高三生物二轮复习学案-微生物的代谢
高中生物高三教案学案09高三生物第二轮复习——新陈代谢专题

第二轮专题复习生物的新陈代谢、考点内容1 •新陈代谢的概念和类型(1) 新陈代谢的概念(2) 酶和ATP(3) 新陈代谢的基本类型2 •植物的水分代谢(1) 渗透作用的原理(2) 植物细胞吸水和失水(3) 植物体水分的运输、利用和散失(4) 合理灌溉3 •植物的矿质代谢(1) 植物必需的矿质元素(2) 根对矿质元素的吸收(3) 矿质元素的运输和利用(4) 合理施肥4 .动物体内水和无机盐的平衡(1) 水和无机盐的平衡(2) 水和无机盐平衡的意义5.光合作用(1) 光合作用的发现(2) 叶绿体中的色素(3) 光合作用的过程(包括光能在叶绿体中的转换)(4) C 3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点(5) 光合作用的意义(6) 提高农作物光合作用的效率6•生物固氮(1) 共生固氮微生物和自生固氮微生物(2) 生物固氮的意义(3) 生物固氮在农业生产中的应用7 •人和动物体内糖类、脂质和蛋白质的代谢(1) 糖类代谢(2) 脂质代谢(3) 蛋白质代谢(4) 三大营养物质代谢的关系(5) 糖类、脂质和蛋白质等营养物质的代谢与人体健康8. 血糖的调节 (1) 血糖平衡及其意义 (2) 血糖平衡的调节 (3) 糖尿病及其防治 9. 细胞呼吸(1) 有氧呼吸和无氧呼吸 (2) 细胞呼吸的意义二、 考点解读:新陈代谢是生物最基本的生命特征,是其他生命活动的基础,包含有最基本的同化作用一一光合作用和呼吸作用等非常重要的生理过程, 内容较多。
也涉及到粮食问题、人体健康问题等许多社会热点、焦点。
一直是高考的重点和热点章节,每 年必不可少,而且所占分值较高。
三、 知识框架酶的发现和酶的概念「酶的高效性酶的特性•.酶的专一性 酶需要适宜的条件"A TP 的生理功能新陈代谢J ATP 的结构简式与ATP 〔ATP 与ADP 的相互转化1------------- ------ 4 对于动物和人来说,所需能量主要来自呼吸作用^ATP 的形成途径[对绿色植物来说,所需能量来自有氧呼吸作用和光 合作用2. 动物的新陈代谢淀粉.脂肪、ithW甘油、听肪戯能量1.新陈代谢与酶 酶的特性3.植物的新陈代谢同化作用酶与ATP恥朋離用炖异化作用生物固氮 矿质代谢I. A提高光合/H20--- 12ATPCO 2+H 2O+ 能量有氧呼吸;无氧呼吸:植物新陈代谢酒精+CO 或乳酸作用效率 C 3、C 4植物;指导农「 :业生产:光合作用—细胞呼吸2[H- 葡萄糖丙酮酸产生部位到 感光部位到 i (1)i1 1I'植物激素调节'1 1r --- -■ ------ -1仲丄土h 川上•滤吞、'举例 两重性广向光性W;植物的向性运动一 生理;生- 父素 作用 r抑制生长(高浓度)一生长素的产生、分布和运输意义 向重力性成分'适应外界环境应用吲哚乙酸 其他植物激素的调节 多种激素相互 作用(如细胞分裂素、 协调共同调节 赤霉素、乙烯、脱落酸)促进和抑制打顶、整枝等 促进扦插的枝条生根 促进果实发育 防止落花落果險一四、【重点知识联系与剖析】:一•酶与新陈代谢 (一) 酶的概念:1、 来源:活细胞产生的。
【高三】2021届高考生物教材复习微生物的代谢和生长教案

【高三】2021届高考生物教材复习微生物的代谢和生长教案选修本第18课微生物的代谢和生长【知识精讲】一、微生物代谢特征二、微生物的代谢产物项目的生长和繁殖是否需要生产特定的阶段性物种分销产品不同点初级代谢产物次生代谢物相同点三、微生物代谢的调节1.酶合成调节组分酶的合成仅由和控制,诱导酶的合成是和共同作用的结果。
