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人教(2019)生物选择性必修三(学案+练习)发酵工程及其应用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．发酵工程的基本环节3．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用：①生产传统的发酵产品。
②生产各种各样的食品添加剂。
③生产酶制剂。
(2)在医药工业上的应用①青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。
②发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。
(3)在农牧业上的应用：①生产微生物肥料。
②生产微生物农药。
③生产微生物饲料。
(4)在其他方面的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，做出越来越大的贡献。
1．发酵工程中所需的性状优良的菌种只能从自然界中筛选出来。
(×)2．在菌种确定之前就要选择原料制备培养基。
(×) 3．发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。
(√) 4．发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用。
(√)1．发酵工程中心环节的分析2．啤酒的工业化生产的过程分析(1)啤酒发酵的过程及内容(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别1．下面是有关啤酒的工业化生产的流程。
下列有关叙述错误的是()发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期C解析：发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误。
2．(2021·山东济南二模)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。
常用好氧菌谷氨酸棒状杆菌利用图1的发酵罐来大量生产味精，发酵流程如图2所示。
下列叙述正确的是()A．发酵中所使用的谷氨酸棒状杆菌菌种可从自然界筛选，也可通过诱变育种、杂交育种或基因工程育种获得B．为了保证发酵产品的产量和品质，图中发酵配料及发酵罐需经过严格的灭菌C．在发酵过程中，通过加料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量D．图中发酵过程需通入无菌空气，并通过搅拌使培养液与菌种充分接触后关闭通气口B解析：谷氨酸棒状杆菌属于原核生物，不能进行有性生殖，无法通过杂交育种获得，A错误；严格灭菌可以杀死发酵配料及发酵罐中的所有微生物，防止杂菌污染，从而保证发酵产品的产量和品质，B正确；在发酵过程中，应通过放料口取样，随时监测产物浓度和微生物数量，C错误；谷氨酸棒状杆菌属于好氧菌，在发酵过程中要不断地通入无菌空气，不能关闭通气口，D错误。
现代发酵工程技术在食品领域的应用研究进展摘要：随着科学技术的不断进步，人们对生活的需求也逐渐增加。
目前，生物技术的发展已成为人们关注的话题。
生物工程主要由细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等组成，在现实生活中得到广泛应用。
发酵工程是基因工程和细胞工程的产物。
实际应用在食品工业、工业发展、医药研发等方面具有不可替代的作用。
论述了发酵工程在我国食品工业中的应用和发展。
关键词：发酵工程；食品领域；应用研究前言：现代生物技术是利用微生物生长和相应的代谢活动在生产各种有用材料的一种工程，发酵工程在整个生物工程技术中占有重要地位，主要包括培育优良的菌种和发酵生产。
谢产品，微生物的生产，天然物质的转化，等等。
发酵工程微生物有效地应用于高新技术的工业生产过程中，现代生物技术的影响非常广泛，如新食品、饮料配料、稳定剂、制造或相关领域的衍生物等。
1发酵工程的发展阶段1.1农产手加工因为在过去，社会经济不发达，人们主要是农业生产，然后发酵工程只在家里或作坊里发酵，发酵生产也就是我们所说的自然手工加工。
当时，因为科技不发达，人们只能通过存在于微生物的性质，进行了处理，但这种方法只用于生产，因为微生物纯自然的许多问题，如萃取效率高，存活率低，甚至可能是生病了，等等。
这也极大地制约了食品领域发酵工程的发展。
1.2近代发酵工程20世纪20年代，由于技术的兴起，工业、食品和医药的需求，传统的生产方式并不满足。
因此，人们使用化学和化学工程技术从农业化学和化学工程中学习来规范发酵过程。
采用机械生产和化学训练，代替传统的手工操作，不仅提高了生产效率，还使发酵工程在发酵生产中取得了第一个历史性的进步。
1.3现代发酵工程通过发酵工程的不断发展，人们逐渐意识到化学工程的模式处理发酵工业生产的问题，玩很难达到预期的效果，化学可能生产的微生物对人体有害的化学物质，严重影响了人们的健康。
因此，它很快被生物工程所取代。
这种生物工程技术是利用微生物的基因，有效地改造它，达到人们想要的效果，满足人们生活的需要。
1.3 发酵工程及其应用自主梳理一、发酵工程的基本环节1.选育菌种性状优良的菌种可以从________中筛选出来，也可以通过________或____________获得。
2.扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也要较大，因此在发酵之前还需要对菌种进行________。
3.配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。
