第3章生物科学与工业第1节微生物发酵及其应用基础自主梳理核心要点突破课标领航知能过关演练第1节课标领航1．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。情景导引“何以解忧，惟有杜康”，悠久的中华文化，可以说也是酒的文化，“无酒不成席”的传统依然影响着我们。你知道酒的生产流程吗？在生产中用到哪些微生物？基础自主梳理1．1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的_______引起的。2．1897年，德国的毕希纳进一步发现了____在酵母发酵中的作用。3．20世纪30年代，传统发酵工业生产酒精、乳酸、面包酵母、丙酮、丁醇、柠檬酸、淀粉酶和蛋白酶等。酵母酶4．20世纪40年代，大规模生产青霉素、链霉素、金霉素、土霉素等，抗生素工业兴起。5．20世纪50年代以后，氨基酸发酵工业、酶制剂工业、多糖和维生素发酵工业规模不断扩大。6．20世纪70年代，具有特殊生产能力的基因工程菌发酵产生胰岛素、生长激素等。二、发酵生产过程探秘1．发酵：是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的_________转化为人类所需要的产物的过程。2．原理：不同微生物的代谢途径不同，生产的___________也不同。例如：谷氨酸棒状杆菌发酵生产_______；黄色短杆菌发酵生产______。代谢途径代谢产物味精赖氨酸3．发酵过程(1)选育菌种：可采用自然界选种、______育种、__________育种等。(2)配制培养基：根据微生物的营养需要提供______、氮源、生长因子、无机盐和水。(3)灭菌：培养基和发酵设备均需严格灭菌。利用____________发酵。(4)扩大培养和接种：大规模生产中需要使_____达到一定数量；将菌种接种到培养基上，接种时防止杂菌污染。诱变基因工程碳源单一菌种菌种(5)发酵罐内发酵：要随时检测发酵进程，要及时满足营养需要，还要严格控制_______、pH、溶解氧等发酵条件。(6)分离、提纯产物：如果产品是菌体，可采用______、沉淀等方法；如果产品是_________，可采用提取、______和纯化措施来获得产品。4．发酵工程的应用(1)生产日常食品：如馒头、面包、腐乳、泡菜、葡萄酒等。(2)生产食品添加剂：味精、醋、酱油等。温度过滤代谢产物分离核心要点突破发酵生产过程探秘1．发酵的概念发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。2．好氧微生物发酵生产的流程图及其分析说明(1)选育菌种根据微生物遗传变异的特点，人们在生产实践中已经试验出一套行之有效的微生物育种方法。主要包括自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程等。下面着重介绍自然选育和诱变育种。①自然选育在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自发突变，从而选育出优良菌种的过程，叫做自然选育。菌种的自发突变往往存有两种可能性：一种是菌种衰退，生产性能下降；另一种是代谢更加旺盛，生产性能提高。具有实践经验和善于观察的工作人员，就能利用自发突变而出现的菌种性状的变化，选育出优良菌种。例如，在谷氨酸发酵过程中，人们从被噬菌体污染的发酵液中分离出了抗噬菌体的菌种。又如，在抗生素发酵生产中，从某一批次高产的发酵液取样进行分离，往往能够得到较稳定的高产菌株。但自发突变的频率较低，出现优良性状的可能较小，需坚持相当长的时间才能收到效果。②诱变育种诱变育种是指用人工的方法处理微生物，使它们发生突变，再从中筛选出符合要求的突变菌株，供生产和科学实验用。诱变育种与其他育种方法相比，具有操作简便、速度快和收效大的优点，至今仍是一种重要的、广泛应用的微生物育种方法。诱变育种包括出发菌种选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。出发菌种是指用于诱变的原始菌种。出发菌种可以是从自然界的土样或水样中分离出来的野生型菌种；也可以是生产中正在使用的菌种；还可以从菌种保藏机构中购买。选择的原则是要求菌种诱变剂的敏感性强、变异幅度大、产量高。为了使菌体与诱变剂均匀接触，通常要将出发菌种制成细胞(或孢子)悬浮液，再进行诱变处理。诱变剂有物理诱变剂(如紫外线、X射线、γ射线、快中子)、化学诱变剂(如亚硝酸、硫酸二乙酯、氮芥)等。在生产实践上，选用哪种诱变...
