人教版 高三 生物學(xué)選擇性必修3 第1章《發(fā)酵工程》一輪復(fù)習(xí)（第2課時(shí)） 課件

高三—人教版—生物學(xué)選擇性必修3—第1章《發(fā)酵工程》一輪復(fù)習(xí)（第2課時(shí)）

資料1：《齊民要術(shù)》記載了一種稱為“動(dòng)酒酢法”的釀醋工藝:“大率酒一斗,用水三斗,合甕盛,置日中曝之。七日后當(dāng)臭,衣生,勿得怪也,但停置,勿移動(dòng),撓攪之。數(shù)十日,醋成”。

資料2：青霉素是世界上第一個(gè)應(yīng)用于臨床的抗生素，早期只能從青霉菌中提取少量青霉素，價(jià)格貴如金。隨著發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展，如今一瓶規(guī)格160萬(wàn)單位的青霉素注射劑價(jià)格只要一元左右，那么工業(yè)上究竟是如何生產(chǎn)的呢？傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵工程（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）1.通過(guò)歸納在傳統(tǒng)發(fā)酵中發(fā)揮作用的微生物的生活特點(diǎn)，比較制作果酒、果醋、泡菜的原理、流程、發(fā)酵條件等的異同，并對(duì)一些發(fā)酵結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與討論。2.比較傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程的區(qū)別和聯(lián)系。舉例說(shuō)明發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用。3.關(guān)注食品安全，倡導(dǎo)健康生活方式。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.腐乳、泡菜的制作原理及泡菜的制作2.果酒和果醋的制作二、發(fā)酵工程1.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)2.發(fā)酵工程的特點(diǎn)及應(yīng)用一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)

傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：直接利用

中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來(lái)的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。原材料一、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)1.腐乳和泡菜的制作原理腐乳泡菜菌種生物類(lèi)群代謝類(lèi)型菌種來(lái)源原理腐乳泡菜菌

種毛霉(白色絲狀真菌)

乳酸菌生物類(lèi)群真核生物原核生物代謝類(lèi)型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)厭氧型菌種來(lái)源空氣中的毛霉孢子植物體表面和空氣中的乳酸菌原理蛋白質(zhì)→小分子的肽+氨基酸脂肪→甘油+脂肪酸無(wú)氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。C6H12O6→2C3H6O3+少量能量酶

菌種與原理：【夯實(shí)基礎(chǔ)】

泡菜制作流程：【深化認(rèn)知】1.制作泡菜通常利用的微生物乳酸菌是厭氧菌，發(fā)酵時(shí)需維持無(wú)氧環(huán)境。嘗試說(shuō)出泡菜制作過(guò)程中維持無(wú)氧環(huán)境的措施。

鹽水煮沸后冷卻待用；裝壇時(shí)要壓實(shí)；鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料。蓋上壇蓋后在壇蓋邊沿的水槽中注滿水；發(fā)酵期間不宜開(kāi)蓋，在發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水。

泡菜制作流程：【深化認(rèn)知】2.發(fā)酵初期，泡菜壇內(nèi)會(huì)有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明還有哪些微生物也參與？主要是酵母菌等產(chǎn)氣微生物。3.泡菜制作完成取食后再長(zhǎng)時(shí)間放置，可能會(huì)有一層白膜，主要是什么微生物形成的？主要是產(chǎn)膜酵母等。裝有菜料的泡菜壇泡菜腌制成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)是什么？①看色澤、風(fēng)味和外形。一般來(lái)說(shuō)，腌制成功的泡菜湯清亮，無(wú)梅花浮膜，菜質(zhì)脆嫩度適口，酸甜咸味適宜，具有一定的香氣，咀嚼后無(wú)渣等。②亞硝酸鹽含量低?！旧罨J(rèn)知】某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，在用5﹪的食鹽水制作泡菜時(shí)，他在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)右欄曲線圖，請(qǐng)你幫他分析問(wèn)題。1.據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來(lái)看，你認(rèn)為該泡菜在

