微生物发酵及其应用_1
高三生物知识点：微生物发酵及其应用
高三生物知识点：微生物发酵及其应用功能技成，庖丁解牛久练而技进乎道；路在脚下，荀子劝学博学则青出于蓝。
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发酵工程的发展简史20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工程，属于厌氧发酵。
从那时起，发酵工程又经历了几次重大的转折，在不断地发展和完善。
20世纪40年代初，随着青霉素的发现，抗生素发酵工业逐渐兴起。
由于青霉素产生菌是需氧型的，微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上，成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术，建立了深层通气发酵技术。
它大大促进了发酵工业的发展，使有机酸、微生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年，日本用微生物生产谷氨酸成功，如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。
氨基酸发酵工业的发展，是建立在代谢控制发酵新技术的基础上的。
科学家在深入研究微生物代谢途径的基础上，通过对微生物进行人工诱变，先得到适合于生产某种产品的突变类型，再在人工控制的条件下培养，就大量产生人们所需要的物质。
目前，代谢控制发酵技术已经与核苷酸、有机酸和部分抗生素等的生产中。
20世纪70年代以后，基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发，使发酵工程进入了定向育种的新阶段，新产品层出不穷。
20世纪80年代以来，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，使得对发酵过程的控制更为合理。
在一些国家，已经能够自动记录和自动控制发酵过程的全部参数，明显提高了生产效率。
发酵工程的概念和内容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。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
（1）＂发酵＂有＂微生物生理学严格定义的发酵＂和＂工业发酵＂，词条＂发酵工程＂中的＂发酵＂应该是＂工业发酵＂。
（2）工业生产上通过＂工业发酵＂来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为＂发酵工艺＂。
《第1节 微生物发酵及其应用》教学设计(湖北省县级优课)
第3章第1节《微生物发酵及其应用》教学设计一、教学目标1.知识目标（1）说出微生物发酵生产的基本过程。
（2）举例说出微生物发酵与食品生产的关系。
2.能力目标（1）锻炼学生从视频和资料中提炼有效信息的能力。
（2）通过小组讨论的形式，提升学生合作学习和语言表达的能力。
（3）通过对身边的微生物发酵产品的调查，锻炼学生搜集、整理资料的能力。
3.情感、态度与价值观目标了解发酵工程的发展史，从科学史中领悟科学探究精神，并体验科学、技术、社会三者之间的紧密联系和互动。
二、教学重、难点1.教学重点：发酵工程史话。
发酵生产过程。
2.教学难点：发酵生产过程。
三、学情分析知识方面，高二的学生有一定的微生物知识基础，对培养基、菌种等概念有一定的认知，知道微生物的实验室培养的基本操作，对常见的微生物发酵食品如果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作过程有一定的了解。
但是对发酵的发展史、发酵原理以及发酵过程中需要控制的条件没有足够的认知，需要加强引导。
能力方面，高二的学生在搜集、整理资料并进行归纳总结方面具备一定的能力，本节课会对这方面的能力有更多的训练，以期得到提升。
情感、态度和价值观方面，学生通过各种学习和生活经验对“科学技术是第一生产力”有了一定的了解，发酵史的学习能让学生从具体事例中去体验科学和技术是相辅相成的以及科技发展对人类社会的重要意义。
