高考新教材（中）生物選擇性必修三同步學習第1章第3節(jié)發(fā)酵工程及其應用含答案及解析

第3節(jié)發(fā)酵工程及其應用[學習目標]1.掌握發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)。2.理解發(fā)酵工程在農業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)及其他工業(yè)生產上有重要的應用價值。1．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)2．發(fā)酵罐3．發(fā)酵工程的應用(1)在食品工業(yè)上的應用①生產傳統(tǒng)的發(fā)酵產品a．以________為主要原料，利用產生______的霉菌生產醬油。b．以谷物或________等為原料，利用釀酒酵母發(fā)酵生產各種酒類。②生產各種各樣的食品添加劑食品添加劑不僅可以增加食品的________，改善食品的________、色澤和品質，有時還可以延長食品的________。a．檸檬酸可以通過________的發(fā)酵制得。b．由________________發(fā)酵可以得到谷氨酸，谷氨酸經過一系列處理就能制成味精。③生產酶制劑常用酶制劑有α-淀粉酶、________、果膠酶、________和脂肪酶等。目前，已有50多種酶制劑成功用于食品的直接生產、改進________、簡化生產過程、改善產品的________和口味、延長食品儲存期和提高產品______等方面。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應用①發(fā)酵工程可以生產抗生素、__________、激素和__________________等。②基因工程、________工程等的廣泛應用給發(fā)酵工程制藥領域的發(fā)展注入了強勁動力。③應用實例a．生長激素釋放抑制激素最初從________中提取，遠遠不能滿足需要，利用經過________改造的微生物進行發(fā)酵生產，產量大幅提升，價格降為原來的幾百分之一。b．將乙型肝炎病毒的抗原基因轉入________，再通過發(fā)酵生產乙型肝炎疫苗。c．未來甚至還可能用微生物來生產過去只能從植物中分離提取的________、___________等化合物。(3)在農牧業(yè)上的應用①生產微生物肥料a．作用：利用微生物在代謝過程中產生的________、__________________等來增進土壤肥力，改良土壤________，促進植株生長。有的微生物肥料還可以抑制土壤中____________的生長，從而減少病害的發(fā)生。b．類型：常見的有________肥和__________肥等。②生產微生物農藥a．原理：微生物農藥利用微生物或________來防治病蟲害。b．實例：蘇云金桿菌可以用來防治____多種農林蟲害；利用________可以防治玉米螟、松毛蟲等蟲害；一種放線菌產生的抗生素——________可以用于防治水稻枯紋病。③生產微生物飼料a．單細胞蛋白：以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物________。b．在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質，使飼料________，動物食用后還能提高________。(4)在其他方面的應用①利用纖維廢料發(fā)酵生產酒精、__________等能源物質。②極端微生物的利用，如________、________可以用來生產洗滌劑，________有助于提高熱敏性產品的產量。判斷正誤(1)發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是對微生物細胞本身或其代謝物進行分離、提純()(2)谷氨酸的發(fā)酵生產在酸性條件下容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺()(3)現代發(fā)酵工程中所用的菌種大多是復合菌種以提高生產效率()(4)發(fā)酵工程生產條件溫和、原料來源豐富，但廢棄物對環(huán)境污染很大，不易處理()(5)生產檸檬酸需要篩選產酸量高的乳酸菌()任務：發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)分析及應用1．微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時需要考慮的因素：能在低成本的_________上生長，且大量高效地合成產物；發(fā)酵條件如____________、____________、____________等易控制；遺傳性能穩(wěn)定；抗噬菌體及雜菌污染能力強等。2．怎樣對發(fā)酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？3．在產物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術相比有哪些改進之處？4．在進行發(fā)酵生產時，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等能直接排放到外界環(huán)境中嗎？為什么？5．與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在啤酒的工廠化生產中，哪些工程手段使啤酒的產量和質量明顯提高？1.(2023·安徽安慶高二期末)發(fā)酵工程在工業(yè)生產上得到廣泛應用，其生產流程如圖所示。結合賴氨酸或谷氨酸的生產實際，下列說法不正確的是()A．①為誘變育種，②為萃取(或蒸餾或離子交換等)B．賴氨酸或谷氨酸的生產過程中為使產物源源不斷地產生，可采用連續(xù)培養(yǎng)的發(fā)酵方式C．由于賴氨酸或谷氨酸的發(fā)酵菌種為好氧菌，在生產過程中常需增加通氧量D．人工控制微生物代謝的唯一措施是控制生產過程中的各種條件2．下列有關發(fā)酵工程的敘述，正確的是()A．單細胞蛋白就是從人工培養(yǎng)的微生物菌體中提取的蛋白質B．可通過誘變育種、基因工程等方法選育出性狀優(yōu)良的菌種進行擴大培養(yǎng)C．發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術最大的區(qū)別是前者可以用微生物進行發(fā)酵D．通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、溶解氧、pH和酶的控制等

第3節(jié)發(fā)酵工程及其應用教材梳理1．誘變育種基因工程品質溶解氧監(jiān)測控制反饋產物濃度溶解氧過濾干燥純化2．溫度進入口排氣管排出口空氣3．(1)③β-淀粉酶氨基肽酶生產工藝品質產量(2)①氨基酸免疫調節(jié)劑②蛋白質③a.羊腦基因b．酵母菌c．紫杉醇青蒿素前體(3)①a.有機酸生物活性物質結構病原微生物b．根瘤菌固氮菌②a.其代謝物b．80白僵菌井岡霉素③a.菌體b．保鮮免疫力(4)①乙烯②嗜熱菌嗜鹽菌嗜低溫菌判斷正誤(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×解析(1)發(fā)酵罐內發(fā)酵是發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)。(3)發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。(4)發(fā)酵工程生產條件溫和、原料來源豐富，且廢棄物對環(huán)境污染小，容易處理。(5)生產檸檬酸需要篩選產酸量高的黑曲霉，而不是乳酸菌。核心探討任務1．培養(yǎng)基溫度pH溶解氧2．在發(fā)酵過程中，要隨時取樣檢測培養(yǎng)液中的微生物數目、產物濃度等，以了解發(fā)酵進程。及時添加必需的營養(yǎng)組分，以滿足菌種的營養(yǎng)需要。同時，要嚴格控制溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件。3．傳統(tǒng)發(fā)酵技術獲得的產物一般不是單一組分，而是成分復雜的混合物，很多時候不會再對產物進行分離和提純處理。在發(fā)酵工程中，如果發(fā)酵產品是微生物細胞本身，可在發(fā)酵結束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體從發(fā)酵液中分離出來。如果產品是代謝物，可采用蒸餾、萃取、離子交換等方法進行提取。4．不能；因為發(fā)酵過程可能產生一些有害物質，會污染環(huán)境。5．菌種的選育、對原材料的處理、發(fā)酵過程的控制、產品的消毒等，都有助于提高啤酒的產量和品質。典題應用1．D[人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物的遺傳特性、控制生產過程中的各種條件(即發(fā)酵條件)等，D錯誤。]2．B[單細胞蛋白是指利用淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等