第六章微生物发酵制药工艺 6.1 微生物发酵与制药 6.2 微生物生长与生产的关系 6.3 微生物生产菌种建立6.4 发酵培养基制备 6.4 发酵培养基制备 ? 概念（medium）供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物所需要 的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 ? 培养基的组成和比例是否恰当，直接影响微生物的生长、生产和工艺选择、产品质量和产量。 6.4.1 培养基的成分 碳源 氮源无机盐水生长因子 前体与促进剂 消泡剂 1、碳源(carbon sources) 概念： 构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质。作用：为正常生理活动和过程提供能量来源，为细胞物质和代谢产物的合成提供碳骨架。 碳源种类 糖类：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜 脂肪：豆油、棉籽油和猪油醇类：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白类：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖类、有机酸 迟效碳源：酪蛋白水解产生的脂肪酸 2、氮源（nitrogen sources） 概念：构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质。 作用：为生长和代谢主要提供氮素来源。种类：无机氮源、有机氮源 有机氮源 几乎所有微生物都能利用有机氮源 黄豆饼粉、花生饼粉 棉籽饼粉、玉米浆、蛋白\胨、酵母粉、尿素 无机氮源 氨水、铵盐和硝酸盐等。氨盐比硝酸盐更快被利用。 工业应用：主要氮源或辅助氮源；调节pH值生理酸性物质：代谢后能产生酸性残留物质。（NH4）2SO4利用后，产生硫酸 生理碱性物质：代谢后能产生碱性残留物质。硝酸钠利用后，产生氢氧化钠。 3、无机盐和微量元素 ? 概念：组成生理活性物质或具有生理调节作用矿物质 ? 作用方式：低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。? 种类：盐离子 磷、硫、钾、钠、镁、钙，常常添加 铁、锌、铜、钼、钴、锰、氯，一般不加。 4、水 菌体细胞的主要成分。 营养传递的介质。良好导体，调节细胞生长环境温度。培养基的主要成分之一。 5、生长因子（growth factor）
选修一知识总结（专题一、二、三、六） （请妥善保存） 专题一 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作 广义发酵→有氧发酵和无氧发酵；狭义发酵→微生物的无氧呼吸。发酵≠无氧呼吸 （一） 果酒制作 1．原理：菌种 ，属于 核生物，新陈代谢类型 ， 有氧条件下，进行有氧呼吸，大量繁殖。反应式为： ； 无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精。反应式为： 。 2．控制的发酵条件： 。 3．菌种来源：??? 。：。：菌菌种分离获得得纯净的酵母人工培养型酵母菌附着于葡萄皮上的野生自然发酵 4．实验设计流程图 挑选葡萄→冲洗→______________→_______________→_______________ ↓ ↓ 果酒 果醋 5．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴定，并用____________检验酒精存在。可观 察到的现象为 。葡萄酒呈红色的原因： 6.注意事项： (1) 在 、 的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而多数其它微生物都因无法适应这 一环境而受到抑制，从而在不灭菌情况下，使酵母菌成为优势菌种。 (2)新鲜葡萄的处理: 为防止杂菌感染应先 （冲洗/去枝梗），注意不要反复冲洗，否则酵母菌数 量减少，影响发酵。 (3)为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。发酵液装瓶后保留 的空间,目的是 (4)装置各部件作用 ①出料口：___________ ；②___________ ：醋酸发酵时连接充气泵；③___________ ： 排出酒精发酵时产生的CO2。 ④排气口连接一个长而弯曲胶管的作用是 ___________ 。使用该装置制酒 时，应该______充气口；制醋时，应该充气口连接____________。 （二）果醋的制作： 1．原理：菌种____________，属于________核生物，新陈代谢类型为___ ______ 。 当 、 都充足时，醋酸菌将 分解成醋酸； 当缺少 时，醋酸菌将 变为 ，再将 变为醋酸。 反应式为__________ _________ _________ 。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。 3．菌种来源：可以从食醋中分离醋酸菌，也可以购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入___________或醋曲，然后将装置转移至 _____ 0C 条件下发 酵，适时向发酵液中通入________。如果没有充气装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减 少空气中尘土污染。 5.注意事项: (1)严格控制发酵条件,因为醋酸菌对_______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。此外,醋酸菌最适生长温度为_________℃，控制好发酵温度，使发酵时 间缩短，又减少杂菌污染的机会。 (2)有两条途径生成醋酸：直接氧化和以 为底物的氧化。