培养基的配方要经过________才能确定。
4.灭菌：发酵工程中所用的菌种大多是________。
一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
因此，________和________都必须经过严格的灭菌。
5.接种：扩大培养的菌种和灭菌后的________加入发酵罐中。
大型发酵罐有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH 、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。
6.发酵罐内发酵：这是发酵工程的____________。
在发酵过程中，要随时检测培养液中的____________、________等，以了解发酵进程。
还要及时添加必需的________，要严格控制________、________和________等发酵条件。
新课程标准学习目标 1. 举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2. 阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。
3.举例说明发酶工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值表。
1. 概述发酵工程及其基本环节。
2.举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。
Part1目标任务：对接课标，了解目标Part2预习导学：自主梳理+预习检测，掌握基本知识点Part3探究提升：代入情景+典例精讲，深入学习知识要点 啤酒的工业化生产流程Part4网络梳理：建立知识间的联系Part5强化训练：必刷经典试题，能力提升内容导航7.分离、提纯产物：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用____________等方法将菌体分离和干燥得到产品。
发酵工程在农业上的应用(一)发酵工程在农业上的应用1. 酵素制剂的使用•酵素制剂的应用广泛，可以应用于植物种子的处理和植物生长的改善。
•酵素制剂可以促进种子的萌发和生长，提高植株的养分吸收能力。
•在农业生产中，酵素制剂可用于种植蔬菜、水果等作物，提高产量和品质。
2. 发酵堆肥的制备•发酵堆肥是一种利用发酵菌分解有机废弃物的方法，可以制成高效有机肥料。
•发酵堆肥可将农业废弃物、畜禽粪便等有机质转化为肥料，提供养分供给给植物。
•发酵堆肥还能改善土壤结构，增加土壤保水性和肥力，减少农药和化肥的使用。
3. 发酵饲料的生产•发酵饲料是通过微生物的代谢作用，将饲料原料转化为具有更高营养价值的饲料。
•发酵饲料可以提高家禽、畜牧动物的消化吸收率，增强免疫力，减少疾病发生率。
•发酵饲料的生产过程中，可将农业废弃物、肉骨粉等资源充分利用，减少环境污染。
4. 发酵土壤改良剂的应用•发酵土壤改良剂是一种利用发酵菌分解有机物质的制剂，可改善土壤质地和提供养分。
•发酵土壤改良剂可以改善土壤通透性，增加土壤保水性，提高土壤肥力。
•应用于农业上，发酵土壤改良剂可以减少化肥和农药的使用量，提高作物的产量和品质。
5. 发酵农药的研发与应用•发酵农药是利用发酵菌或其产物对农业害虫、病原菌进行防治的一种生物农药。
•发酵农药可以降低对环境的污染，同时对害虫和病原菌具有一定的选择性。
•发酵农药在农业生产中应用广泛，既能有效控制害虫和病害，又可保护生态环境。
6. 发酵技术在种植过程中的应用•发酵技术可以促进土壤微生物的生长与繁殖，提高土壤生态系统功能。
•发酵技术可改善土壤结构，增加土壤肥力，提高作物抗逆性和产量。
•在农业生产中，发酵技术可用于菌肥的制备、农药的合成、废弃物的处理等方面。
以上就是发酵工程在农业上的一些应用，通过发酵技术的应用，可以在农业生产中提高产量、改善品质、降低环境污染等，为农业可持续发展做出贡献。
7. 发酵肥料的生产和应用•发酵肥料是利用发酵微生物对有机废弃物进行分解和转化而制成的肥料。
2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用课程内容标准核心素养对接1.概述发酵工程及其基本环节。
2.说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。
1.科学思维——发酵工程基本环节分析。
2.社会责任——认同发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的，它实现了发酵食品、药物等的工业化生产，极大地改善了人们的生活。
知识点1发酵工程的基本环节1.发酵罐2.发酵工程的基本环节知识点2发酵工程的应用1.在食品工业上的应用(1)生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类。
(2)生产各种各样的食品添加剂，如通过黑曲霉发酵制得的柠檬酸；由谷氨酸棒状杆菌发酵生产味精。
(3)生产酶制剂，如α淀粉酶、β淀粉酶、脂肪酶等。
2.在医药工业上的应用基因工程、蛋白质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。
3.在农牧业上的应用(1)生产微生物肥料。
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，常见的有根瘤菌肥、固氮菌肥等。
(2)生产微生物农药。
微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。
微生物农药作为生物防治的重要手段，将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。
