第47课时　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 【思维精讲】 课件2026届高三一轮复习（全国通用）

"该高中生物学高考复习课件聚焦“传统发酵技术的应用”“发酵工程及其应用”两大核心考点，依据高考评价体系梳理了工艺流程分析、发酵条件控制、前沿应用探究等考查要求，结合2024江苏、浙江等多省真题，明确传统发酵技术占比45%、发酵工程占比55%的考点权重，归纳出图像分析、实验设计等常考题型。\n课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，如以2024湖北卷醋酸菌发酵题为例，用科学思维解析原核生物代谢特点，通过探究实践指导学生构建“菌种-条件-产物”逻辑链，特设“易错陷阱警示”帮助掌握亚硝酸盐测定等答题技巧，助力学生高效冲刺，为教师提供精准复习教学方案。"

第47课时　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用 专题9 生物技术与工程 第5部分 生物技术与工程 高考考情： 考 情 解 码 考点要求 真题展示 考点一：传统发酵技术的应用 2024·江苏卷、2024·浙江卷、 2024·河北卷、2024·湖北卷、 2023·江苏卷、2023·山东卷、 2023·浙江卷、 2024·江西卷 考点二 ：发酵工程及其应用 考点定标 命题将更侧重前沿应用（如工程菌制药、废弃物资源化）与综合探究。核心考查发酵条件优化与控制的图像分析、实验设计能力及对完整工艺流程的理解。复习需构建“知识-流程-应用”网络，强化信息解读与探究性作答 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.举例说明发酵工程在医药、食品及其他农牧业生产上有重要的应用价值。 　 考点一 传统发酵技术的应用 考点二 发酵工程及其应用 真题回顾 学习目标及考点预览： 思维预览： 一、 传统发酵技术的应用 1.发酵 概念: 指人们利用微生物，在适宜条件下，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。 类型 有氧发酵：醋酸发酵、谷氨酸发酵 厌氧发酵： 酒精、乳酸（泡菜、酸奶）发酵 原理: 不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物 辨析：植物无氧呼吸产生酒精属于发酵。（ ） × S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 2.传统发酵技术 概念： 直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 类型： 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。（操作简单） 主要食品: ①腐乳的制作 ②泡菜的制作 ③果酒和果醋的制作 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 ①腐乳制作 正在发酵的豆腐坯 显微镜下的毛霉 菌种： 、 和 等，其中起主要作用的是 。 酵母 曲霉 毛霉 毛霉 a.菌种来源： 空气中的毛霉 b.代谢类型： 异养需氧型 c.生殖方式： 孢子生殖 d.适宜温度： 15-18℃ 发酵原理： 蛋白质 小分子肽 + 氨基酸 蛋白酶/肽酶 脂肪 脂肪酶 有机物种类 ，含量 ，所含能量 。 营养价值高，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。 甘油 + 脂肪酸 增加 减少 减少 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 让豆腐长出毛霉 直接利用空气中（干棕叶或稻草）的毛霉（15-18℃，一定湿度） 目的：让毛霉等产生蛋白酶和脂肪酶 加盐腌制 目的：析出豆腐中的水分、抑制不需要的微生物生长 加卤汤装瓶 卤汤包括酒和香辛料 酒（12%）： 过高： 过低： 香辛料： 密封腌制 方法：随豆腐层数加高增加盐用量，接近瓶口表面，铺厚一点 操作步骤： 调味，防腐杀菌。 抑制微生物生长， 并使腐乳具有独特香味； 会延长腐乳成熟的时间 不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败。 玻璃瓶洗刷干净后要用沸水消毒。 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 ②泡菜制作 菌种： 主要是乳酸菌， （原核生物） a.菌种分布： b.代谢类型： c.菌种种类： 异养厌氧型 空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内 乳酸链球菌、乳酸杆菌 原理： 乳酸链球菌 乳酸杆菌 植物体表面的天然的乳酸菌来进行发酵，在无氧的条件下，乳酸菌将糖分解为乳酸。 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+能量 酶 d.生殖方式： 二分裂生殖 还有酵母菌、大肠杆菌等 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 配制盐水 用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 盐的作用 盐浓度过低 盐浓度过高 煮沸的目的 冷却的目的 ①调味 ②抑制微生物（杂菌）生长 杂菌易繁殖，导致泡菜变质 乳酸发酵受抑制，口味不佳 ①杀菌 ②除氧 防止影响乳酸菌的生命活动 操作步骤： S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 配制盐水 原料处理、蔬菜装坛 将新鲜蔬菜（如萝卜、黄瓜和豌豆等）洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。 在泡菜发酵初期，酵母菌等较为活跃，发酵产物中有较多的CO2，防止发酵液溢出坛外； ②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料而导致菜料变质腐烂； ③留有一定空间，也更方便拿取泡菜。 思考：为什么泡菜坛需装至八成满？ 封坛发酵 将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过菜料，盖好坛盖。 向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。 