2019-2020学年高中生物第一章无茵操作技术实践第二节植物 组织培养技术教案苏教版选修1 1．简述植物组织培养的原理和过程。(重难点) 2．了解MS基本培养基贮备液的配制方法。(重点) 3．举例说出使用的激素及其对脱分化、再分化的作用。(难点) 1．植物组织培养 (1)概念：在无菌和人工控制的条件下，诱导离体的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发育成完整植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性，是指植物体的每个体细胞都携带来自受精卵的完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。 2．植物组织培养的过程 (1)脱分化：由已经分化的植物细胞或组织产生愈伤组织的过程。 (2)再分化：在一定条件下继续培养脱分化的愈伤组织可以重新诱导根、芽等器官的分化。 [合作探讨] 探讨1：同一株植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成一定相同吗？ 提示：不一定相同，如取的是花粉，是通过减数分裂形成的，获得的愈伤组织染色体数是体细胞的一半，所以与体细胞形成的愈伤组织基因组成不同。 探讨2：同微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？ 提示：微生物培养基以有机营养为主。而MS培养基则需提供大量无机营养，主要包括
植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。 探讨3：马铃薯长期种植，产量会降低而且易感染病毒，要想提高马铃薯的产量，应该怎样培育无病毒的马铃薯？ 提示：长期进行无性繁殖的植物，只有根尖和茎尖中几乎无病毒，因此可利用马铃薯的茎尖或根尖进行植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。 [思维升华] 1．植物组织培养的过程 离体的植物组织、器官或细胞(外植体)――→脱分化愈伤组织――→再分化 根、芽或胚状体―→新个体。 (1)愈伤组织与根尖分生组织的异同： (1)使用顺序的比较 (2)使用比例的比较
高中生物传统发酵技术的应用2019年3月20日 （考试总分：130 分考试时长： 120 分钟） 一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分） 1、（5分）在制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的发酵过程中，菌种由原料本身提供的有 ①果酒②果醋③腐乳④泡菜 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 2、（5分）下列有关家庭制作果酒、果醋和腐乳的叙述，正确的是 A．菌种均可来自于自然环境，接种纯净的菌种则品质更佳 B．均需在适宜温度下进行发酵，果酒发酵温度最高 C．果酒、果醋发酵需无氧环境，腐乳制作需有氧环境 D．变酸的酒表面的菌膜含大量酵母菌，腐乳的“皮”为毛霉菌丝 3、（5分）以下关于泡菜制作过程的说法中，错误的是 A．泡菜制作过程产生的亚硝酸盐有可能转化为亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用 B．乳酸菌在无氧的环境下进行呼吸作用，生成乳酸并释放热能 C．接入含有菌种的“老汤”不利于抑制有害菌繁殖 D．泡菜腌制时间的长短会影响亚酸盐含量 4、（5分）腐乳制作过程中，豆腐坯要用食盐腌制，其作用是 ①渗透盐分，析出水分②给腐乳以必要的咸味 ③防止毛霉继续生长和杂菌的污染④浸提毛霉菌丝上的蛋白酶 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 5、（5分）下列叙述不正确的是 A．醋酸菌在无氧条件下利用酒精产生醋酸 B．酵母菌在无氧条件下利用葡萄汁产生酒精 C．泡菜腌制利用了乳酸菌的乳酸发酵 D．腐乳制作利用了毛霉等分泌的蛋白酶和脂肪酶 6、（5分）酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是A．降低温度 B．隔绝空气 C．加缓冲液 D．加新鲜培养基 7、（5分）下列关于测定亚硝酸盐含量原理的叙述，错误的是 A．显色反应后亚硝酸盐的理化性质没有发生改变 B．