2.酶活性的调节酶活性调节的机理在于酶活性调节的意义是重要的。
四、微生物代谢的人工控制1.手动控制的目的:2.人工控制的措施:①②五、微生物种群增长规律1.测定群体生长的方法:①测细菌的数目,②测重量。
2.生长曲线:以横坐标和纵坐标为图形,反映细菌生长规律的曲线。
六、连续培养法七、影响微生物生长的环境因素:。
【题例领悟】阅读并回答:(1)该图是细菌生长曲线,由图可看出细菌生长分为①期、②期、③第四阶段和第四阶段。
(2)大量合成细胞分裂所需酶及atp的时期在期,若扩大再生产选取菌种最好在期;这两时期细菌呈型增长,种群数量接近k值出现在期,其原因是;若该细菌用来产生抗生素,为了增加产量,则应;曲线④形成的原因是。
答:(1)调整对数稳定衰变(2)调整对数J稳定营养素消耗、代谢物积累、pH变化,及时补充营养素,积累有害物质,细胞畸形,部分开始解体【自我评价】1.微生物代谢物的描述是正确的a.初级代谢产物的种类在不同微生物细胞中不同b、当微生物生长到一定阶段时,会产生抗生素、维生素和激素c.次级代谢产物在细胞内、外都可能存在d、微生物的代谢增量是其自身生长和繁殖所必需的2.有关大肠杆菌半乳糖苷酶的叙述正确的是a、它是一种始终存在于细胞中的酶b.它的形成是因为环境中存在乳糖c、当环境中存在葡萄糖时,这种酶无法合成d.乳糖的代谢能否进行与此酶的活性有关3.在工业上,谷氨酸棒状杆菌被用来积累大量谷氨酸,应该加以利用a.加大葡萄糖的投放量b.加大菌种的密度c、改变细胞膜的通透性D.改变培养基中碳源和氨源的比例4.关于组成酶的叙述正确的是a、有胞内酶和胞外酶b.受遗物质和营养物质的控制c、它是一种始终存在于微生物细胞中的酶d.组成酶通过调节酶的活性来调节微生物的代谢活力5.发酵指a.微生物的呼吸过程b.一种微生物的繁殖过程c、微生物代谢D.微生物产生代谢物和细菌的过程6.细菌生长中,代谢最旺盛的时期是a、调整期B.对数期C.稳定期D.下降期7.微生物连续培养的特点是a、培养基可以充分利用。
高三生物二轮复习组成细胞的分子

专题一细胞的分子和代谢专题考点一:细胞的分子组成、作用和鉴定1.只有CHO的化合物有:2.含有CHON的化合物:3.含有CHONP的化合物:4.无机盐在生物体内主要以形式存在,也可以构成某些复杂的化合物。
(大量元素)是构成叶绿素的成分,(微量元素)是构成血红蛋白的成分,是合成甲状腺激素的成分,说明无机盐可以;哺乳动物血液中+的含量过低会导致抽搐,可以调节内环境的pH,细胞外液的渗透压主要由维持,主要维持细胞內液的渗透压,对于神经细胞的兴奋也有重要作用。
大多数无机盐进出细胞的方式为,少数无机盐以协助扩散的方式进行跨膜运输,例如:神经细胞静息电位时外流,动作电位产生时内流。
5.水是活细胞中含量最多的化合物。
水是细胞内的,细胞内的许多生化反应也都需要水的参与,如光合作用的阶段存在水的光解;有氧呼吸第阶段需要水的参与,第阶段会产生水,核糖体中因发生反应而产生水,细胞核中DNA复制和转录时,因形成而产生水。
细胞中产生水的结构有、、、、等。
自由水和结合水比值越,代谢越旺盛。
衰老的细胞内水分,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。
6.是细胞内主要的能源物质;是细胞内主要的储能物质;是细胞内直接的能源物质,是生物体内能量的最终来源。
根据糖类是否能够和水解后的产物不同,大致可以分为单糖、二糖和多糖。
动植物细胞中都有的单糖有(三种),植物细胞中的二糖有(两种),植物细胞中能够储能的多糖是,用溶液检测,使其变成色;动物细胞内储能的多糖是(包括和),其中可以分解成葡糖糖来升高血糖。
