傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用 【知識(shí)精講+備課精研+高效課堂】高考生物一輪復(fù)習(xí)精講課件

【新教材?選擇性必修三】2023-75【傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)、發(fā)酵工程】【教學(xué)過(guò)程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教

學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵工程概念圖（1）發(fā)酵的概念發(fā)酵是人們利用

，在適宜的條件下，將原料通過(guò)

轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。微生物微生物的代謝一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1.發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（2）傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)固體半固體有氧或無(wú)氧（1）腐乳制作①原理：蛋白質(zhì)

。脂肪

。②腐乳制作過(guò)程中參與的微生物：毛霉是一種絲狀

，其繁殖方式為

，代謝類型是

型。（2）泡菜的制作①乳酸菌發(fā)酵制作泡菜的原理：_______________________________。小分子的肽和氨基酸甘油和脂肪酸真菌孢子生殖異養(yǎng)需氧一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作（2）泡菜的制作②制作泡菜的方法步驟5%～20%晾干半壇八冷卻好全部菜料向水槽中補(bǔ)充水發(fā)酵時(shí)間一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期少(有O2，乳酸菌活動(dòng)受抑制)少增加(硝酸鹽還原菌的作用)發(fā)酵中期___________________________積累、增多、pH下降下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)發(fā)酵后期減少(乳酸繼續(xù)積累，pH繼續(xù)下降，抑制其活動(dòng))_____________________下降至相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)最多(乳酸抑制其他菌活動(dòng))繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降（2）泡菜的制作

③泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽變化曲線

注意亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進(jìn)硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細(xì)菌氧化氨形成的（2）泡菜的制作

③泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作A.在泡菜制作過(guò)程中營(yíng)造“無(wú)氧環(huán)境”的3項(xiàng)措施是什么？答案：a.選擇的泡菜壇要密封性好。b.加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料。c.蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。（2）泡菜的制作

③泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作②為什么泡菜壇只能裝八成滿？答案在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物中有較多的CO2，如果泡菜壇裝得太滿，發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。另外，泡菜壇裝得太滿，會(huì)使鹽水不太容易完全淹沒(méi)菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。泡菜壇留有一定的空間，也更方便拿取泡菜。（2）泡菜的制作

③泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作③鹽水要煮沸后冷卻使用的目的是什么？答案

煮沸的目的是除去水中的氧氣，殺滅鹽水中的其他雜菌。冷卻的目的是保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響。④用鹽過(guò)多時(shí)，制作的泡菜會(huì)“咸而不酸”，原因是什么？答案

鹽過(guò)多，抑制了乳酸菌發(fā)酵。（2）泡菜的制作

③泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用2.傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作項(xiàng)目制作果酒制作果醋發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌代謝類型異養(yǎng)

型異養(yǎng)

型發(fā)酵過(guò)程有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：____________________________________________；無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精：__________________________________O2、糖源充足時(shí)：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少

時(shí)：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量兼性厭氧需氧(1)原理和條件一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用3.果酒和果醋的制作C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量糖源對(duì)氧的需求前期

，后期______一直需氧產(chǎn)物檢測(cè)聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗需氧不需氧(1)原理和條件一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用3.果酒和果醋的制作70%清水1/318～30擰松瓶蓋發(fā)酵瓶口一層紗布30～357～8(2)步驟一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用3.果酒和果醋的制作關(guān)閉

教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P8“練習(xí)與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析裝置的使用：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)，應(yīng)將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。CO3防止空氣中微生物的污染一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用①制作葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在18～30℃？制作葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在30～35℃？答案溫度是影響酵母菌和醋酸菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要因素。釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為28℃。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，因此要將溫度控制在30～35℃。

教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P8“練習(xí)與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用②在制作果酒的過(guò)程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長(zhǎng)？它們會(huì)對(duì)果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？答案