亚硝酸盐经一定方式显色反应后呈玫瑰红色 C．制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质，得到澄清溶液 D．样品液显色后，通过与己知浓度的标准液比色，可大致估算出样品液中亚硝酸盐的含量 8、（5分）右图是果醋和果酒的发酵装置，相关描述错误的是 A．发酵前要用70%的酒精清洗 B．排气口能排出酒精发酵时产生的二氧化碳 C．发酵瓶出料口可以用来取样 D．为得到较多的产物，葡萄汁要装满发酵瓶 9、（5分）下列关于发酵技术的叙述中，错误的是 A．果酒制作的菌种属于真核生物，而果醋制作的菌种属于原核生物 B．果醋制作需要的温度比果酒制作温度高 C．醋酸菌在糖源充足和缺少糖源但有乙醇时都能产生醋酸 D．为了保证腐乳的风味应在加盐腌制时在每层均匀地加入盐分 10、（5分）下列关于高中生物学实验的原理、方法或选材的叙述，正确的是 A．制作果醋时，通氧不足或温度过低会使发酵受影响 B．利用稀释涂布平板法对细菌计数时需借助于显微镜 C．提高玫瑰精油的品质，就需要提高蒸馏温度 D．对提取出的胡萝卜素进行纸层析鉴定，滤纸可放在普通烧杯中 11、（5分）如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，下列说法错误的是 A．制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是它们所含亚硝酸盐的含量低 B．泡菜风味形成的关键在于调味料的加入 C．制备泡菜的盐水中清水与盐的质量比为4：1 D．泡菜发酵的微生物主要是乳酸菌，其代谢类型是异养兼性厌氧。 12、（5分）下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是 A．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种都是异养生物 B．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种，只有乳酸菌不能进行有氧呼吸 C．制作果酒、果醋、腐乳过程中所需温度最高的是果醋的制作 D．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种，只有毛霉是真核生物 13、（5分）下列关于病毒、醋酸菌、毛霉的叙述，不正确的是 A．病毒与后两者比较，没有细胞结构，遗传物质可能是DNA或是RNA B．醋酸菌是好氧菌，可以将葡萄糖分解成醋酸，其细胞结构中没有核膜和核仁 C．在腐乳制作过程中，毛霉能产生蛋白酶，分解豆腐中的蛋白质为肽和氨基酸 D．三者在培养过程中，只要培养基中有水、碳源、氮源和无机盐，都能正常生长繁殖14、（5分）制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因是
2019-2019学年苏教版高中生物选修一第一章无菌操作技术实践单元测试 一、单选题 1.下列关于刚果红染色法的说法中，正确的是（） A. 先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，不需用氯化钠溶液洗去浮色 B. 倒平板时就加入刚果红，可在培养皿中先加入1mlCR溶液后加入100ml培养基 C. 纤维素分解菌菌落周围出现刚果红 D. 倒平板时就加入刚果红，长期培养刚果红有可能被其他微生物分解形成透明圈 2.下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（） A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C. 离体器官或组织的细胞通过脱分化形成愈伤组织 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同 3.欲分离筛选出能分泌脂肪酶的细菌，应选择下列固体培养基（仅列出了碳氮源）中的（） A. 蛋白胨、柠檬酸铁铵 B. 植物油、牛肉膏 C. 植物油、硫酸铵 D. 葡萄糖、蛋白胨 4.下列有关微生物的叙述中正确的是（） A. 病毒的致病性是由衣壳决定的 B. 微生物的繁殖方式都是二分裂 C. 诱变育种可以达到人工控制微生物代谢的目的 D. 微生物的次级代谢产物是其自身生长繁殖所必需的 5.下面与发酵工程有关的叙述中，不正确的是（） A. 发酵罐中必须通入无菌空气 B. 不经处理排放的废弃培养液是一种污染物 C. 培育新菌种，可用于分解更多种类的有机污染物 D. 发酵工程在医药工业、食品工业和环境保护等方面均有广泛应用 6.下列对月季花药培养的有关认识，错误的是() A. 材料的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B. 选择花药时最常用的方法是醋酸洋红法 C. 幼小植株形成前不需要光照 D. 培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株 7.对分解纤维素的微生物选择培养时，应将锥形瓶固定在_____振荡培养一段时间，直到培养液变_ ___时为止．（） A. 桌子上红色 B. 温箱里产生透明圈 C. 窗台上清澈 D. 摇床上混浊 8.“分离土壤中以尿素为氮源的微生物”实验，配制LB全营养培养基的目的是（） A. 作为实验组，分离尿素分解菌 B. 作为对照组，检测培养基灭菌是否彻底
