輔導教案

1．利用________的方法將特定的基因轉移到______中，獲得能生產特定產品的__________，再通過工程菌的________技術生產出大量的以前難以得到的各種產品。
2．發酵是指在________利用________________大量生產和積累特定____________的過程。發酵食品是指把____________利用____________生產和加工制作的食品。
3．現代發酵生產的工藝流程包括______、________、____________、______、______、________產物等階段。
4．發酵過程中，要及時檢測培養液中的________、______等，控制發酵進程。還要及時添加必需的______，以滿足微生物的營養要求。同時，要嚴格控制____________、____________、____________等發酵條。

參考答案
1．基因工程　微生物　基因工程菌　發酵培養
2．一定條下　微生物的生命活動　代謝產物或菌體　農副產品原料　發酵方法
3．菌種選育　菌種的擴大培養　培養基配制及滅菌
接種　發酵　分離和提純
4．菌體濃度　產物的含量　營養成分　溫度　pH　溶氧量

1．微生物有哪些類群？
答案：

分類形態結構生活方式代表生物
病毒無細胞
結構主要由核酸
和蛋白質衣
殼組成寄生植物病毒、
動物病毒、
噬菌體
原核生
物界單細胞原核細
胞結構寄生、腐
生、自養細菌、藍藻、
放線菌
真菌界單細胞或
多細胞真核細
胞結構腐生、
寄生酵母菌、
霉菌等
原生生
物界單細胞真核細
胞結構寄生、異
養、自養衣藻、變形
蟲、瘧原
蟲等

2．微生物需要哪些營養？
答案：

營養物質主要種類功能
碳CO2、NaHCO3、糖類、脂肪酸等提供微生物合成有機物的碳元素
氮分子態氮、氨、銨鹽、硝酸鹽、尿素、牛肉膏、蛋白胨為微生物合成含氮物質提供氮素
生長因子維生素、氨基酸、堿基(嘌呤、嘧啶)提供合成核酸、酶的原料
水—溶劑和生化反應的介質
無機鹽P、S、g、Fe、、Ca、o、n、Ni、Cu、I、Br等酶的成分、調節滲透壓

3．影響發酵過程的因素有哪些？
答案：(1)溫度
溫度對微生物的影響是多方面的。首先，溫度影響酶的活性。在最適溫度范圍內，隨著溫度的升高，菌體生長和代謝加快，發酵反應的速率加快。當超過最適溫度范圍以后，隨著溫度的升高，酶很快失活，菌體衰老，發酵周期縮短，產量下降。溫度也影響生物合成的途徑。
(2)pH
pH能夠影響酶的活性，以及細胞膜的帶電狀況。細胞膜的帶電狀況如果發生變化，膜的通透性會改變，從而有可能影響微生物對營養物質的吸收及代謝產物的分泌。
(3)溶解氧
氧的供應對需氧發酵說是一個關鍵因素。必須向發酵液中連續補充大量的氧，并要不斷地進行攪拌，這樣可以提高氧在發酵液中的溶解度。
(4)泡沫
在發酵過程中，通氣攪拌、微生物的代謝過程及培養基中某些成分的分解等，都有可能產生泡沫。發酵過程中產生一定數量的泡沫是正常現象，但過多的持久性泡沫對發酵是不利的。因為泡沫會占據發酵罐的容積，影響通氣和攪拌的正常進行，甚至導致代謝異常，因而必須消除泡沫。
(5)營養物質的濃度
發酵過程中各種營養物質的濃度，特別是碳氮比、無機鹽和維生素的濃度，會直接影響菌體的生長和代謝產物的積累。

【例1】 某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不當泡菜腐爛。下列原因中正確的是(　　)
①罐口密閉缺氧，抑制了乳酸菌的生長繁殖　②罐口封閉不嚴，氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖　③罐口封閉不嚴，氧氣抑制了其他腐生菌的生長繁殖�、芄蘅诜忾]不嚴，促進了需氧腐生菌的生長繁殖
A．①③　　　　　　　　　B．②④
C．②③ D．①④
解析：乳酸菌是厭氧型生物，在缺氧條下進行發酵產生乳酸，同時產生的乳酸抑制了其他微生物的生長繁殖，制成泡菜。如果罐口密封不嚴，有氧條下乳酸菌的發酵作用受到抑制，同時好氧型腐生菌大量繁殖，使泡菜腐爛變質。
答案：B

