高三生物发酵工程简介(整理2019年11月)
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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PH3.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。
高考生物发酵工程知识点高考生物中的一项重要内容是发酵工程知识。
发酵工程作为应用生物学的重要分支,涉及到微生物在工业生产中的应用。
本文将从发酵工程的定义、原理和应用等方面进行探讨。
一、什么是发酵工程?发酵工程是指利用微生物(如真菌、细菌、酵母等)以及它们合成的代谢产物进行生物转化的一门学科。
它将微生物的生理、遗传、工艺等知识与工程原理和技术相结合,用于生物制药、食品工业、环境保护等领域。
二、发酵工程的原理在发酵过程中,微生物通过对底物(如糖、淀粉等)进行代谢,产生新的化合物。
这个过程涉及到微生物的生长、繁殖和产物生成的调控等多个方面。
首先,微生物的生长需要适宜的温度、适宜的pH值、充足的营养物质和酸碱平衡等。
这些条件的调节是发酵工程的关键。
例如,酵母菌的发酵适宜温度一般在20-30摄氏度,而细菌的发酵适宜温度一般在30-40摄氏度。
其次,微生物通过代谢途径将底物转化成所需的产物。
这是发酵过程的核心。
例如,乳酸菌发酵乳糖产生乳酸,酵母菌发酵葡萄糖产生酒精和二氧化碳等。
最后,发酵工程要对微生物进行合适的培养和培养基的设计。
培养基的设计需要根据微生物的营养需求来确定各种添加剂的浓度,以达到最佳的发酵效果。
三、发酵工程的应用发酵工程在生物制药、食品工业和环境保护等领域发挥着重要作用。
在生物制药方面,发酵工程被广泛应用于生产抗生素、激素、疫苗等药物。
通过合理设计和控制发酵工艺,可以提高药物的产量和质量,减少生产成本。
在食品工业方面,发酵工程被用于生产酸奶、啤酒、酱油等食品。
发酵过程可以改变底料的性质,增加食品的风味和营养价值。
在环境保护方面,发酵工程可以利用微生物对废水、废气等有害物质进行降解和转化,减少环境污染。
总之,高考生物中的发酵工程知识点涉及到了发酵工程的定义、原理和应用。
了解这些知识点对于理解和应用生物学具有重要意义,也为学生未来的学习和工作打下了基础。
希望同学们能够在高考中发挥得安稳,取得优异的成绩。
发酵工程知识点总结高中生物发酵工程是一种利用微生物的代谢活动来生产有用物质或转化物质的技术。
在高中生物课程中,发酵工程的知识点主要集中在微生物的类型、发酵过程的基本条件、发酵过程中的物质变化、以及发酵技术的应用等方面。
以下是对这些知识点的总结:一、微生物的类型与作用1. 细菌:在发酵过程中,某些细菌如乳酸菌、醋酸菌等能够通过其代谢活动产生特定的有机酸,从而影响食品的味道和保存性。
2. 酵母菌:酵母菌在无氧条件下能够将糖分解为酒精和二氧化碳,这一过程称为酒精发酵,广泛应用于酿酒和面包制作。
3. 霉菌:霉菌在发酵过程中可以产生多种酶,参与物质的分解和转化,如在酱油和豆瓣酱的生产中起到关键作用。
二、发酵过程的基本条件1. 温度:不同的微生物对温度的适应性不同,发酵过程中需要控制适宜的温度以保证微生物的生长和代谢活动。
2. pH值:微生物的生长和代谢活动对环境的酸碱度有一定的要求,pH 值的控制对于发酵过程的成功至关重要。
3. 氧气:有些发酵过程需要充足的氧气(好氧发酵),而有些则在无氧条件下进行(厌氧发酵)。
三、发酵过程中的物质变化1. 糖类的代谢:在发酵过程中,糖类物质可以被微生物分解为酒精、乳酸、醋酸等不同的有机酸,这些有机酸赋予食品特有的风味。
2. 蛋白质的代谢:蛋白质在微生物的作用下可以分解为多肽、氨基酸等小分子物质,这些物质对食品的营养价值和风味有重要影响。
3. 脂肪的代谢:脂肪在发酵过程中可以被微生物分解为甘油和脂肪酸,这些物质对食品的口感和营养价值有一定的影响。
四、发酵技术的应用1. 食品工业:发酵技术在食品工业中有广泛应用,如酿造酒类、制作面包、酸奶、酱油等。
2. 医药工业:通过发酵技术可以生产抗生素、维生素、酶等医药产品。
3. 化工工业:发酵技术也可以用于生产化工原料,如生物柴油、生物塑料等。
五、发酵工程的未来发展1. 基因工程的应用:通过基因工程技术,可以对微生物进行改造,使其具有更强的发酵能力和更高的产品选择性。
与高三生物相关的知识点1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。
(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。
(6)发酵工程有三个发展阶段。
现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。
发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。
发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工),后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程),最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程),跨入生物工程的行列。