微生物制药的一般工艺流程 微生物制药技术 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特
点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。 采样：有针对性地采集样品。 增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
发酵技术指标 沃蒙特发酵技术服务平台 NO 项目英文技术名称名称指标 1他克莫司Tacrolimus 发酵单位：大于 1.0g/L, 发酵周期： 240 小时 , 提取收 率： 60-70% 2西罗莫司Sirolimus\Rapamyci 发酵单位： 1000±200 mg/L，发酵周期： 192hrs ，收率：35- 40% n产品含量：≥ 98% 3乳酸链球菌素Nisin 发酵水平 : 12-15g /L ，发酵时间：16-20小时，收率 :65% 以上。 4霉酚酸mycophenolate 发酵单位： 12g/L 以上，发酵时 间：160 小时，提取得率：mofetil, MMF 75% 5去甲金霉素DMCT,Demethylchlor 发酵单位： 10± 2g/L ，发酵时间： 200 小时，产品收率： 75％ tetracycline 6雄烯二酮Androstenedione 发酵时间 96 ± 24 hrs ，每 3- 3.3 公斤植物甾醇可获 得 1 公斤雄烯二酮。 7利福霉素Rifamycin 发酵周期 220 小时，发酵单位大于 20g/L ，收率 65% 86- 羟基烟酸6-Hydroxynicotinic 纯度：≥ 98%，用途说明：用于合成维 生素 A Acid 9L- 缬氨酸Valine 发酵产酸： 60±5 克 /L ，发酵周 期： 60 ± 5 小时，提取 收 率： 65%（医药级） 10 L- 异亮氨酸Isoleucine 发酵产酸： 25-30 克 / 升，发酵周期 : 60-72 小时， 提取收 率： 80% 发酵单位 :35 ± 3g/L ，发酵时间 :33-35 小时，产品 得率 : 饲 11 L- 色氨酸Tryptophan 料级≥ 85%，药品级 ≥ 70%，产品质量 :>98.0%( 纯度 ) ， 糖转化率： 18% 12 糖化酶Glucoamylase 发酵周期： 6～7 天，酶 活： 8 万- 10 万 U 13 耐高温淀粉酶Amylase 发酵周期： 140h，酶活： 17 万单位 14 纤维素酶Cellulase 发酵周期： 6～7 天，酶活： 80-100IU 15 超级泰乐菌素Super tylosin 发酵单位： 14000- 16000U/ml 发酵时间： 130-150 小时提 取 收率： 70-75%
“传统发酵技术的应用”知识归纳及试题例析 一、知识归纳 1、几种常用发酵菌种的比较 2、果酒、果醋、腐乳、泡菜制作中所用菌种及控制条件的比较
3、果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程的比较及亚硝酸盐含量的检测 比 较 项目果酒和果醋制作 腐 乳 的 制 作 制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 制 作原理果酒：无氧呼 吸果 醋：有氧呼吸 多种 微生 物发 酵 泡菜制作：乳酸菌无氧呼吸 亚硝酸盐检测：在盐酸酸化条件 下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发 生重氮化反应后，与N－1－萘 基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰 红色染料
实 验流程图挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓↓ 果酒果醋 让豆 腐上 长也 毛霉 →加 盐腌 制→ 加卤 汤装 瓶→ 密封 腌制 操作 提示材料的选择与处理；防止发酵液被污染；控制好发酵条件。 控制 好材 料的 用 量； 防止 杂菌 污 染。 泡菜坛的选择；腌制的条件；测 定亚硝酸盐含量的操作。 二、相关试题 1．（2010·北京理综，1）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是（） A．让发酵装置接受光照 B．给发酵装置适时排气