天后食用比較合適。原因是：

2.他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的原因是什么？3.加入“陳泡菜水”的目的是什么？因?yàn)榇藭r(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低水平。鹽濃度高，殺死了乳酸菌等微生物?！瓣惻莶怂焙樗峋?，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。11【提升能力】2.果酒和果醋的制作（2021山東濰坊三模)《齊民要術(shù)》記載了一種稱為“動(dòng)酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的釀醋工藝:“大率酒一斗,用水三斗,合甕盛,置日中曝之。七日后當(dāng)臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移動(dòng),撓攪之。數(shù)十日,醋成?！备鶕?jù)題干，討論并回答下列的問(wèn)題：1.該方法制醋的原理是？

2.“衣”位于變酸的酒表面，其原因可能是什么？

3.“撓攪”的作用是什么？（請(qǐng)說(shuō)出兩個(gè)方面的原因）

醋酸菌在缺少糖源時(shí)可將酒精轉(zhuǎn)化成醋酸。醋酸菌為好氧菌，“衣”位于變酸的酒表面，是由于醋酸菌大量繁殖形成的。撓攪有利于酒精與醋酸充分接觸，還可以增加溶液中的溶解氧。

菌種與原理：【夯實(shí)基礎(chǔ)】果酒制作果醋制作菌種酵母菌醋酸菌生物類(lèi)群真核生物原核生物代謝類(lèi)型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型菌種來(lái)源附著在葡萄皮上的酵母菌變酸的酒表面的菌膜1.消毒發(fā)酵設(shè)備、除葡萄枝梗和腐爛的籽粒，這么做的目的是什么？2.將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶中要留有大約1/3的空間，為什么？防止雜菌污染發(fā)酵液。前期讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖；同時(shí)防止后期酒精發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2使發(fā)酵液溢出?！旧罨J(rèn)知】3.發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次，目的是什么？能否打開(kāi)瓶蓋，為什么？①酒精發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生CO2，瓶蓋擰松放出CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂。②不能開(kāi)蓋放氣，避免因開(kāi)蓋引起雜菌污染?！旧罨J(rèn)知】4.此后再將瓶蓋擰緊，目的是什么？5.發(fā)酵過(guò)程中會(huì)生成酒精，可以如何檢測(cè)？防止O2進(jìn)入，影響酒精發(fā)酵。①聞聞?dòng)袥](méi)有酒味。②在酸性條件下，用重鉻酸鉀溶液檢測(cè)，看是否呈現(xiàn)灰綠色?！旧罨J(rèn)知】果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵1.果酒發(fā)酵完成后，如何操作方能接著形成果醋？打開(kāi)瓶蓋，并在瓶子上蓋上紗布。并升高溫度至30-35℃。2.除了上述的方法外，還可以用什么方式制作果醋？在氧氣充足時(shí)，以葡萄糖作為原料進(jìn)行醋酸發(fā)酵可直接獲得果醋?！旧罨J(rèn)知】1.如圖甲是果酒發(fā)酵的簡(jiǎn)易裝置，請(qǐng)大家結(jié)合果醋發(fā)酵的條件改進(jìn)成既適合果酒又適合果醋發(fā)酵的裝置。繪制初步設(shè)計(jì)圖畫(huà)在右側(cè)框內(nèi)。充氣口出氣口出料口裝置的使用：使用該裝置制作果酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時(shí)，將充氣口連接充氣泵，輸入空氣?！咎嵘芰Α?.（2021山東卷)葡萄酒的制作離不開(kāi)酵母菌。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A.無(wú)氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B.自然發(fā)酵制作葡萄酒時(shí)起主要作用的菌是野生型酵母菌C.葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液形成的D.制作過(guò)程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)酵液中糖含量增加D【解析】葡萄酒制作利用的原理是酵母菌的無(wú)氧呼吸，前期氧氣充足，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，后期缺乏氧氣，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，細(xì)胞呼吸以葡萄糖為底物，因此隨著發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液中的糖含量減少，D錯(cuò)誤?！咎嵘芰Α堪l(fā)酵技術(shù)果酒發(fā)酵果醋發(fā)酵腐乳發(fā)酵泡菜發(fā)酵所用菌種酵母菌醋酸菌主要為毛霉乳酸菌生物學(xué)分類(lèi)真核生物原核生物真核生物原核生物代謝類(lèi)型異養(yǎng)兼性厭氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)需氧異養(yǎng)厭氧適宜溫度18-30℃30-35℃15-18℃室溫主要用途釀酒、發(fā)面釀醋制作腐乳制作酸奶、泡菜幾種傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所用菌種比較