糖类除了组成能源物质外,还是细胞的组成成分,如,DNA中有,ATP中有,核糖体中有。
组成纤维素、淀粉和糖原的基本单位都是。
细胞壁的组成成分是和都属于糖类,构成核酸的糖包括和。
等质量的糖类和脂肪氧化分解,消耗的氧气多,释放的能量要,因为脂肪。
一分子蔗糖可以水解为一分子和一分子,一分子麦芽糖可以水解为。
还原糖(葡、果、麦)可以与在水浴加热(55℃-60℃)的条件下,生成;脂肪可以被苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染成()。
湖北省黄冈中学高三生物二轮复习精品课件2专题二 细胞代谢

【直击考点】
考点1 酶、激素与维生素的比较
酶
来源 特性 化学本质
激素 专门的内分泌腺或具
有内分泌功能的细胞 高效性 多肽、蛋白质、氨基 酸衍生物、脂质等 调节作用
维生素 主要从食
物中来 高效性 种类多
活细胞产生的有
机物 高效性 绝大多数是蛋白 质,极少数是RNA
生理功能
催化功能
多是酶的 辅助因子
酶、激素与维生素的共性: 在生物体内均属于高效能物质,即含量少,作用大,生 物代谢不可缺少。 酶、激素与维生素等的相互关系图示:
呼吸 一阶段(细胞质基质和线粒体)
5、ATP的合成部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。 6、对活细胞来说ATP与ADP的相互转化,是时刻不停地发 生并且处于动态平衡之中。这种供能机制是生物界的共性。
7、吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由 ATP水解提
供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储
考点4
ATP的结构及功能
1、ATP与RNA的关系 ATP是三磷酸腺苷,结构简式是A-P~P~P,去 掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸, 是组成RNA的基本单位之一。 2、ATP与能量的关系 ATP是一种高能磷酸化合物,其分子式可以简写 为A—P~P~P,高能磷酸键水解时能够释放出高 30.54 kJ/mol的能量,所以ATP是与能量有关的一 种物质,不可将两者等同起来。
2、下图甲表示发生在某植物叶肉细胞的相关代谢过程,其中①~⑤表 示相关过程,A、B表示两种气体物质,图乙表示该植物在光照充足、CO2 含量适宜时温度对光合作用和呼吸作用速率的影响,不正确的是 C
图甲
图乙
A.图甲中进行②、⑤过程的场所分别为叶绿体基质和细胞质基质 B.图乙中M点时,叶绿体内[H]移动的方向是由类囊体薄膜向叶绿体基 质移动 C.由图乙分析,温度为40℃时,不利于该植物的生长 D.在温度为60℃时,图甲所示①~⑤过程中,叶肉细胞能产生能量的 是③④⑤
2023届高三生物组二轮复习计划及详细教学进度表

2023届高三生物组二轮复习计划及详细
教学进度表
目标
本教学计划的目标是为2023届高三生物组学生提供一份详细的复计划和教学进度表,帮助他们有效备战考试。
复计划
第一阶段:知识回顾(第1周-第4周)
- 第1周:复细胞生物学和分子遗传学知识
- 第2周:复生物化学知识
- 第3周:复生物进化和生态学知识
- 第4周:复人体生物学知识
第二阶段:重点强化(第5周-第8周)
- 第5周:强化细胞生物学和分子遗传学知识
- 第6周:强化生物化学知识
- 第7周:强化生物进化和生态学知识
- 第8周:强化人体生物学知识
第三阶段:模拟考试(第9周-第10周)- 第9周:模拟考试一,复各个模块知识- 第10周:模拟考试二,复各个模块知识
教学进度表