C．向发酵装置通入空气 D．将发酵装置放在45℃处 2．下列关于腐乳制作过程的说法，正确的是（） A．制作腐乳时只有毛霉发挥作用 B．豆腐的表面长出青色物质则标志着腐乳制作完成 C．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与 D．制作腐乳时加盐是为了促进毛霉的生长 3．下列关于病毒、醋酸菌、毛霉的叙述，不正确的是（） A．病毒与后两者比较，没有细胞结构，遗传物质可能是DNA或是RNA B．醋酸菌是好氧菌，可以将葡萄糖分解成醋酸，其细胞结构中没有核膜和核仁 C．在腐乳制作过程中，毛霉能产生蛋白酶，分解豆腐中的蛋白质为肽和氨基酸 D．三者在培养过程中，只要培养基中有水、碳源、氮源和无机盐，都能正常生长繁殖 4．（2010·江苏生物，7）下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是（） A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下 B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中 C．过程③和④都需要氧气的参与 D．过程①～④所需的最适温度基本相同 5．（2011·广州一模，6）以下关于生物技术的说法不正确的是（）A．需借助胚胎移植技术才能获得克隆牛 B．单倍体育种过程涉及脱分化和再分化
【推荐】2020年苏教版高中生物必修一（全册） 课时练习汇总 课时达标训练(二)细胞中的元素和无机化合物 (时间：30分钟；满分：50分) 一、选择题(每小题3分，共30分) 1．下列关于组成生物体化学元素的叙述不正确的是() A．Ca、Mg属于大量元素，Fe、Zn属于微量元素 B．生物体内的任何一种元素都可以在无机自然界中找到 C．不同生物组成元素的种类差别很大，而含量基本相同 D．O是活细胞中含量最多的元素 2．(2015·延边汪清中学高一期中)当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内() A．结合水与自由水的比值与此无关 B．结合水与自由水的比值会降低 C．结合水与自由水的比值会升高 D．结合水与自由水的比值不变 3．世界卫生组织已将骨质疏松症确定为是继心血管疾病之后的第二个威胁人类健康的主要疾病，其致病原因主要是钙流失和钙吸收能力下降。下列说法错误的是() A．无机盐离子对于维持生物体的生命活动有重要作用 B．生物体内的无机盐离子必须保持一定的比例 C．生物体内的钙都以碳酸钙的形式存在 D．血液中的钙含量过低会导致肌肉抽搐 4．(上海高考改编)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在细胞中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明细胞中Na＋参与() A．调节渗透压B．组成体内化合物 C．维持正常pH D．提供能量 5．下列关于细胞中含水量的说法，正确的是() A．同一环境中不同种生物细胞中含水量一般相等 B．同一生物体中，不同组织细胞中含水量基本相同 C．萌发的种子中的含水量高于休眠种子中的含水量 D．同一生物体在不同的生长发育期含水量基本无差异 6．结合下列曲线，判断有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是() A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄的变化 B．曲线②可以表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化 C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化 D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内水含量的变化 7．2014年3月22日是第22个“世界水日”，宣传的主题是“水与能源”。水污染、水资源短缺导致的水危机日趋严重，研究表明，80%的疾病是由水污染引起的。下列有关生物体内水的叙述，错误的是() A．水在病变细胞中以结合水和自由水的形式存在 B．生物体不同的生长发育阶段水的含量不同
微生物发酵制药 -----总体工艺过程流程 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。 微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 1.分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 2.定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。 3.采样：有针对性地采集样品。 4.增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。
课题1 果酒和果醋的制作 1．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高、产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( ) A．温度控制B．溶氧控制 C．pH控制D．酶的控制 解析：通常所指的发酵条件包括温度、pH、溶氧、通气与转速等。酶是自身调节物质，不属于发酵条件。 答案：D 2．下列有关果酒自然发酵流程中的叙述正确的是( ) A．应将选择好的葡萄进行反复冲洗，防止杂菌污染 B．应将选择好的葡萄只冲洗1～2次，防止菌种流失 C．应去梗再冲洗，防止冲洗时梗刺破葡萄皮造成污染 D．应对榨取的葡萄汁进行灭菌处理，防止杂菌污染 解析：在果酒自然发酵中，冲洗这一步操作的主要目的是除去浮尘，不能冲洗得过于干净，也不能去皮，因为自然发酵的菌种来自葡萄皮上的野生型酵母菌。