．氮源 C．生长因子 D．水和无机盐

（生长因子过多，会使菌体生长过快，消耗大量氧气，从而导致无氧呼吸）

．对谷氨酸发酵的叙述正确的是（D）

A．菌体是异氧厌氧型微生物 B．培养基属于液态的合成培养基

C．谷氨酸的形成与搅拌速度无关 D．产物可用离子交换法提取

．关于菌种的选育不正确的是（C）

A．自然选育的菌种不经过人工处理 B．诱变育种原理的基础是基因突变

C．通过有性杂交可形成工程细胞 D．采用基因工程的方法可构建工程菌

．发酵工程灭菌的目的（C）

A．灭杀细菌 B．杀死杂菌

C．杀灭所有微生物 D．加大氮源、碳源的比例

．能影响发酵过程中温度变化的因素是（D）

A．微生物分解有机物释放的能量 B．机械搅拌

C．发酵罐散热及水分蒸发 D．A、B、C都对

．在发酵中有关氧的利用正确的是（B ）

A．微生物可直接利用空气中的氧 B．微生物只能利用发酵液中溶解氧

C．温度升高，发酵液中溶解氧增多 D．需向发酵液中连续补充空气并不断的搅拌

．大量生产酵母菌时，不正确的措施是（A）

A．隔绝空气 B．在对数期获得菌种

C．过滤沉淀进行分离 D．使菌体生长长期处于稳定期

．配制好的培养基必须经过灭菌，灭菌是指杀死一定环境中所有微生物的、

和。常用的方法是。发酵过程的产物有两类，一类是代谢产物，

另一类是菌体本身。产品不同，分离提纯的方法也不同，对于前者，常用的方法

有、、等；对于后者，常用的方法是、。

[细胞、孢子、芽孢高压蒸汽灭菌蒸馏、萃取、离子交换过滤．沉淀]

．下图是发酵装置，请据图回答：

（1）在培养过程中，发现放料口所排出的培养基中，

微生物形态多样，这时，微生物生长处于期，

添加培养基的速度应该，请在以下坐

标中画出添加培养后微生物的生长曲线。

（2）若该装置的PH检测装置出了问题，可以采用

的应急措施是，PH发生变化

的原因是。

（3）若此时发现温度过高，应该启用的有[ ]

和[ ] ，温度升高的原因可能

是。

（4）若此装置用于酒精发酵和谷氨酸发酵，则关键步骤是

。

（5）若培养过程中，进料和放料速度不变，但有效产物减少，如果是酒精发酵应该检查

若是谷氨酸发酵则应检查。

[（1）衰亡；加快；图见右（2）添加缓冲液；营养物质的消耗和

代谢产物的积累（酸碱物质的增减不均衡）（3）4冷却水入口；5

搅拌器产热（代谢产热、机械产热）大于散热（冷却水散热、罐

体散热）（4）控制3无菌空气的加入，因为酒精发酵是厌氧发酵，

谷氨酸发酵是需氧发酵（5）通气量溶氧量降低；PH改变]

．如右图是发酵工程生产产品的流程简图，据图回答：从自然界中分离的菌种

（1）能生产人生长激素的工程菌是通过①培养的，原料