以上是2023届高三生物组二轮复习计划及详细教学进度表,希望能帮助到你有效备考。
祝你顺利考试!。
高三生物二轮复习备考计划(精选5篇)

高三生物二轮复习备考计划(精选5篇)高三生物二轮复习备考方案(精选5篇)对于高三同学来说,无论是面临期末考试还是高考,都特别重要,为提高复习效率,同学们需要预备一份复习方案,下面是我整理的关于高三生物二轮复习备考方案的内容,欢迎阅读借鉴!高三生物二轮复习备考方案(篇1)一、指导思想:以教材、新课程标准、考试大纲和考试说明为依据,以加强双基教学为主线,以提高同学力量为重点,全面提高同学的综合素养和应试技巧。
通过高三生物总复习,处理好高中生物教材,揭示单点学问,学问结构,学问结构扩展三个层次的学问内涵及内在的规律联系,形成立体学问结构。
把基础学问教学与力量进展触为一体,从而提高分析问题和解决问题的力量。
二、复习目标:通过高三三轮复习使同学扎实把握生物学基础学问和基本原理,形成较娴熟的生物学思想,思维方法和技巧,培育同学较强的应用生物学学问分析问题和解决问题的力量.三、复习支配:第一轮:__年8月—__年1月。
其次轮:__年3月—__年4月(2个月)。
第三轮:__年5月(一个月)。
四、复习策略第一轮:以教材为主,强化基础学问。
以老师叙述、讲解、归纳、总结为主。
依据同学层次,要求同学要注意基础学问的记忆、理解。
在复习内容上,练习布置上一般生与尖子生有所区分,力争使全体同学通过复习在不同的起点上都能有所提高。
详细措施: (1)读.课前读课本,发觉问题.(2)讲:课堂按学问体系,疏理学问,形成网络,提炼生物思想和方法,理清基本题型,典型例题的讲解,重在讲清解题方法.(3)练:包括课前头一天学问点填空和课后相关学问点的练习。
精选习题,通过训练把握学问,形成技能。
强调掌握数量,讲求质量,不避陈题,特殊是经典题。
(4)测:每周对上一周复习的学问点进行默写并进行单元滚动测试,查漏补缺。
(5)评:全批全改,统计问题,课堂讲评。
(6)补:准时纠错,矫正练习,二次过关.对作业中消失错误的同学肯定抓好错误订正,错题再测的工作,以提高复习的实际效果.第一轮复习进度表(上学期已完成必修一第一章到第四章复习)其次轮:注意学问间的纵横联系,关心同学构建学问网络,突破重、难点。
高三生物第二轮复习方案

沾化一中生物第二轮复习方案二轮复习承上启下,是知识系统化、条理化,促进灵活运用的关键时期,是促进学生素质、能力发展的关键时期,故有“二轮看水平”之说.“二轮看水平”,具体地说,一是要看对《考试大纲》、《高考试题》理解是否深透,研究是否深入,把握是否到位,明确“考什么”、“怎么考”.二是看练习是否体现阶段性、层次性和渐进性,做到减少重复,重点突出,学有收获,学有发展.三是看知识讲解、练习检测等内容科学性、针对性是否强,使模糊的清晰起来,缺漏的填补起来,杂乱的条理起来,孤立的联系起来,形成系统化、条理化的知识框架.四是看练习检测与高考是否对路,不拔高,不降低,难度适宜,效度良好重在基础的灵活运用和掌握分析解决问题的思维方法.一、二轮复习的依据1.一轮复习的情况2.高考试题的发展趋势3.考试大纲的要求4.学生学情二、二轮复习的时间二轮复习的时间一般是三个月左右,总课时大约为50节左右。
三、二轮复习应达到的目标1.进一步夯实基础,打牢双基。
2.综合、归纳、整理和提高,形成知识网络。
3.注重能力培养,提高分析问题和解决实际问题的能力。
4.加强应试训练,提高应试技巧和心理素质。
四、二轮复习的形式和内容根据二轮复习的总时间,建议分7个大专题,每个大专题下再分成若干个小专题进行复习,小专题的目的是对重要知识进行深化、对相似或相近的知识进行归类、整理和比较。
每个大专题约一周时间,每个小专题1节课。
