辅导教案

1．利用________的方法将特定的基因转移到______中，获得能生产特定产品的__________，再通过工程菌的________技术生产出大量的以前难以得到的各种产品。
2．发酵是指在________利用________________大量生产和积累特定____________的过程。发酵食品是指把____________利用____________生产和加工制作的食品。
3．现代发酵生产的工艺流程包括______、________、____________、______、______、________产物等阶段。
4．发酵过程中，要及时检测培养液中的________、______等，控制发酵进程。还要及时添加必需的______，以满足微生物的营养要求。同时，要严格控制____________、____________、____________等发酵条。

参考答案
1．基因工程　微生物　基因工程菌　发酵培养
2．一定条下　微生物的生命活动　代谢产物或菌体　农副产品原料　发酵方法
3．菌种选育　菌种的扩大培养　培养基配制及灭菌
接种　发酵　分离和提纯
4．菌体浓度　产物的含量　营养成分　温度　pH　溶氧量

1．微生物有哪些类群？
答案：

分类形态结构生活方式代表生物
病毒无细胞
结构主要由核酸
和蛋白质衣
壳组成寄生植物病毒、
动物病毒、
噬菌体
原核生
物界单细胞原核细
胞结构寄生、腐
生、自养细菌、蓝藻、
放线菌
真菌界单细胞或
多细胞真核细
胞结构腐生、
寄生酵母菌、
霉菌等
原生生
物界单细胞真核细
胞结构寄生、异
养、自养衣藻、变形
虫、疟原
虫等

2．微生物需要哪些营养？
答案：

营养物质主要种类功能
碳CO2、NaHCO3、糖类、脂肪酸等提供微生物合成有机物的碳元素
氮分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏、蛋白胨为微生物合成含氮物质提供氮素
生长因子维生素、氨基酸、碱基(嘌呤、嘧啶)提供合成核酸、酶的原料
水—溶剂和生化反应的介质
无机盐P、S、g、Fe、、Ca、o、n、Ni、Cu、I、Br等酶的成分、调节渗透压

3．影响发酵过程的因素有哪些？
答案：(1)温度
温度对微生物的影响是多方面的。首先，温度影响酶的活性。在最适温度范围内，随着温度的升高，菌体生长和代谢加快，发酵反应的速率加快。当超过最适温度范围以后，随着温度的升高，酶很快失活，菌体衰老，发酵周期缩短，产量下降。温度也影响生物合成的途径。
(2)pH
pH能够影响酶的活性，以及细胞膜的带电状况。细胞膜的带电状况如果发生变化，膜的通透性会改变，从而有可能影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的分泌。
(3)溶解氧
氧的供应对需氧发酵说是一个关键因素。必须向发酵液中连续补充大量的氧，并要不断地进行搅拌，这样可以提高氧在发酵液中的溶解度。
(4)泡沫
在发酵过程中，通气搅拌、微生物的代谢过程及培养基中某些成分的分解等，都有可能产生泡沫。发酵过程中产生一定数量的泡沫是正常现象，但过多的持久性泡沫对发酵是不利的。因为泡沫会占据发酵罐的容积，影响通气和搅拌的正常进行，甚至导致代谢异常，因而必须消除泡沫。
(5)营养物质的浓度
发酵过程中各种营养物质的浓度，特别是碳氮比、无机盐和维生素的浓度，会直接影响菌体的生长和代谢产物的积累。

【例1】 某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是(　　)
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖　②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖　③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖　④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖
A．①③　　　　　　　　　B．②④
C．②③ D．①④
解析：乳酸菌是厌氧型生物，在缺氧条下进行发酵产生乳酸，同时产生的乳酸抑制了其他微生物的生长繁殖，制成泡菜。如果罐口密封不严，有氧条下乳酸菌的发酵作用受到抑制，同时好氧型腐生菌大量繁殖，使泡菜腐烂变质。
答案：B