【知識(shí)總結(jié)】二、發(fā)酵工程

發(fā)酵工程：

利用微生物的

，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)人類(lèi)有用的產(chǎn)品。特定功能1.選育菌種時(shí)，菌種的來(lái)源有

。從自然界中篩選、誘變育種或基因工程育種2.擴(kuò)大培養(yǎng)的目的是

。獲得更多的菌種3.培養(yǎng)基和

都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌。發(fā)酵設(shè)備【夯實(shí)基礎(chǔ)】1.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)4.發(fā)酵：隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中

和

及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)組分；嚴(yán)格控制

等發(fā)酵條件。5.分離提純產(chǎn)物微生物細(xì)胞：采用

等方法將菌體分離和干燥;代謝物：據(jù)

進(jìn)行提取、分離和純化。微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度溫度、pH和溶解氧過(guò)濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)【夯實(shí)基礎(chǔ)】【深化認(rèn)知】3.發(fā)酵過(guò)程中為什么還要控制發(fā)酵條件呢？2.獲得優(yōu)良菌種后為什么要對(duì)菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)？工業(yè)發(fā)酵要想在短時(shí)間內(nèi)得到大量的發(fā)酵產(chǎn)物，則需要大量菌體，因此需要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。1.微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時(shí)考慮哪些因素？環(huán)境條件不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而且會(huì)影響微生物代謝物的形成。需要考慮是否對(duì)周?chē)h(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，還有其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量是否穩(wěn)定、以及菌種的繁殖能力等因素。1.產(chǎn)物專(zhuān)一2.生產(chǎn)條件溫和3.原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉4.廢棄物對(duì)環(huán)境污染小且容易處理1.在食品工業(yè)上的應(yīng)用2.在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用3.在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用4.在其他方面的應(yīng)用2.發(fā)酵工程的特點(diǎn)及應(yīng)用【夯實(shí)基礎(chǔ)】【發(fā)酵工程的特點(diǎn)】【發(fā)酵工程的應(yīng)用】啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程02主發(fā)酵后發(fā)酵啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程1.啤酒的發(fā)酵過(guò)程分為