去梗的操作应在冲洗之后，否则会因去梗造成汁液流出和造成杂菌的污染。灭菌会使酵母菌被消灭，无法产生果酒。 答案：B 3．利用酵母菌酿酒时，一开始持续通入空气后，再封闭，其结果是( ) A．酵母菌大量死亡，单位时间酒精减产 B．酵母菌数量不变，单位时间酒精增产 C．酵母菌数量增多，单位时间酒精增产 D．酵母菌数量增多，不产生酒精 解析：酿酒开始阶段通气，酵母菌通过出芽生殖大量繁殖，得到大量菌种，密封后酵解速度快、单位时间内获取酒精产量高，完成发酵时间短。 答案：C 4．用酵母菌酿制葡萄酒时，一般酒中所含的酒精成分在12%左右，其原因是( ) A．加水过多 B．原料中用于发酵的糖太少 C．一定浓度的酒精影响酵母菌的存活 D．发酵过程中产热多，高温使酵母菌死亡 解析：酒精浓度过高会对酵母菌产生毒害作用，因此用酵母菌酿制葡萄酒时，一般酒中
微生物发酵中药的相关调查 中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上,吸取了微生态学研究成果,结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术,是从中药(天然 药物) 制药方面寻找药物的新疗效。传统的中药发酵多是在天然的条件下进行的, 而现在的中药发酵制药技术是在充分吸收了近代微生态学、生物工程学的研究成果 而逐渐形成的。其先进发酵工艺特点是:以优选的有益菌群中的一种或几种、一株 或几株益生菌作为菌种,加入中药提取液中,再按照现代发酵工艺制成产品,它是一 种含有中药活性成分、菌体及其代谢产物的全组分发酵液的新型中药发酵加工制剂。 一、微生物发酵中药的应用历史 早在千余年前,我国已开始用发酵方法制药,直到现在临床仍在应用的发酵(制品) 中药有六神曲、半夏曲、淡豆豉、豆黄等,其工艺均为固体发酵。 1、微生物发酵中药中所应用到的很多微生物是药用真菌或者含有真菌的混合菌群，其中药用真菌很多本身作为中药来应用。因此一定意义上讲，中药与微生物，特别 是与一些药用真菌具有密切的联系。 早在东汉年间《神龙本草经》中，就有灵芝、茯苓、猪苓、雷丸等药用真菌分 别列项论述，这些药物至今沿用不衰。 2、微生物发酵中药应用历史悠久，也是传统中药加工炮制的重要方法之一，一般 主要是起到中药复合炮制的作用。而且很多发酵之后的药物在临床应用上取得了较 好效果。 微生物发酵中药在中医药应用中得到了很大的体现。如片仔癀的主要成分是三 七的微生物发酵物；神曲由面粉、赤小豆、苦杏仁、鲜青蒿、鲜苍耳、鲜辣蓼按一 定比例混匀后经发酵而成的曲剂。 3、某些传统的微生物制剂一直使用至今，其中以不同中药作为辅料，采用微生物 处理后自身成为发酵物组成的一部分，如半夏炮制，神曲制备等。同时随着历史的 发展，微生物发酵中药的应用也在不断变化。 半夏在整个炮制过程中使用到了一些中药，最终形成具有一定功效的以半夏为 主要组成部分的中药炮制品。半夏至汉代始用汤洗去毒，即为炮制品。南北朝时增 加生姜制、热汤洗、白芥子末制、头醋制等炮制品。唐代增加姜汁制，宋代增加麸炒、热洒炒、酸浆浸、米醋炒浸、生姜甘草桑白皮制、猪苓制、白矾制、萝卜制、 姜矾牙皂制和半夏曲。金之时期，增加米泔浸、香油炒、菜油拌炒。明代增加盐水洗、面炒醋制、杏仁炒。清代增加巴豆制、活生姜制、猪胆汁炒、皂荚白矾姜汁竹 沥制，有仙半夏和法半夏。由此可见，半夏的炮制方法繁多，而且种类各异，如仙 半夏、半夏曲等，已经成为含半夏的一个复方 二、微生物发酵中药的研究现状 中药发酵研究开始于80 年代,但仅是对真菌类自身发酵的研究,如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体、槐耳发酵等,大都是单一发酵。虽有报道加入中药,但也仅是将中 药当做菌丝体发酵的菌质,同时研究发现,含有中药的菌质对原发酵物的功效有影响,只是未见深入研究。目前,已有学者呼吁中药发酵制药可按新药审批办法规定开发新药。同时也开展了另一项研究,即生物转化,我们认为它与中药发酵是密不可分的 1、利用中药为培养基的组成部分，构建药性菌质，比较发酵前后中药相关成分的
专题1 传统发酵技术的应用综合练习 一、选择题 1、下列哪两组非生物因子的组合，最有利于酵母菌的发酵（） A．无氧和10℃ B．有氧和30℃ C．无氧和30℃ D．低氧和30℃ 2、下列有关酵母菌的叙述正确的是（） A．酿造工业如酿酒、制醋、制酱等都是利用酵母菌进行发酵的结果 B．蒸馒头、制面包都是利用酵母菌进行发酵的结果 C．酵母菌在无氧的条件下进行出芽生殖，在有氧的条件下进行有性生殖 D．酵母菌无论是有氧条件还是无氧条件下，只要条件适宜都能进行出芽生殖3、用酵母菌酿酒时，向原料中通入足够的空气，酵母菌的数量与酒精产量变化是（） A．死亡、增多 B．增多、不再产生 C．增多、增多 D．死亡、不再产生 4、在果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作中，用到的微生物分别是（） A．酵母菌、酵母菌、毛霉、乳酸菌 B．酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌 C．毛霉、醋酸菌、乳酸菌、酵母菌 D．