创造无氧环境 加盐水 操作步骤： S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 进一步探究——测定亚硝酸盐 膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康。但是，总量达到0.3～0.5g时会引起中毒；达到3g时会死亡。 亚硝酸盐为强氧化剂，能够把血液中的低铁血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而导致缺氧性中毒症状。 膳食中的绝大部分亚硝酸盐随尿排出，但在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下会转变成致癌物质亚硝胺（霉变的食品中亚硝胺可增至数十倍至数百倍）。 硝酸盐 硝酸盐还原菌 亚硝酸盐 适宜的pH、温度和一定的微生物作用 亚硝胺 亚硝胺具有致癌作用，对动物具有致畸和致突变作用。 维生素C等 S z L w h 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 一、 传统发酵技术的应用 ①泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有哪些？ 温度高低，腌制方法，时间长短，食盐用量等。 ②亚硝酸盐含量的测定方法： 原理：比色法 酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成玫瑰红溶液。将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。 亚硝酸盐速测盒 试剂、比色卡 （温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，使亚硝酸盐含量增加。） S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 ③为什么泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？ 形成白膜是由于 的繁殖。 酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面O2含量也很丰富，适合酵母菌的繁殖。 白膜 乳酸积累，pH过低；乳酸菌的生长也受到抑制，乳酸菌数量减少。 发酵初期 多种微生物（如大肠杆菌、酵母菌）进行有氧呼吸，产生较多的CO2，坛沿水槽内有气泡放出。此阶段是形成无氧环境的过程。 发酵中期 发酵后期 主要是乳酸菌的发酵过程，PH降低，其他微生物的生长受到抑制。 产膜酵母 泡菜发酵过程乳酸菌和PH变化： S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 泡菜制作过程中，乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐的含量变化 发酵时期 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵初期 发酵中期 发酵后期 曲线模型 少 （有氧气，乳酸菌 的活动受到抑制） 少 增加 最多 （乳酸抑制 其他菌活动） 积累增多 （PH下降） 下降 （硝酸盐还原菌受抑制， 部分亚硝酸盐被分解） 减少 （乳酸积累，PH下降，可能抑制其活动） 继续增多 （PH继续下降） 下降至相对稳定 （硝酸盐还原菌持续被抑制） S z L w h 亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 一、 传统发酵技术的应用 ③果酒和果醋的制作 菌种： 酵母菌 ① 分布： ④ 代谢类型： 异养兼性厌氧型 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸 ： 无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸 ： C6H12O6 2C2H5OH（酒精）＋2CO2 +能量 酶 C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O+能量 酶 ②最适生长温度： 酿酒酵母（28℃） ——果酒制作的原理 大量繁殖 产生酒精 新鲜水果果皮表面附着的大量不同种类的野生酵母菌 ③生殖方式： 出芽生殖 前期有氧，后期无氧 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 ②当O2充足但缺少糖源时则将 。 ①当O2、糖源都充足时能将 ； 菌种： 醋酸菌 ①代谢类型： 异养需氧型 醋酸发酵原理： ②最适生长温度： 30 - 35℃ 参与醋酸发酵的主要微生物及来源： 空气中的醋酸菌 C6H12O6+2O2 酶 2CH3COOH（醋酸）+2H2O+2CO2+能量 C2H5OH+O2 酶 CH3COOH（醋酸）+H2O+能量 糖分解成醋酸 乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸 醋酸杆菌 醋酸菌对氧气的含量很敏感，当进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。 “糖制醋” “酒变醋” ③生殖方式： 二分裂 ③果酒和果醋的制作 ——果醋制作的原理 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 方法步骤 器具消毒 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖 酒精发酵 冲洗葡萄 榨汁装瓶 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d. ①70%的酒精的作用： ②冲洗的目的： 消毒 去除表面灰尘、污物 避免冲洗掉附着在葡萄皮上的野生酵母菌 避免葡萄破损，减少被杂菌污染的机会 a.先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后，再进行酒精发酵； b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出 排出产生的CO2，防止爆裂 防止杂菌污染 ④为什么去梗前冲洗： ⑤葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间？ ⑦拧松但不打开的目的： ⑥每隔12h左右将瓶盖拧松一点的目的： ③为什么葡萄冲洗次数不宜太多？ S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 打开瓶盖，盖上纱布 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 果醋检测 果酒检测 可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测 ⑧如何检测果酒的发酵情况？ a.闻 b.品尝 c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测橙色→灰绿色 ⑨醋酸菌从何而来？ ⑩如何检测果醋的发酵情况？ a.闻；b.品尝； c.使用pH试纸检测前后的pH值； d.观察醋酸菌膜是否形成； 打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入果酒发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件（不能利用乙醇）而不能繁殖 （检测是否产生酒精） 果醋发酵过程中形成的白色菌膜主要是由醋酸菌大量繁殖产生的代谢产物。 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 果酒发酵与果醋发酵的装置比较 p8 结构D 作用 酒精发酵时状态 醋酸发酵时状态 充气口 排气口 出料口 通入空气 关闭 打开，并接入气泵 排出CO2 打开 打开 便于取样监测 关闭 关闭 思考： 1.为什么排气口胶管长而弯曲？ 防止空气中微生物的污染 可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等 2.该装置还能继续改进吗？ S z L w h 菌种名称 生物分类 代谢类型 适宜温度 繁殖方式 发酵对氧 的需求 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌 毛霉 真核生物 异养 兼性厌氧 出芽生殖 （主要） 前期需氧， 后期不需氧 原核生物 异养好氧 30—35℃ 二分裂 一直需氧 原核生物 异养厌氧 二分裂 密闭不需氧 28℃ 18—20℃ 各种微生物的比较 真核生物 异养好氧 15—18℃ 孢子生殖 前期需氧， 后期不需氧 S z L w h 一、 传统发酵技术的应用 1．（2024·江苏卷）关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是(　　) A．制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B．制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C．发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D．控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 D S z L w h D　制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，A错误；制作酸奶时，将牛奶倒入灭菌后的奶瓶中，倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3，再将牛奶加热至90 ℃，保温5 min，或将牛奶置于80 ℃恒温水浴箱中15 min，如果采用市售未开封的鲜奶，可直接使用，不需要灭菌，B错误；制作泡菜时需装至八成满，制作酸奶时倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3，C错误；制作酸奶或泡菜时，应控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。 2．（2025·陕、晋、宁、青高考适应性演练）基于我国传统酸醋工艺，一种以果汁为原料进行液态发酵生产果醋的流程如图。下列叙述错误的是(　　)   A．制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量，处理①加糖可增加碳源 B．醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于微生物将乙醇转化为乙酸 C．酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式相同，最适生长温度不同 D．发酵生产结束后，处理②需根据果醋保存时间选择消毒或灭菌方法 C　 一、 传统发酵技术的应用 S z L w h 制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量，因为果胶酶能分解果胶，使不溶性的果胶变成可溶性的半乳糖醛酸，因而可以提高果汁产量，处理①中加糖可增加碳源，为酒精发酵提供充足的底物，A正确；醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于微生物将乙醇转化为乙酸，B正确；酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式不同，前者涉及的微生物是酵母菌，利用的是无氧呼吸，后者涉及的微生物主要是醋酸菌，利用的是有氧呼吸，C错误；发酵生产结束后，处理②需根据果醋保存时间选择适当的消毒或灭菌方法，D正确。 二、 发酵工程及其应用 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。 实质： 利用微生物进行产品生产 选育高产菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 发酵工程的中心环节 2.发酵工程的基本环节 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 （1）目的： 获得__________________ 性状优良的菌种 （2）菌种来源： ①自然界中筛选 ②诱变育种 ③基因工程育种 对菌种的遗传物质进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品目的 （3）实例： 筛选产酸量高的 用来生产柠檬酸； 使用基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵、缩短生产周期； 黑曲霉 如青霉素、谷氨酸等，先从自然界中先分离出，再诱变育种，从突变个体中筛选高产菌种 （自然界中微生物可直接合成的产物） 使用谷氨酸棒状杆菌产生味精，使用产黄青霉产生青霉素 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 （1）目的： 快速增加菌种的数量，获得更多的菌种 （2）原因： 工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。 （3）培养基类型： 液体培养基 发酵罐体积一般为几十立方米到几百立方米。 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 ①培养基应包括微生物生长所需的 要求。 ②在生产实践中，培养基的配方要经过___________才能确定。 反复试验 碳源、氮源、水、无机盐及特殊营养 原则： 廉价且易于获得 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 7 选育菌种 8 接种 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 ①发酵工程所用大多为单一菌种, （1）原因： （2）__________和___________都必须经过严格的灭菌； 发酵设备 培养基 ②杂菌与菌种之间形成的种间竞争关系使产量下降，或杂菌产生的代谢物抑制菌种的生长使产量下降。 防止杂菌污染而影响产品的质量和品质 6 发酵罐内发酵 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 7 选育菌种 8 接种 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 将 的菌种投放到 中。 发酵罐 扩大培养后 接种： 1）随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，了解发酵进程。 2）要及时添加必需的营养成分，以得到更多的发酵产物 3）要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件； 发酵条件： 6 发酵罐内发酵 6 发酵罐内发酵 5 接种 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 思考：为什么要严格控制发酵条件？ ①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成； ②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。 实例：谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 发酵条件及相应的调节和控制方法： 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 温度传感器及控制装置 冷却水进入口 阀门 空气入口 放料管 生物传感器装置 搅拌叶轮 发酵液 冷却夹层 冷却水排出口 pH计 排气管 电动机 抽取样本进行检测 调节罐温 调节罐压 控制溶解氧含量 不断搅拌的目的： ①使微生物得到充足的O2 ②使微生物与培养基充分接触，混合均匀； ③有助于充分散热； ④有利于固体物质在发酵液中保持悬浮状态。 仅通过搅拌，无法判定时厌氧菌发酵还是需氧菌发酵，如培养乳酸菌时搅拌的目的只是提高原料利用率。 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 1 3 2 4 5 6 7 选育菌种 8 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 扩大培养 配制培养基 灭菌 发酵产物类型 获得产品的方法 微生物细胞 代谢物 过滤、沉淀等方法 适当的提取、分离和纯化措施 分离、提纯产物的方法措施： S z L w h 产物专一 生产条件温和 原料来源丰富且价格低廉 废弃物对环境污染小且容易处理 发酵工程的特点 在食品工业上的应用 在医药工业上的应用 在农牧业上的应用 在其他方面的应用 发酵工程的应用 二、 发酵工程及其应用 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 （1）在食品工业上的应用： 大豆中蛋白 小分子肽＋氨基酸 酱油 黑曲霉 淋洗、调制 各种谷物、水果 酵母菌 各种酒类 淀粉 淀粉酶 黑曲霉 葡萄糖 柠檬酸合成酶 柠檬酸 谷氨酸棒状杆菌 发酵 氧气 谷氨酸 处理 味精 （谷氨酸钠） ①生产传统的发酵产品 ②生产食品添加剂 ③生产酶制剂 从生物体中提取的具有酶特性的一类化学物质 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 啤酒的工业化生产流程 发芽 1 2 焙烤 3 碾磨 4 糖化 大麦 水 糖化罐 大麦种子发芽， 释放淀粉酶。 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。 将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉。 淀粉水解 形成糖浆。 或者使用赤霉素 S z L w h 用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶 二、 发酵工程及其应用 蒸煮 5 6 发酵 7 消毒 8 终止 产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。 酵母菌将糖转化为酒精和CO2 杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。 过滤、调节、分装啤酒进行出售。 糖浆 啤酒花 冷却 过滤 装瓶 装罐 储存罐 啤酒的工业化生产流程 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 发芽 焙烤 碾磨 糖化 蒸煮 发酵 消毒 终止 加啤酒花 冷却 接种 过滤 主发酵 完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。 后发酵 在低温、密闭的环境下储存一段时间,形成澄清、成熟的啤酒。 啤酒的工业化生产流程 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 “精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别 类型 精酿啤酒 普通啤酒 是否添加食品添加剂 发酵规模 发酵时间 产量 价格 不添加 添加 小规模 大规模 发酵时间长 发酵时间短 产量低 产量高 价格高 价格低 思考：制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？ 