制作果酒的過(guò)程中，除酵母菌之外，還會(huì)有其他雜菌生長(zhǎng)，它們會(huì)在酒精發(fā)酵中污染發(fā)酵液，而避免發(fā)酵液污染需要從發(fā)酵制作的過(guò)程全面考慮。例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶要清洗干凈，裝入葡萄汁后，封閉充氣口；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。

教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P8“練習(xí)與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用③在家庭制作葡萄酒的過(guò)程中，不需要嚴(yán)格的消毒過(guò)程也能完成發(fā)酵，原因是什么？答案在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。④醋酸菌醋酸發(fā)酵時(shí)，無(wú)論是利用糖源還是酒精，都需要打開(kāi)通氣閥，請(qǐng)說(shuō)明其原因。答案醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，在發(fā)酵過(guò)程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會(huì)引起醋酸菌的死亡。

教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P8“練習(xí)與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用例1.《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”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.該方法的原理是醋酸菌在缺少糖源時(shí)可將乙醇最終轉(zhuǎn)化為乙酸B.加水的目的是對(duì)酒進(jìn)行稀釋，避免酒精濃度過(guò)高殺死醋酸菌C.“衣”位于變酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的D.撓攪有利于酒精與醋酸菌充分接觸，還可以增加溶液中的溶解氧C一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用例2.利用卷心菜發(fā)酵制作泡菜的過(guò)程中，乳酸菌、酵母菌細(xì)胞數(shù)量和pH的變化如圖所示。下列敘述不正確的是（

）A.酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的細(xì)胞核B.發(fā)酵初期乳酸菌建立了明顯的菌種優(yōu)勢(shì)C.前6天pH下降主要由乳酸菌代謝引起D.發(fā)酵中期酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸為細(xì)胞增殖

提供能量A一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用誘變育種基因工程育種菌種培養(yǎng)基發(fā)酵設(shè)備微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度營(yíng)養(yǎng)組分過(guò)濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用1.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)控和發(fā)酵條件的控制會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。一方面要隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中

以了解發(fā)酵進(jìn)程；另一方面要及時(shí)添加必備的

來(lái)延長(zhǎng)菌體生長(zhǎng)穩(wěn)定期的時(shí)間，以便得到更多的發(fā)酵產(chǎn)品；同時(shí)要嚴(yán)格控制

等發(fā)酵條件，來(lái)保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溫度、pH、溶解氧(1)啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶淀粉分解，形成糖漿酵母菌將糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程(2)“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別長(zhǎng)短低高二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程溫和豐富低廉專一污染小容易處理二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.發(fā)酵工程的特點(diǎn)①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的

。③生產(chǎn)

。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①獲得具有

生產(chǎn)能力的微生物。②直接對(duì)

進(jìn)行改造，再通過(guò)發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。③利用基因工程，將病原體的

基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)奈⑸锛?xì)胞，獲得的表達(dá)產(chǎn)物可以作為疫苗使用。食品添加劑酶制劑某種藥物菌種某個(gè)或某幾個(gè)抗原(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用4.發(fā)酵工程的應(yīng)用(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物

。(4)其他方面的應(yīng)用①利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)

等能源物質(zhì)。②極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來(lái)生產(chǎn)

，嗜低溫菌有助于提高

的產(chǎn)量。肥料、農(nóng)藥和飼料酒精、乙烯洗滌劑熱敏性產(chǎn)品二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用4.發(fā)酵工程的應(yīng)用教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P27“異想天開(kāi)”：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白是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(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物

。其不僅含有豐富的

，還含有糖類、

和維生素等物質(zhì)。菌體蛋白質(zhì)脂質(zhì)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用①青霉素發(fā)酵是高耗氧過(guò)程，如何能夠在發(fā)酵過(guò)程中給微生物持續(xù)高效地供氧呢？(提示：血紅蛋白具有攜帶O2的能力。)答案