1．用酵母菌釀酒時，向原料中通入足夠的空氣，酵母菌的數量與酒精產量的變化分別是(　　)
A．死亡、增多 B．增多、不再產生
C．增多、增多 D．死亡、不再產生
【例2】 發酵罐發酵的過程中，使溫度升高的熱量于… (　　)
①冷水供應不足　②微生物代謝旺盛�、蹟嚢琛、芘囵B基不新鮮
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
解析：解答此題用排除法較易得出答案。第一，題目問的是使溫度升高的熱量，而冷水只能帶走熱量，不能產生熱量。第二，培養基的新鮮程度可影響代謝速度，但與熱量無直接關系。第三，微生物發酵過程中要進行呼吸作用，產生大量的化學能，其中大部分轉變成了熱能而使溫度升高。第四，攪拌增加了溶氧，加快反應速度，同時通過摩擦產生了熱能，也可使溫度升高。
答案：B

2．下列有關谷氨酸發酵的敘述中正確的是(　　)
A．發酵中不斷通入空氣
B．培養條不當將不能得到產品
C．攪拌的唯一目的是使空氣成為小泡
D．冷卻水可使酶活性下降
【例3】 可作為硝化細菌的碳、氮、能量的是(　　)
A．含碳有機物、氨、光
B．含碳無機物、氨、氮
C．含碳無機物、氨、化學能
D．含碳有機物、氨、氨
解析：硝化細菌是化能自養型生物，自養型生物的碳是CO2、碳酸鹽等含碳無機化合物。所需氮是無機氮化物，能作化能自養型微生物能的物質都是一些還原態無機物質，如氨既是硝化細菌的能(氨經氧化產生能量——化學能)，又是其氮。
答案：C

3．關于微生物的營養，說法正確的是(　　)
A．同一種物質不可能既作碳又作氮
B．凡是碳都能提供能量
C．除水以外的無機物僅提供無機鹽
D．無機氮也能提供能量
【例4】 關于菌種的選育不正確的是(　　)
A．自然選育的菌種不經過人工處理
B．誘變育種原理的基礎是基因突變
C．通過有性雜交可形成工程細菌
D．采用基因工程的方法可構建工程菌
解析：自然選育菌種是根據人們的需求用固體培養基進行篩選，要經過人工處理。菌種可以是細菌和真菌，工程菌可經過誘變育種、基因工程、細胞工程、有性雜交等獲取。
答案：A

4．基因工程培育的“工程菌”通過發酵工程生產的產品有(　　)ks5u
A．白細胞介素 B．乳酸
C．檸檬酸 D．抗生素

參考答案
堂反饋
1．B　解析：酵母菌屬兼性厭氧型微生物，在有氧的條下，將糖類物質分解成二氧化碳和水；在無氧的條下，產生二氧化碳和酒精。用酵母菌釀酒是利用其無氧呼吸產生酒精的原理。原料中通入足夠的空氣，酵母菌進行旺盛的有氧呼吸，新陳代謝旺盛，繁殖快，且有氧情況下無氧呼吸受抑制，使酒精產量下降。
2．B　解析：進行谷氨酸發酵的菌種是異養需氧型微生物，所以在培養過程中要不斷通入無菌空氣，避免雜菌污染。攪拌不但使空氣形成小泡以增加培養液中的溶氧量，還能使培養液與菌種充分接觸，提高原料的利用率。發酵罐發酵的過程中，微生物代謝、攪拌等使培養液溫度升高，冷卻水可降低溫度，是保證酶正常活性的條之一，而不是使酶的活性降低。當培養條不當時不會得到谷氨酸，如pH降低時將得到乙酰谷氨酰胺。
3．D　解析：考查對微生物的營養和能的理解。含C、H、O、N的化合物既是微生物的碳，又是微生物的氮；有機碳能提供能量，無機碳不能提供能量；無機物可提供碳、氮和能。如：①CO2是光能自養細菌的碳，但不能提供能量；②CO2和N2是無機物，也是微生物的碳和氮；③硝化細菌所利用的氮是無機氮，即氨，同時氨也為硝化細菌提供用以進行化能合成作用的能。
4．A　解析：乳酸、檸檬酸是傳統發酵工業產品；抗生素是現代發酵工業產品；白細胞介素是干擾素的一種，是利用基因工程獲得基因工程菌，再通過現代發酵技術獲得的。

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