专题一生命的物质基础和结构基础专题二生物的新陈代谢专题三生命的延续专题四遗传变异与生物进化专题五生命活动的调节与稳态专题六生态系统、环境保护与生态工程专题七实验、实习和研究性学习根据2007年考试大纲的要求,属于高考范围的生物学实验有23个(必修18个),其中研究性课题5个。
要把考试说明中规定的实验逐一复习,明确实验、实习、研究性课题的基本要求,如实验目的、实验原理、实验材料、方法步骤等,特别是实验目的、原理要引起重视。
高考生物二轮复习之微生物的代谢教学案

高考生物二轮复习之微生物的代谢教学案第一课时一、复习内容:微生物的代谢二、教学目标1.微生物的类群:细菌、病毒(了解)2.微生物需要的营养物质及作用(理解和掌握)3.培养基的配制原则和种类(了解)4.微生物的代谢产物及微生物代谢的人工控制(理解和掌握)5.微生物代谢的调节(综合应用)6.微生物群体的生长规律和生长的环境因素(理解和掌握)三、复习过程1. 细菌(1)基本结构:(2)特殊结构:,,等。
(3)繁殖:细菌主要以方式进行繁殖。
(4)菌落:每种细菌在一定条件下所形成的群体,可以作为的重要依据。
2、病毒(1)结构:①基本结构:主要由和两部分构成,两者合称为核衣壳。
决定病毒抗原特异性等功能的是,控制病毒的一切性状的物质是。
②特殊结构:流感病毒的核衣壳外面,还有一层,上面生有。
(2)增殖:过程包括①吸附→ ②→ ③→ ④→ ⑤。
3.微生物的营养(1). 微生物的营养物质分为碳源、氮源、、和五大类。
(1)碳源——碳源,如、碳酸盐;碳源,如、淀粉。
(2)氮源——无机氮源,如、、铵盐;有机氮源,如、。
(3)生长因子——主要包括、、等。
(2). 培养基的种类(1)根据物理性质可分为、、(2)根据化学成分:、(3)根据用途、45.微生物代谢的调节1. 酶合成调节2. 酶活性的调节6.微生物群体生长的规律(1). 测定群体生长的方法:①测细菌的数目②测重量(2). 生长曲线:以时间为横坐标,以活菌数的对数为纵坐标作图,反映细菌生长规律的曲线。
画出生长曲线(3). 连续培养法:延长期。
(4). 影响微生物生长的环境因素:、、。
四、典型例题[例1]乳酸菌与酵母菌相比较,前者最显著的特点是()A.无各种细胞器 B.无成形的细胞核C.无DNA D.不能进行无氧呼吸【例1】下图为微生物代谢调节的两种情况。
请据此回答:( 1 )在图 A 中,谷氨酸含量的增加可以抑制过程,在图 B 中的共同积累,可抑制了过程。
上述事实说明代谢产物的积累,会使代谢中断,从而使下降。
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基本知识一、微生物的营养(一)、微生物需要的营养物质1、微生物最常利用的碳源是糖类,尤其是葡萄糖;最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。
2、不同种类的微生物,对碳源的需求差别很大。
3、对于异养微生物来说,含C、H、O、N的大分子化合物既是碳源,又是氮源和能源。
可能又是生长因子。
4、微生物之所以需要生长因子,往往是由于缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。
5、对许多微生物来说既可以利用无机氮化合物作氮源,也可以利用有机氮化合物作氮源;固氮微生物可以利用N2作为氮源;6、对于自养微生物来说,NaHCO3既是又是。
(碳源无机盐),NH4HCO3既是又是还可以是。
(碳源氮源能源);对于异养微生物来说,含C、H、O、N的大分子化合物既是,又是和。
还可能又是。