可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)入青霉素生產(chǎn)菌來(lái)提高菌體對(duì)氧的吸收和利用率。教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P27“異想天開(kāi)”：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白是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(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物

。其不僅含有豐富的

，還含有糖類、

和維生素等物質(zhì)。菌體蛋白質(zhì)脂質(zhì)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用②在青霉素發(fā)酵過(guò)程中，總有頭孢霉素產(chǎn)生。人們通過(guò)對(duì)青霉素生產(chǎn)菌代謝途徑的研究發(fā)現(xiàn)，在青霉素與頭孢霉素的合成過(guò)程中，它們有一個(gè)共同的前體，這個(gè)前體經(jīng)過(guò)兩種不同酶的作用分別合成兩個(gè)產(chǎn)物。如何改造青霉素生產(chǎn)菌使其只生產(chǎn)青霉素，或者只生產(chǎn)頭孢霉素呢？答案可以對(duì)兩種酶的基因進(jìn)行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產(chǎn)菌只生產(chǎn)一種產(chǎn)物。教材隱性知識(shí)：源于選擇性必修3P27“異想天開(kāi)”：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白是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(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物

。其不僅含有豐富的

，還含有糖類、

和維生素等物質(zhì)。菌體蛋白質(zhì)脂質(zhì)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用③引起全球新冠肺炎大流行的元兇是新冠病毒，利用發(fā)酵工程相關(guān)知識(shí)，如何大量生產(chǎn)新冠病毒疫苗？答案

可將新冠病毒的抗原基因轉(zhuǎn)入某種微生物體內(nèi)，再通過(guò)發(fā)酵工程大量生產(chǎn)新冠病毒疫苗。用之前要用___________________________進(jìn)行滅菌。例3.(2022·天津靜海區(qū)期中)如圖所示為發(fā)酵工程生產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖，據(jù)圖回答：(1)若能生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素的工程菌是通過(guò)①培育的，①應(yīng)該是_________；若高產(chǎn)青霉素菌種是通過(guò)②培育的，②應(yīng)該是________?；蚬こ陶T變育種(2)根據(jù)培養(yǎng)基的用途，可以將它們分為_(kāi)____培養(yǎng)基和_____培養(yǎng)基。各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有________________________等營(yíng)養(yǎng)成分。培養(yǎng)基在使選擇鑒別碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽高壓蒸汽滅菌法(濕熱滅菌法)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用(3)整個(gè)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)是_________，在該時(shí)期要隨時(shí)取樣檢測(cè)培養(yǎng)基中的______________________等。同時(shí)，要嚴(yán)格控制_________________等發(fā)酵條件，因?yàn)榄h(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________的形成。發(fā)酵過(guò)程微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度溶氧量、pH和溫度代謝物二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用(4)在發(fā)酵過(guò)程中要不斷攪拌的目的是：①___________；②___________________________________________。(5)發(fā)酵產(chǎn)品分離、提純時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的類型不同選擇合適的方法。如果發(fā)酵產(chǎn)品是菌體本身，常常采用____________等方法分離、提純；如果發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的代謝物，還要根據(jù)____________采取適當(dāng)?shù)姆椒ǚ蛛x、提純。增加溶氧量使菌種與培養(yǎng)液充分接觸，提高原料的利用率過(guò)濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用例4.(2021·山東，12)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二.發(fā)酵工程及其應(yīng)用填空默寫(xiě)1.(選擇性必修3P5)發(fā)酵是指____________________________________________________________________________________。2.(選擇性必修3P6)泡菜制作過(guò)程中制造無(wú)氧環(huán)境的措施有：(1)選擇____

的泡菜壇。(2)鹽水

待用。(3)裝壇時(shí)壓實(shí)，____________

。(4)蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中

；發(fā)酵期間不宜開(kāi)蓋，并注意在發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)常

。3.(選擇性必修3P7)醋酸菌是

，當(dāng)O2、糖源都

時(shí)能將糖分解成乙酸；當(dāng)