和

兩個(gè)階段；2.主發(fā)酵階段為

；3.后發(fā)酵的條件

；4.焙烤的目的：

；5.蒸煮的目的：

。主發(fā)酵后發(fā)酵酵母菌的繁殖、大部分糖分解和代謝物的生成低溫、密閉的環(huán)境下儲(chǔ)存一段時(shí)間加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活產(chǎn)生風(fēng)味組分，終止酶的進(jìn)一步作用，并對(duì)糖漿滅菌【深化認(rèn)知】1.在啤酒的生產(chǎn)過(guò)程中，制麥時(shí)用赤霉素溶液浸泡大麥種子，糖化主要將麥芽中的淀粉等有機(jī)物水解為小分子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A.在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，要始終保持嚴(yán)格的無(wú)菌、厭氧環(huán)境B.用赤霉素溶液浸泡大麥種子，目的是促進(jìn)α-淀粉酶合成C.在接種酵母菌前進(jìn)行冷卻處理，是為了避免殺死酵母菌種D.包裝后放置的啤酒變酸且產(chǎn)生表面菌膜，一般可從菌膜中分離得到醋酸菌【解析】酵母菌是兼性厭氧微生物，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，要先通氣使酵母菌大量繁殖，然后保證嚴(yán)格的無(wú)菌、厭氧環(huán)境，使其無(wú)氧呼吸進(jìn)行發(fā)酵，A錯(cuò)誤。A【提升能力】【解析】發(fā)酵罐需嚴(yán)格滅菌，這樣能避免細(xì)菌以及其他真菌等微生物的污染，D錯(cuò)誤。D【提升能力】2.（2022山東卷）青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B．可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量C．選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中D．青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌×√√×與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，發(fā)酵工程的產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富，產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)最大的區(qū)別就是前者可以利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵（）(2)發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。（）(3)在發(fā)酵工程的發(fā)酵環(huán)節(jié)中,發(fā)酵條件變化不僅會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖,也會(huì)影響微生物的代謝途徑。（）(4)通過(guò)發(fā)酵工程可以從微生物細(xì)胞中提取單細(xì)胞蛋白。（）發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都要利用微生物來(lái)進(jìn)行發(fā)酵?！咎嵘芰Α扛鶕?jù)單細(xì)胞蛋白的概念，通過(guò)發(fā)酵工程獲得的大量的微生物菌體就是單細(xì)胞蛋白，而不是從微生物細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)。（圖片來(lái)自教師教學(xué)用書(shū)）【知識(shí)框架】謝謝觀看！高三—人教版—生物學(xué)選擇性必修3—第1章《發(fā)酵工程》一輪復(fù)習(xí)（第2課時(shí)）答疑問(wèn)題1：在泡菜制作過(guò)程中，乳酸的含量如何變化？乳酸菌的含量如何變化？【重難點(diǎn)突破】乳酸的含量先增多后保持穩(wěn)定，乳酸菌的含量先增多后減少。從開(kāi)始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，泡菜逐漸變酸，乳酸菌與雜菌數(shù)目也發(fā)生變化，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(

)A．泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B．密閉的發(fā)酵環(huán)境使乳酸菌在種間競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)C．在發(fā)酵過(guò)程中，乳酸含量逐漸增多，可以抑制其他微生物的生長(zhǎng)D．在發(fā)酵過(guò)程中，雜菌數(shù)目的減少使乳酸菌與雜菌的種間競(jìng)爭(zhēng)減弱，因此乳酸菌數(shù)目一直增多【解析】發(fā)酵后期，由于乳酸的積累，酸度繼續(xù)增長(zhǎng)，乳酸菌活動(dòng)也受到抑制，因此乳酸菌數(shù)目不會(huì)一直增多，D錯(cuò)誤。D【重難點(diǎn)突破】亞硝酸鹽：膳食中的亞硝酸鹽一般不會(huì)危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽隨尿排出，但在適宜的pH、溫度和一定的微生物作用下會(huì)轉(zhuǎn)變成致癌物質(zhì)亞硝胺（霉變的食品中亞硝胺可增至數(shù)十倍至數(shù)百倍）。泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素有哪些？溫度高低，腌制方法，時(shí)間長(zhǎng)短，食鹽用量等。溫度過(guò)高，食鹽不足，腌制時(shí)間過(guò)短會(huì)使細(xì)菌污染、大量繁殖后，會(huì)導(dǎo)致亞硝酸鹽含量增加。【重難點(diǎn)突破】時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵前期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動(dòng)）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸菌比其他雜菌更耐酸。乳酸積累，抑制其他菌活動(dòng)）增多達(dá)到最多后開(kāi)始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動(dòng)）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）泡菜制作過(guò)程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量的變化情況分析【重難點(diǎn)突破】問(wèn)題2：在發(fā)酵工程中，滅菌的原因是什么？【重難點(diǎn)突破】發(fā)酵工程所用的菌種大多數(shù)是單一菌種，一旦污染，可能使產(chǎn)量降低要在發(fā)酵過(guò)程中隨時(shí)取樣，檢測(cè)培養(yǎng)液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵進(jìn)程；嚴(yán)格控制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉(zhuǎn)速等發(fā)酵條件，以獲得所需的發(fā)