(碳源氮源能源生长因子)(二)、培养基1、培养基配制的原则(1)目的要明确(根据微生物的种类、培养的目的等):如培养自养微生物,培养基可由简单的无机物组成;如培养自身固氮微生物如圆褐固氮菌,培养基中则不必加氮源;生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质,而分类实验用培养基则应加入已知化学成分的物质。
(2)营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。
如:营养物质浓度过高,微生物细胞内的水分通过细胞膜不断向外渗透,细胞发生质壁分离,影响微生物的正常生命活动,抑制微生物的生长;在各种营养物质的比例中,碳源与氮源的比最为重要:如谷氨酸生产中,C∶N=4∶1时,菌体大量繁殖而产生的谷氨酸少;C∶N=3∶1时,菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增。
(3)pH要适宜:细菌PH=6.5~7.5,放线菌PH=7.5~8.5,真菌PH=5.0~6.0。
可在培养基中加酸或碱调节或加PH缓冲液如K2HPO4/KH2PO4。
适于大规模的工业生产。
天然培养基配制方便,营养丰富且价廉,适于工业生产。
二、微生物的代谢(一)、微生物代谢特点及原因:代谢异常旺盛。
微生物的表面积与体积之比很大,使之能迅速与外界进行物质交换。
人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件(即发酵条件)等。
其中应用营养缺陷三、微生物的生长(一)、微生物群体生长规律(1)、种群数目的增长与细菌群体生长的异同点。
相同点:细菌的生长也符合种群增长的“J”型和“S”型曲线,其中对数期相当于“J”型曲线,调整期、对数期和稳定期相当于“S”型曲线。
不同点:在自然条件下,一般不会出现细菌在人为的培养条件下的衰亡期,原因是处在自然条件下的种群,它总是处于一定的食物链和食物网中,种群数量受它的天敌、食物等多种因素的影响。
(2)、调整期的微生物虽然不能分裂,但是代谢仍是活跃进行的,从这个时期开始产生初级代谢产物,并贯穿微生物的一生,这是为对数期的分裂做准备。
次级代谢产物在稳定期开始产生并达到最多。
由于对数期的微生物代谢旺盛,繁殖速度快,所以应用此期的细菌做菌种。
稳定期的活菌数最多,培养条件(空间、资源)有限,种内斗争最激烈。
由于环境恶化,细菌抵御不良环境的芽孢出现。
细胞形态最多的时期是衰亡期,由于环境极度恶化,细菌与环境间的生存斗争最为激烈(主要是与无机环境的斗争)。
(二)、研究微生物生长曲线的意义人们培养微生物的目的是想获得菌体本身或代谢产物1、得到菌种——延长对数期:培养开始时多放一些培养基,以延长细菌处在有丰富营养环境中的时间。
2、得到代谢产物——延长稳定期:用连续培养法,即以一定的速度添加新的培养基,同时以同样的速度放出老的培养基,以保证微生物生长对营养的需求,同时又排出了部分有害代谢产物,从而使微生物能保持较长时间的高速生长。
思考:连续培养应用_______培养基。
对于好氧性微生物在连续培养过程中除了要添加培养基外,还应该___________________________。
(液体通入无菌的空气)(三)、微生物群体生长的测定1、测定细胞数目2、测定湿重或干重发酵是通过微生物的培养大量生产各种代谢产物的过程。
发酵工程是一种生物技术,采用现代工程技术手段,利用微生物的某种特定功能,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。
所以发酵工程是应用于发酵的一种生物技术。