四、教学方法和策略本节教材文字容量大，所以我将发酵工程史话的文字部分转换成微课视频，使内容更生动清晰，也更容易激发学生兴趣。
对于较为抽象的微生物发酵的生产过程，通过设置具体的问题情境，引导学生思考和探究，并学以致用。
微生物发酵与我们的生活联系紧密，因此在教学中我多次引用身边的实例来引导学生从生活经验出发，了解发酵在食品生产中的应用，让学生体验科学、技术和社会三者之间的紧密联系和互动。
五、教学过程1.联系生活，导入新课以大家耳熟能详的安琪酵母导入，激发学生对微生物发酵的发展史的兴趣。
2.微课学习发酵工程史播放微课视频，观看微课之后，提出具体的问题请学生小组讨论，全班交流分享从发酵工程史话中获得的启示。
《微生物发酵及其应用》优秀教案
《微生物发酵及其应用》优秀教案
【学习目标】
1、说出微生物发酵生产的基本过程。
2、举例说出微生物发酵与食品生产的关系。
3、参与有关微生物发酵的调查活动。
4、通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的紧密联系和互动。
【学习过程】
1、课下深入农村和当地的进行组织调查，探究味精的生产过程。
2、调查日常生活中哪些食品是由微生物发酵生产的？
3、哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？
4、讨论：
（1）发酵工程经历了哪几个阶段？
发酵工业的发展可分为四个阶段：原始发展阶段、传统发酵工业阶段、现代发酵工业阶段和生物技术产业阶段。
（2）学生看课本，找出发酵工程的发展史话。
1、1857年，法国的微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母引起的`。
2、1897年，德国的毕希纳进一步发现了酶在发酵中的作用，人们开始了解发酵现象的本质。
3、20世纪40年代，弗洛里和钱恩与许多的可蹙额家合作，研究出了大规模生产青霉素的方法，使青霉素的生产实现了产业化。
4、从2 0世纪50年代起，氨基酸发酵工业、酶制剂工业、多糖和维生素发酵工业相继诞生。
5、20世纪70年代以后，分子生物学的发展，促进了基因工程的发展和应用。
（3）读课本理解发酵工程的概念。
发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原材料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
（4）探究讨论发酵工程的大致过程
（5）教师展示多媒体课件，进一步帮助学生学习发酵过程的大致过程。
发酵工程及其运用(第一课时)高二生物课件(人教版2019选择性必修3)
实战训练
3．关于发酵工程说法错误的是() A．依赖微生物纯培养技术的建立 B．发酵设备都是密封的 C．食品、医药工业离不开发酵工程 D．发酵工程与工农业生产也有密切关系
实战训练
4.发酵工程的一项关键措施是灭菌,下列关于灭菌的叙述,正 确的是( )
A.培养基和发酵设备均需要严格灭菌 B.灭菌是杀死培养基中的一切细菌和真菌 C.通入无菌空气可以达到灭菌的目的 D.pH调到7左右灭菌效果最好
选择培养基的原理、概念、类型、举例
微
生
选择培养基的作用
物
微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法
的
选 微生物的选择培养 稀释涂布平板法的操作过程
择 培
稀释涂布平板法的注意事项
养
间接计数法 — 稀释涂布平板法
和 微生物的数量测定
计
直接计数 —计数板计数法
（1）土壤取样
数
培养基的制备
土壤中分解尿素的
A.培育青霉素高产菌株的育种方法是诱变育种 B.过程①②的目的是快速增加菌种的数量 C.过程③中可以用化学药物进行灭菌处理 D.过程④常用的方法是过滤和沉淀
实战训练
5.发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和 接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。下列关于发酵工程的认识 错误的是( ) A.发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点 B.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物和菌体本身 C.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧和pH等 D.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