1．用酵母菌酿酒时，向原料中通入足够的空气，酵母菌的数量与酒精产量的变化分别是(　　)
A．死亡、增多 B．增多、不再产生
C．增多、增多 D．死亡、不再产生
【例2】 发酵罐发酵的过程中，使温度升高的热量于… (　　)
①冷水供应不足　②微生物代谢旺盛　③搅拌　④培养基不新鲜
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
解析：解答此题用排除法较易得出答案。第一，题目问的是使温度升高的热量，而冷水只能带走热量，不能产生热量。第二，培养基的新鲜程度可影响代谢速度，但与热量无直接关系。第三，微生物发酵过程中要进行呼吸作用，产生大量的化学能，其中大部分转变成了热能而使温度升高。第四，搅拌增加了溶氧，加快反应速度，同时通过摩擦产生了热能，也可使温度升高。
答案：B

2．下列有关谷氨酸发酵的叙述中正确的是(　　)
A．发酵中不断通入空气
B．培养条不当将不能得到产品
C．搅拌的唯一目的是使空气成为小泡
D．冷却水可使酶活性下降
【例3】 可作为硝化细菌的碳、氮、能量的是(　　)
A．含碳有机物、氨、光
B．含碳无机物、氨、氮
C．含碳无机物、氨、化学能
D．含碳有机物、氨、氨
解析：硝化细菌是化能自养型生物，自养型生物的碳是CO2、碳酸盐等含碳无机化合物。所需氮是无机氮化物，能作化能自养型微生物能的物质都是一些还原态无机物质，如氨既是硝化细菌的能(氨经氧化产生能量——化学能)，又是其氮。
答案：C

3．关于微生物的营养，说法正确的是(　　)
A．同一种物质不可能既作碳又作氮
B．凡是碳都能提供能量
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．无机氮也能提供能量
【例4】 关于菌种的选育不正确的是(　　)
A．自然选育的菌种不经过人工处理
B．诱变育种原理的基础是基因突变
C．通过有性杂交可形成工程细菌
D．采用基因工程的方法可构建工程菌
解析：自然选育菌种是根据人们的需求用固体培养基进行筛选，要经过人工处理。菌种可以是细菌和真菌，工程菌可经过诱变育种、基因工程、细胞工程、有性杂交等获取。
答案：A

4．基因工程培育的“工程菌”通过发酵工程生产的产品有(　　)ks5u
A．白细胞介素 B．乳酸
C．柠檬酸 D．抗生素

参考答案
堂反馈
1．B　解析：酵母菌属兼性厌氧型微生物，在有氧的条下，将糖类物质分解成二氧化碳和水；在无氧的条下，产生二氧化碳和酒精。用酵母菌酿酒是利用其无氧呼吸产生酒精的原理。原料中通入足够的空气，酵母菌进行旺盛的有氧呼吸，新陈代谢旺盛，繁殖快，且有氧情况下无氧呼吸受抑制，使酒精产量下降。
2．B　解析：进行谷氨酸发酵的菌种是异养需氧型微生物，所以在培养过程中要不断通入无菌空气，避免杂菌污染。搅拌不但使空气形成小泡以增加培养液中的溶氧量，还能使培养液与菌种充分接触，提高原料的利用率。发酵罐发酵的过程中，微生物代谢、搅拌等使培养液温度升高，冷却水可降低温度，是保证酶正常活性的条之一，而不是使酶的活性降低。当培养条不当时不会得到谷氨酸，如pH降低时将得到乙酰谷氨酰胺。
3．D　解析：考查对微生物的营养和能的理解。含C、H、O、N的化合物既是微生物的碳，又是微生物的氮；有机碳能提供能量，无机碳不能提供能量；无机物可提供碳、氮和能。如：①CO2是光能自养细菌的碳，但不能提供能量；②CO2和N2是无机物，也是微生物的碳和氮；③硝化细菌所利用的氮是无机氮，即氨，同时氨也为硝化细菌提供用以进行化能合成作用的能。
4．A　解析：乳酸、柠檬酸是传统发酵工业产品；抗生素是现代发酵工业产品；白细胞介素是干扰素的一种，是利用基因工程获得基因工程菌，再通过现代发酵技术获得的。

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