五、谷氨酸发酵(一)、常用菌种:谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌(都是异自需氧型微生物)思考:以谷氨酸棒状杆菌为例说明选种应该注意什么?(应选对数期的菌种;选择细胞膜通透性大的谷氨酸棒状杆菌,因为谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸会因在细胞内积累而终止。
)(二)、培养基:1、液体培养基(天然培养基)2、原料(五类营养要素物质):豆饼水解液、玉米浆、磷酸二氢钾、氧化钾、硫酸镁、生物素(生长因子)等。
思考:为什么选用液体天然培养基?(①、液体培养基能够使培养基中的营养物质在发酵过程中得到充分利用,还能为菌体提供更大的空间,同时也有利于生产过程中培养条件的控制和产物的提取;②采用天然培养基作为营养物质,既能满足菌体对营养的需求,又能降低成本,还可以减少对环境的污染)。
(三)、发酵过程1、培养方式:连续培养2、控制条件:温度、PH、溶氧、搅拌速度等思考:搅拌的目的是什么?(对于需氧性微生物,在培养过程中,必须不断通入无菌空气,搅拌不但可使空气成为小泡迅速溶解以增加培养基的溶氧,还能使菌种下培养基充分接触,提高原料的利用率。
)(四)、味精的生成与提取用适量的碳酸钠中和,经过滤、浓缩、离心分离等步骤,即可获得所需产品说明:影响发酵过程的因素——温度、PH、溶氧、营养物质的浓度等六、发酵工程的内容(一般流程)(一)、菌种选育思考:从自然界分离的菌种为什么一般不直接作为生产用菌种?菌种选育的常用方法根据培养基配制的原则,选择原料制备培养基,应该注意的是:1、根据不同的菌种,选择不同的材料,配制的培养基应满足微生物对碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等方面的要求,并能够为微生物的生长提供适宜的PH。
2、培养基的营养要协调,注意各种营养物质的浓度和比例,特别是碳氮比,以利于微生物代谢产物的合成。
3、应尽量降低生产成本,以得到更大的经济效益。
以天然成分的培养基为好。
如谷氨酸发酵:培养基中必需有生长因子——生物素,如缺少谷氨酸合成会受阻;C∶N=3∶1;PH应为弱碱性,否则会生成谷氨酰胺;溶氧量必须充足。
(三)、灭菌思考:为什么要灭菌?哪些对象需要灭菌?(如混入其它微生物,将与菌种形成竞争关系,对菌种的繁殖和代谢造成不良影响。
如在谷氨酸发酵过程中,混入放线菌,则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡;如果在青霉素生产过程中污染了杂菌,这些杂菌就会分泌青霉素酶将青霉素分解掉。
所以要防止杂菌的污染,在发酵前应用高温高高压的方式对培养基和发酵设备进行严格彻底的灭菌处理,杀死所有杂菌的胞体、芽胞和孢子)(四)、扩大培养思考:结合细菌的群体生长规律分析:菌种接种前为什么要进行扩大培养?(增加接种时的菌量,以缩短调整期,进而缩短生产周期。
扩大培养与发酵的目的不同,前者是为了在短期内获得大量的菌种,而发酵是为了获得代谢产物,所以采用的培养条件也不同。
如谷氨酸棒状杆菌在扩大培养时,碳氮比应为4∶1,而在发酵获得谷氨酸时碳氮比应为3∶1;再如酒精发酵中,扩大培养应在有氧条件下进行,让其迅速进行出芽生殖,而在发酵时应在无氧条件下进行。
)(五)、接种:在保证无杂菌污染的条件下进行接种(六)、发酵过程(中心阶段)——使培养保持稳定期,以获得更多的发酵产物1、随时取样监测培养液中细菌数目、产物浓度等,以了解发酵进程。
2、及时添加必需的营养基组分,以满足菌种的营养需要。