方法
将培养到生长速度最 快时期的菌体分开，
再进行培养。
配制培养基
灭菌
接种
发酵罐内 发酵
发酵过程中涉及的微生物及其功能
发酵过程中涉及的微生物及其功能发酵是利用微生物（如细菌、酵母菌、真菌等）的代谢能力，将有机物质转化为其他化合物的过程。
在发酵过程中，不同的微生物会产生不同的酶，通过酶的作用将底物转化为有用的产物。
以下将介绍几种常见的微生物及其在发酵过程中的功能。
1. 乳酸菌（Lactic acid bacteria）乳酸菌是一种重要的发酵微生物，主要通过产酸来进行发酵作用。
乳酸菌发酵过程中会产生大量的乳酸，使pH值下降，抑制其他细菌和真菌的生长。
在食品工业中，乳酸菌广泛应用于酸奶、乳酸菌饮料、酸味奶酪等产品的制作中，起到保鲜、酸化、增加口感等作用。
2. 酵母菌（Yeast）酵母菌是被广泛应用于食品和酒类生产中的微生物。
酵母菌可以通过发酵过程产生二氧化碳和酒精。
在食品工业中，酵母菌主要用于面包、饼干、啤酒等产品的制作。
在面包和饼干中，酵母菌产生的二氧化碳会发酵面团，使其膨胀，增加松软度。
在酒类生产中，酵母菌发酵糖类，产生酒精和二氧化碳，起到酿造酒类的作用。
3. 青霉菌（Penicillium）青霉菌是一种常见的真菌，具有抗菌作用。
在食品工业中，青霉菌被用于生产青霉素等抗生素。
青霉素是一种有效的抗生素，可以抑制细菌的生长。
通过发酵过程，青霉菌可以产生青霉素，为药品行业提供了重要的原料。
4. 乳酸菌和酵母菌联合发酵在一些食品的生产中，乳酸菌和酵母菌常常会进行联合发酵，以产生更多种类的产物。
例如，酸奶中常用的发酵菌种包括乳酸菌和酵母菌。
乳酸菌可以将乳糖转化为乳酸，酵母菌可以将葡萄糖转化为二氧化碳和酒精。
这样联合发酵产生的酸奶不仅具有酸味，还具有一定的气泡和酒精味道，增加了口感的多样性。
总的来说，微生物在发酵过程中发挥着关键作用。
不同的微生物通过代谢产物的不同，使发酵过程产生特定的产物，从而应用于食品、酒类和药品的生产中。
理解微生物在发酵过程中的功能，有助于优化发酵工艺，提高产物的品质和产量。
同时，微生物也为人类提供了许多重要的产品，如抗生素、酒类和发酵食品，对于人类的健康和生活有着重要的意义。
微生物的发酵作用与应用
微生物的发酵作用与应用微生物发酵作为一种古老而又广泛应用的生物技术，已经在食品加工、酿造、制药等领域发挥着重要的作用。
本文将从酿酒、面包、乳制品和抗生素等方面介绍微生物的发酵作用及其应用。
一、酿酒酿酒是微生物发酵的重要应用之一。
在酿酒过程中，酵母菌通过对葡萄糖和其他碳水化合物的发酵，将其转化为乙醇和二氧化碳。
这一过程被称为乙醇发酵。
乙醇发酵除了用于酿酒，还用于生产酒精、酒精饮料以及工业酒精等。
二、面包在面包的制作中，面团中的酵母菌被称为“面包酵母”。
面包酵母利用淀粉和糖类等，通过发酵作用将其转化为二氧化碳和水，以及释放出大量的热能。
二氧化碳使得面团膨胀，并且在烘烤过程中产生气泡，使面包变得松软。
这种发酵作用为面包的制作提供了基础。
三、乳制品乳制品的制作离不开乳酸菌的发酵作用。
乳酸菌通过对乳糖的发酵，将其转化为乳酸，从而使牛奶酸化。
常见的乳制品中，酸奶和奶酪就是通过乳酸菌发酵制成的。
乳酸菌不仅能够延长乳制品的保质期，还能够提高乳制品的口感和营养价值。
四、抗生素微生物的发酵作用还被广泛应用于抗生素的生产。
抗生素是一类由微生物产生的特殊代谢产物，对抗细菌和细菌感染具有显著疗效。
例如，青霉素是由青霉菌通过发酵作用生产的一种抗生素。
发酵作用能够使微生物产生大量的抗生素，从而满足人们对抗生素的需求。
五、其他应用除了以上提到的应用，微生物的发酵作用还在其他领域发挥着重要作用。
比如，在制药工业中，通过微生物发酵可以生产出许多重要的药物原料；在生物燃料领域，使用微生物发酵可以将生物质转化为乙醇或生物柴油等可再生能源。
总结微生物的发酵作用是一种广泛应用的生物技术，已经在食品加工、制药、生物燃料等众多领域取得了重要进展。