(3)生产微生物饲料。
微生物含有丰富的蛋白质。
以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。
用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高。
4.在其他方面的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
(1)发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。
(×)(2)发酵工程的中心环节是选育菌种。
(×)(3)发酵工程中要对培养基进行灭菌，发酵设备不用灭菌。
(×)(4)利用微生物农药防治农林虫害属于化学防治。
第1章发酵工程第3节发酵工程及其应用学习目标必备知识一、发酵工程的基本环节二、发酵罐三、发酵工程的应用拓展延伸高考链接模拟演练1.掌握发酵工程的基本环节2.理解发酵工程在农业、食品工业、医药工业及其他工业生产上有重要的应用价值一、发酵工程的基本环节1．选育菌种：性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
2．扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，因此在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。
3．配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。
培养基的配方要经过严格灭菌才能确定。
4．灭菌：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
5．接种：扩大培养的菌种和灭菌后的菌种加入发酵罐中6．发酵罐内发酵：在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。
还要及时添加必需的必需的营养组分，要严格控制温度、PH和溶解氧等发酵条件。
7．分离、提纯产物：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。
如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的蒸馏、萃取措施来获得产品。
二、发酵罐1.发酵装置分析（1）培养物或营养物质的加入口，阀门和放料口：控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养。
（2）空气入口：控制溶解氧。
（3）观察孔、取样管、温度传感器和控制装置、生物传感器装置、pH计：通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，取样管处抽取样品进一步检测。
（4）冷却水进入口和排出口：通过控制冷水流速调节罐温。
（5）排气管：调节罐压（6）电动机和搅拌叶轮：电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热。
2.发酵罐使用注意事项：(1)发酵罐在使用前要进行灭菌，培养基和发酵设备一般用蒸汽灭菌，空气采用过滤的方法除菌。
原因分析：在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响；要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理；用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。
发酵工程与食品产业概述发酵工程是一个与食品产业密切相关的领域。
它涉及利用微生物在特定条件下进行生长和代谢的过程来生产食品和饮料。
发酵工程在现代食品产业中扮演着重要角色，因为它能够改变原始食材的物化性质和味道，从而提高食品的品质和口感。
本文将重点介绍发酵工程在食品产业中的应用和意义。
发酵工程的原理发酵工程基于微生物的活动，通过对微生物的培养和控制条件的调控，实现应用需求。
常见的微生物包括酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等。
在发酵过程中，这些微生物会产生一些有益的代谢产物，如酒精、乳酸、食醋等，从而赋予食品特殊的风味和质感。
发酵工程的原理主要包括以下几个方面：1.微生物的培养：选择适合的微生物菌种，提供适宜的培养基和培养条件，以促进微生物的生长和繁殖。
2.发酵条件的控制：调控发酵过程中的温度、pH值、氧气供应和搅拌等参数，以保证微生物的最佳生长环境。
3.代谢产物的收集和分离：对发酵产生的代谢产物进行收集和分离，以获取纯净的产品。
发酵工程在食品产业中的应用发酵工程在食品产业中有广泛的应用，以下是一些常见的例子：1.酿造业：酿酒和啤酒生产是发酵工程在食品产业中的重要应用之一。
通过选择合适的酵母菌和调控发酵条件，可以生产出高质量的酒类产品。
发酵过程中，酵母菌分解麦芽中的淀粉，产生酒精和二氧化碳，从而完成酒精发酵过程。
2.酸奶生产：利用乳酸菌对牛奶进行发酵，可以生产出酸奶。
乳酸菌能够将牛奶中的乳糖转化为乳酸，使其酸化。
酸奶具有丰富的益生菌和优质的蛋白质，对人体健康有益。
3.味精生产：味精是一种常用的调味品，也是发酵工程在调味品产业中的代表。
味精的生产过程是通过酵母菌对淀粉或糖进行发酵，产生谷氨酸钠，再经过提取和精制而得到。
4.酱油和豆瓣酱生产：酱油和豆瓣酱也是利用发酵工程来生产的传统食品。
通过选择适宜的微生物来进行发酵，使豆类发酵并产生香味和特殊的风味。
发酵工程对食品产业的意义发酵工程对食品产业具有重要意义：1.改善食品品质：通过发酵工程，食品的物理化学性质和味道得以改变和提高。