3、严格控制温度、PH、溶氧、通气量和转速等发酵条件,确保微生物代谢向着有利的方向快速进行思考:(1)、为什么要随时检测影响发酵过程的各种环境条件,并予以人工控制?因为随着发酵过程的进行,营养物质被大量消耗,代谢产物的积累,同时会产生大量的热量和某些酸性或碱性物质,使培养液中的温度、PH、溶氧、各种营养物质的浓度特别是碳氮比等发生改变,会影响微生物的生长繁殖、代谢途径(代谢方向或产物的种类)、酶的活性、膜的通透性等,所以要随时检测影响发酵过程的各种环境条件,并予以人工控制。
(2)、如何控制发酵过程中的各种条件呢?对发酵条件的控制可能通过发酵罐上的各种装置来进行。
如温度控制可通过发酵罐上的温度自动测试和控制装置进行检测和调整(微生物代谢、机械搅拌都会使温度升高,发酵罐壁散热,水分蒸发都会使温度下降);溶氧可通过通气量和搅拌速度来调节;PH可通过加料装置,添加酸或碱或缓冲液来调节;营养物质可通过采取连续培养的方法调节。
(七)、分离提纯1、产品为菌体:采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中提取出来。
2、产品为代谢产物:可用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。
七、发酵工程的应用(一)、在医药工业上的应用1、批量生产药品2、生产基因工程、细胞工程药品(二)、在食品工业上的应用1、生产传统发酵产品2、生产食品添加剂3、生产单细胞蛋白,解决粮食短缺问题(单细胞蛋白是指通过发酵获得的大量微生物菌体本身:单细胞蛋白又叫微生物蛋白、菌体蛋白。
单细胞蛋白具有以下优点:第一,生产效率高,第二,生产原料来源广,而且经济。
第三,可以工业化生产。
但是任何一种新型食品原料的问世,都会产生可接受性,安全性等问题。
单细胞蛋白也不例外。
例如单细胞蛋白的核酸含量在4%——18%,食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。
此外,单细胞作为一种食物,人们习惯上一时难以接受。
但经过微生物学家的努力,这些问题会得到圆满解)二例题分析1.下列与微生物的代谢活动异常旺盛无关的原因是:A.表面积与体积比大B.表面积大C.对物质的转化利用快 D.数量多微生物的代谢特点:2.右图表示某种细菌细胞中的一个反应程序。
在这个Array程序中,一种氨基酸在酶的作用下产生另外的氨基酸。
1~6代表不同的氨基酸(对生命都是必需的),V~Z代表不同的酶。
原始种的细菌只要培养基中有氨基酸l就能生长,而细菌的变异种只有在培养基中有氨基酸l、2、5时才能生长。
该种细菌的变异种中不存在的酶是A.V、Z B.W、Y C.Y、Z D.V、W问题1:氨基酸属于微生物的代谢产物,是指对对微生物\ 的物质,在不同种类的微生物细胞中, 初级代谢产物--------(有无菌种特异性)2.次级代谢产物是指\或的物质.因此次级代谢产物对微生物没有意义,对吗?它们可能积累在也可能排到有等。
3.以下是用葡萄糖和乳糖培养大肠杆菌,培养基中葡萄糖和乳糖及细胞中分解葡萄糖的还有吗?(2)微生物的胞内酶可分为 和 .一般微生物的胞外酶主要是 酶(3)组成酶和诱导酶的区别:组成酶是 的酶,他们的合成只受 诱导酶则是在 才能合成的酶.这种调节的意义?[思考]诱导酶是诱导DNA 的复制、RNA 的转录、翻译?4下图是谷氨酸棒状杆菌利用葡萄糖生产谷氨酸的途径示意图(1)当终产物谷氨酸合成过量时,往往会导致合成途径中断,原因时谷氨酸抑制了 的活性,这属于的调节 .归纳:微生物代谢过程酶活性发生变化的主要原因?该调节的特点 12.针对原因提出工业生产中提高产量的一种方法C/N 比 在工业上生产 谷氨酸 使用的培养基从成分、物理性质分别属于什么培养基? 分别有什么优点课堂练习1.蘑菇是一种市场上常见的食用菌。