通过合理利用微生物的生物催化能力，可以实现废物资源化利用和产品的高效生产。
未来随着科学技术的不断发展，微生物发酵作用的应用前景将更加广阔。
生物发酵技术的原理及其应用
生物发酵技术的原理及其应用生物发酵技术是指利用活体微生物（如细菌、酵母、真菌等）在适宜的条件下，通过代谢产生物质（如有机酸、酶、激素等）的工艺技术。
现今，生物发酵技术在生物医药、食品工业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将针对生物发酵技术的原理及其应用进行介绍。
一、生物发酵技术的原理1. 微生物代谢产物微生物代谢一般分为两类：有氧代谢和无氧代谢。
其过程中会形成酸、碱、酶、气体等产物。
有氧代谢中，细胞利用氧气进行细胞呼吸，产生二氧化碳、水和能量。
而在无氧代谢中，由于缺乏氧气，细胞则会利用其他物质进行代谢，产生乳酸、酒精、琼脂等化合物。
2. 生物反应器生物反应器是生物发酵技术中的核心设备。
它包括反应容器、搅拌桨、进料口、出料口、通气口等组成部分。
反应器的设计通常是为了优化微生物生长所需要的环境因素，如温度、pH值、营养物质等。
此外，反应器的设计也十分重要，可以影响生产成本和产物质量。
3. 生长曲线在微生物发酵过程中，体积、生物量、产物含量等参数会随时间发生变化。
生长曲线通常通过细胞数量或组分浓度来描述微生物的生长情况，大致分为四个阶段：滞后期、指数期、平稳期和衰减期。
了解微生物的生长曲线有助于控制反应器的生产过程和提高产物质量。
二、生物发酵技术的应用1. 生物医药生物医药是利用生物反应器生产药品的一种方法。
通常，药品的活性物质是由微生物（如大肠杆菌、酵母等）产生的。
生物反应器在保证产品质量的同时，还可以提高产品的产量和提高生产效率。
众所周知，生物医药市场需求旺盛，很多公司通过生物发酵技术来生产药品。
例如，抗生素、维生素、激素等生物类药品都可以使用生物发酵技术进行生产。
2. 食品工业在酿酒、酱油、醋等食品生产中，生物发酵技术有着重要应用。
例如，在酿酒中，啤酒花先通过糖类分解产生醇类物质，然后再由酿酒酵母进行酵母。
在这个过程中，发酵条件、酵母的品种等都会影响最终的产品质量和口感。
3. 环境保护生物发酵技术可以用于环境污染处理。
微生物发酵及其应用
微生物发酵及其应用微生物发酵是指利用微生物代谢产生的酶、酸、碱等物质对物质进行化学变化的一种技术。
发酵技术在食品、医药、农业、工业等领域有着广泛的应用。
本文将就微生物发酵的基本过程以及其在不同领域中的应用做简要介绍。
微生物发酵的基本过程微生物发酵是利用微生物将有机物质转化为其他有用的物质的过程。
在发酵过程中，微生物利用有机物质作为碳源和能源，通过代谢作用将底物分解成较小的分子，同时合成新的代谢产物。
微生物发酵的基本过程包括营养生长阶段和代谢生长阶段两个部分。
营养生长阶段是指微生物在发酵过程中时以单独生长的形式存在的时期。
在这个阶段中，微生物需要养分、水、氧气等条件，以便在有利条件下生长繁殖。
代谢生长阶段是指微生物在发酵过程中开始产生代谢产物时的生长阶段。
代谢产物通常从碳源、氮源以及其他元素中产生。
在这个阶段中，微生物还需要加入一些辅助物质，如激素、生长因子等，以保证代谢产物的生成和收获。
应用领域微生物发酵技术在不同的领域中都有着广泛应用。
食品工业微生物发酵技术在食品工业中可用于生产酸奶、酱油、醋等有机酸类食品，以及酒精、罗氏披萨面团调节剂等发酵类食品。
其中最常用的发酵微生物为乳酸菌、酵母菌等。
医药工业微生物发酵技术在医药领域中可用于生产生物制剂。
生物制剂通常由微生物制备，例如新型抗菌素、抗肿瘤细胞素、生物肝素等，这些制剂可在医疗、生物技术及分子生物学领域中得到广泛应用，发挥着重要作用。
农业工业微生物发酵技术在农业领域中可用于生产有机肥和微生物制剂。
有机肥通常由不可食用的废弃物质经过发酵后得到，具有较低的价格、无污染等优点。
微生物制剂包括微生物菌剂、微生物肥料等。
这些制剂可用于提高作物产量、提高作物质量、控制害虫及其它病原微生物等。
工业生产微生物发酵技术在工业生产中应用广泛，其应用范围包括环境保护、能源利用、化学工程等。
特别是利用工业微生物在大量发酵生产中，不仅实现了高效生产、低成本，同时减轻了对自然资源的污染和压力。