原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品,体力劳动繁重,生产规模受到限制,难以实现工业化的生产。
于是,发酵界的前人首先求教于化学和化学工程,向农业化学和化学工程学习,对发酵生产工艺进行了规范,用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运,以机器生产代替了手工操作,把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。
高三生物发酵工程知识点总结在高三的生物学课程中,我们学习了许多有关生物发酵工程的知识。
发酵工程是一门将微生物和有机物结合起来产生有用产物的科学,涉及到了微生物学、生物化学、和工程学的多个领域。
本文将总结高三生物学中所学习的一些发酵工程的重要知识点。
1. 发酵工程的定义和应用发酵工程是利用微生物进行发酵生产的一门科学。
它可以用于食品工业、制药工业和环境工程等领域。
在食品工业中,我们通常利用微生物发酵来制作酸奶、啤酒、面包等食品。
在制药工业中,发酵可以用来生产抗生素、维生素和其他药物。
在环境工程中,发酵是处理废物和产生可再生能源的重要方法。
2. 发酵过程的基本原理发酵是一种有氧或无氧条件下的微生物代谢过程。
它通常分为三个阶段:生长阶段、发酵阶段和产物分离和纯化。
在生长阶段,微生物需要合适的温度、pH值和营养物质来进行生长。
在发酵阶段,微生物利用底物进行代谢反应,并产生所需的产物。
在产物分离和纯化阶段,通过一系列的分离和纯化步骤,得到纯净的产物。
3. 杀菌技术在发酵工程中,杀菌是一项重要的步骤。
杀菌可以去除微生物中的杂质和竞争微生物,以确保发酵过程的顺利进行。
常见的杀菌方法包括高温杀菌、紫外线辐射和滤过。
4. 发酵过程监控发酵过程的监控对于产物的得率和品质至关重要。
常用的发酵过程监控方法包括测量发酵生物体积、氧气和二氧化碳浓度、底物浓度以及产物浓度。
这些监控手段可以帮助工程师调整发酵条件,以达到最佳的产物结果。
5. 常见的发酵工程应用在生活中,我们能够接触到许多发酵工程的应用。
例如,酵母菌发酵是制作面包的基础过程。
当酵母菌在面团中进行发酵时,它们分解葡萄糖,产生二氧化碳气泡,使面团发酵膨胀。
啤酒的制作也是通过酵母菌发酵产生的。
此外,酸奶、味精、红曲米等都是通过发酵工程制造的。
6. 发酵工程的未来发展随着科学技术的进步,发酵工程在未来将有更广阔的发展前景。
例如,通过基因工程技术,可以改良微生物的代谢途径,增强产物产量和质量。
发酵工程一、发酵发酵:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,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。
二、发酵工程1、概念: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。
2、微生物:包括来自天然界的微生物和基因重组的微生物。
3、应用①食品工业上:传统的发酵成品(酱油、酒类)、食品添加剂(柠檬酸、味精)、酶制剂(α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶)②农牧业上:生产微生物肥料(根瘤菌制作根瘤菌肥)、生产微生物农药(苏云金杆菌防治80多种虫害)、生产微生物饲料(用酵母菌、乳酸菌等生产单细胞蛋白)三、传统发酵技术1、菌种来源:原料中天然存在的或前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物。
2、类型:固体发酵和半固体发酵3、实质:有氧或无氧条件下的物质氧化分解。
4、结果:生产人们需要的各种发酵产品。
5、应用:果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作。
四、果酒和果醋1、制作原理与发酵条件挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵↓ ↓ 果酒 果醋 3、果酒、果醋制作的注意事项(1)材料的选择与处理:选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。
冲洗以洗去灰尘为目的,且不要太干净,以防洗去野生型酵母菌。
(2)防止发酵液被污染的方法 ①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒,或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
五、腐乳的制作1、制作原理:毛霉等微生物产生蛋白酶、脂肪酶,分解有机物。
①蛋白质――→蛋白酶氨基酸+小分子的肽。
②脂肪――→脂肪酶甘油+脂肪酸。
2、制作流程:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。
3、影响条件①温度:控制在15~18℃。
②材料的用量:控制盐的用量,酒精含量控制在12%左右。
③配制卤汤:卤汤的成分及作用。
4、腐乳制作的注意事项(1)豆腐选取:其含水量以70%为宜。
(2)控制好材料的用量:对卤汤中盐(盐∶豆腐=1∶5)和酒(12%左右)的用量需要严格控制。