酵母菌、乳酸菌、毛霉、醋酸菌 5、利用酵母菌生产酒精，投放的最适原料和产生酒精阶段要控制的必要条件是 A．玉米粉和有氧 B．大豆粉和有氧 C．玉米粉和无氧 D．大豆粉和无氧6、温度对发酵过程的影响，不正确的是（） A．温度过高，产量降低 B．温度不影响生物合成的途径 C．温度能影响菌种对营养物质的吸收 D．菌体生长和产物合成所需的最适温度不一定相同 7、卤汤中酒的含量一般控制在12％左右，下列不是其作用的是（） A．抑制微生物的生长 B．使腐乳具有独特香味 C．使腐乳中蛋白质变性 D．使后熟期安全度过，延长保质期 8、下列于乳酸菌结构相似的病原体是（） A．朊病毒B．艾滋病毒C．炭疽杆菌 D．草履虫 9、下列物质在腐乳发酵过程中具有浸提毛霉菌丝蛋白酶作用的是（） A．乙醇 B．食盐 C．香辛料 D．水 10、—般葡萄酒所含酒精成分不会超过14%，原因是（） A．葡萄酒是人为配制的低度酒 B．原料中用于发酵的糖含量偏低C．此浓度的酒精妨碍了酵母菌的存活 D．发酵产热造成了酵母菌的死亡
酶 酶 酶 精品文档 用心整理 人教版高中生物必修三 知识点梳理 重点题型（常考知识点 ）巩固练习 传统发酵技术的应用 【学习目标】 1、理解并掌握制作果酒、果醋的原理和制作过程。 2、理解制作腐乳的基本原理，知道制作腐乳的实验流程。 3、掌握制作泡菜的基本原理和方法。 4、测定食品加工中可能产生的有害物质。 【要点梳理】 要点一、与传统发酵技术有关微生物的总结比较 比较项目 生物学分类 代谢类型 繁殖方式 适宜温度 发酵条件 生产应用 酵母菌 真核生物 异养兼性厌氧型 适宜条件下出芽生殖 20℃ 前期需氧，后期厌氧 酿酒 醋酸菌 原核生物 异养需氧型 分裂生殖 30℃~35℃ 一直需氧 酿醋 毛霉 真核生物 异养需氧型 孢子生殖 15℃~18℃ 一直需氧 制作腐乳 乳酸菌 原核生物 异养厌氧型 分裂生殖 室温 厌氧 制作泡菜、酸奶 要点诠释： 由于醋酸菌和乳酸菌都属于原核生物，因此在利用这两类微生物室，其环境中一定不要加入青霉素等抗生素。 要点二、果酒和果醋的制作 1、果酒制作与果醋制作的比较 制 作 原 理 菌种 反应式 果酒制作 酵母菌 有氧呼吸：C 6H 12O 6+6H 2O+ 6O 2 ??→ 6CO 2+12H 2O+能量 果醋制作 醋酸菌 有氧呼吸，缺少糖： C 2H 5OH+O 2 ??→ CH 3COOH+H 2O 无氧呼吸：C 6H 12O 6 ??→ 2C 2H 5OH+2CO 2+能量 发 酵 条 适宜温度 对酸性环境 20℃左右 耐酸性环境 30℃～35℃ 耐酸 件 发酵时间 10 d ～12 d 7 d ～8 d
第一章生物科学和我们 【课题】第1节身边的生物科学 【教学目标】 1、尝试说出人类健康面临的挑战 2、了解癌症的病因和预防措施，了解高发病率和高死亡率的几种传染病。 3、了解基因诊断、基因治疗的知识。 4、举例说出生物科学与社会的关系。 【教学重点】基因治疗 【教学难点】基因治疗 【教学媒体】PPT课件 【教学方法】讲解和讨论结合 【教学过程】 创设情景，激发疑问 (1)人类社会现在面临哪些问题？（学生答后）今天我们就一起来看看人类面临的健康问题。 （2）人类健康面临哪些挑战？ 结合以往知识回答： （1）人类面临着粮食、人口、环境、资源和能源、健康等问题 （2）人类健康面临着各种疾病的威胁，有癌症、心血管疾病、传染病、心理疾病。 观察讨论、探究新知 一、癌症对人类的威胁 1．提供信息资料 （1）20世纪70年代癌症死亡人数每年70万，90年代114万，21世纪初150万每年。（2）世界卫生组织预测，21 世纪全球80多亿人，将有1亿人死于癌症，癌症将成为人类健康的“第一杀手”。 2．首先我们一起来了解癌症对人类的威胁。请结合以下问题，阅读书本P2的内容。（1）哪些因素会导致癌症的发生？ （2）事实1中发病率上升较快的有哪些？你认为是什么原因? （3）为什么农村发病率上升比城市的高的多？ （4）事实2归纳的癌症发病率上升原因有哪些？结合事实分析癌症的预防措施。 分析、讨论，表达见解： （1）生物因素、物理因素、化学因素都可能导致癌症的发生。 （2）发病率上升较快的是肺癌和肝癌，肺癌的原因是吸烟、环境污染，肝癌的原因是不健康的饮食、压力大、劳累。 （3）可能是农村环境污染加剧、化工厂、健康知识少、防癌意识淡薄…… （4）增长的原因主要是人口老龄化、吸烟、不健康的生活方式和缺乏体育锻炼。预防措施主要是禁烟和健康的生活方式，可以减少三分之一的发病率，还有三分之一可以通过早期诊断得到有效治疗。 3．进一步说明知识，与生活联系 （1）生物因素是病毒等，侵入人体导致组织发生肿块等；物理因素主要是各种辐射；化学因素有烟中的烟碱、尼古丁，腌制食品中的亚硝酸，一些化学药品。 （2）讨论题3的原因可能还有农村原来的发病人数少，这两年增长的人数比起原有基数比例就显得大。