酵母菌不能直接利用淀粉做碳源 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 3．(2025·江苏泰州模拟)啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是(　　) A．在整个发酵过程中，要始终 保持严格的无菌、无氧环境 B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子， 目的是促进α-淀粉酶合成 C．在接种酵母菌前进行冷却处理， 是为了避免杀死酵母菌种 D．包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜， 一般可从菌膜中分离得到醋酸菌 A S z L w h 酵母菌是兼性厌氧微生物，在整个发酵过程中，要先通气使酵母菌大量繁殖，然后保持严格的无氧环境，使其无氧呼吸进行发酵，A错误。 二、 发酵工程及其应用 （2）在医药工业上的应用： 动植物的基因 微生物 直接改造微生物 转入 微生物 病原体的 抗原基因 转入 发酵 工程 药物 药物 疫苗 各种抗生素 多种氨基酸 多种激素 多种免疫调节剂 基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 （3）在农牧业上的应用 应用 用途 举例 生产微生物肥料 生产微生物农药 生产微生物饲料 增 进 土 壤 肥 力 ， 改良 土壤 结 构 ，促 进 植 株 生 长 根瘤菌肥、固氮菌肥 利用微生物或其代谢物 来防治 病虫害，是生物防治的重要手段。 苏云金杆菌防治多种农林虫害；放线菌产生的井冈霉素用于防治水稻枯纹病；白僵菌防治玉米螟、松毛虫等。 用单细胞蛋白制成的微生物饲料含有丰富蛋白质。 微生物菌体 在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，提高动物的免疫力。 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 微生物农药防治和化学农药防治的比较 项目 微生物农药防治 化学农药防治 防治机理 优点 缺点 利用微生物或代谢物进行防治，属于生物防治 成本低、无污染，可以维持生态平衡 防治速度慢 利用化学药剂（如杀虫剂、杀鼠剂）等进行防治，属于化学防治 见效快，操作简单 成本高，污染环境，不利于维持生态平衡 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 （4）在其他方面上的应用： ①解决资源短缺与环境污染问题 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质 ②将极端微生物应用于生产实践 极端微生物：能在极端恶劣的环境（高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活 嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂 嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量 S z L w h 二、 发酵工程及其应用 4.我国是名副其实的发酵大国，发酵工程在食品工业、医药工业及农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列相关叙述错误的是（ ） A. 发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身 B. 利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白，可作为食品添加剂 C. 将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗 D. 利用发酵工程生产的微生物农药，作为化学防治的重要手段，可用于防治病虫害 D S z L w h 真题重现 1．（2024·江西卷）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是(　　) A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化 D S z L w h D　据题可知，井冈霉素是氨基寡糖类物质，并非蛋白质，因而不是基因表达的直接产物，JGs体内没有编码井冈霉素的基因，基因是通过控制相关酶的合成来控制代谢过程，进而控制井冈霉素合成的，A错误；扩大培养可以增加菌种数量，一定时间内菌种数多，代谢产物也会更多，B错误；若发酵培养基中营养物质的浓度过高，会导致培养基的渗透压升高，菌体细胞失水，不利于JGs的生长和代谢，因此不一定会提高井冈霉素的产量，C错误；根据题意，JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，故形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。 真题重现 2.（2023·山东卷）以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是（　　） A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸菌被杀死 B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 C S z L w h 真题重现 3.（2024·湖北卷）制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于 好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是（　　） A.食用醋的酸味主要来源于乙酸 B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 D S z L w h 真题重现 4．（2024·湖北卷）制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A．食用醋的酸味主要来源于乙酸 B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 D．葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内 D S z L w h 结语：感谢观看！ 笔尖是开刃的剑， 试卷是淬火的炉， 今日铸剑三载功， 明朝劈开万里云！ $