发酵工程，是指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。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 发酵工程的内容 它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。 1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。 （2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。 （3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 （4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。 （5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。 已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），
高中生物专题1 传统发酵技术的应用综合检测新人教版选修1 (时间：60分钟满分：100分) 一、选择题(1－30每题1.5分，31－35每题1分，共50分) 1．下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，不合理的是( ) A．在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长 B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸 C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小 D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量 [答案] D [解析]果酒发酵后期，随着葡萄糖的消耗和酒精度的增加，酵母菌的代谢减弱，无氧呼吸产生CO2较少，所以可增加拧开瓶盖的间隔时间；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；果酒发酵过程中不断消耗营养物质葡萄糖而产生酒精和二氧化碳，二氧化碳释放出，使发酵液的密度逐渐降低，故A、B、C项正确。制作腐乳时，对长满毛霉的豆腐加盐腌制时，需逐层加盐，并随层数加高而增加盐量，在近瓶口表面要铺的厚一些，以防杂菌感染，D项错误。 2．下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是( ) A．腐乳制作所需要的适宜温度最高 B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵 C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌 D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA [答案] D [解析]本题考查传统发酵技术的过程与特点。制葡萄酒的温度为18～25℃，制作葡萄醋的温度为30～35℃，制作腐乳的温度为15～18℃，A项错误；果醋发酵的醋酸菌是一种好氧细菌，只有在氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，B项错误；腐乳发酵过程中起主要作用的是毛霉，C项错误；发酵使用的菌种都有细胞结构，都具有细胞壁、核糖体、DNA 和RNA，D项正确。 3．制作葡萄醋时，必须控制的发酵条件是( ) A．温度18℃～25℃，适时通气 B．温度18℃～25℃，隔绝空气 C．温度30℃～35℃，隔绝空气 D．温度30℃～35℃，适时通气 [答案] D [解析]醋酸菌的最适生长温度是30℃～35℃，并且是需氧的细菌，所以要适时地进
大肠杆菌的接种与分离培养 【教材分析】 本次课程主要包括了本次实验的目的、大肠杆菌的特点、无菌操作和灭菌的方法、仪器设备和实验材料、实验步骤等内容。在前一节介绍了实验室规则和生物技术概况的基础上，进行具体的实验操作。并且经过生物的学习，学生已经掌握了一定的细菌的相关知识，并对一些特殊细菌的筛选和鉴别有了一定的了解。故本次实验教学既是对学生前面学的理论知识的深化，同时也为学生将要学到的分离以尿素为氮源的微生物等内容奠定了比较重要的基础。因此，本节课起着承前启后的重要作用。 【教学分析】 在实验前，学生已经学习过了革兰氏阳性菌与阴性菌的相关知识，本次实验主要是学生在掌握细菌的相关知识后学习大肠杆菌的分离与鉴定，很好地实现了将所学知识与实践相联系，易引起学生的兴趣，学生的积极性较高，从而有利于实验教学的展开。但学生对于实验原理、实验方法和实验技术等方面还不熟悉，需要教师对此进行详细的讲解，在讲解过程中注意运用适宜的教学方法，引导学生将所学知识运用到具体的实验实践中。同时，教师需严格要求学生在操作上符合实验室规范，将实验操作过程中的注意事项对学生进行逐一说明，保证实验的有序性与安全性。 【教学目标】 一、知识目标 1．描述大肠杆菌的特征； 2．说出细菌培养和分离的方法及灭菌的过程； 3．说明大肠杆菌分离和培养的条件和操作要求的原理。 二、能力目标 1．通过大肠杆菌分离培养，学会划线分离的原理和方法； 2．通过描述大肠杆菌的扩大培养的实验过程，分析实验结果，初步体验实验设计； 3．通过实际操作实验过程，解决遇到的实际问题，提升问题分析能力。 三、情感态度与价值观目标 1．在实验操作的过程中，初步形成严谨的实验精神； 2．在分析实验结果的过程中，体会生物体的奥妙；