1、素能提升课 发酵工程与其他模块知识的综合 第1章 发酵工程 提升点一 传统发酵技术与其他模块知识的交汇点 NO.1素能建构交汇点 1 酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的细胞结构，联系必修课程模块 1 中原核细胞与真核细胞的主要区别(1)相同点：都有细胞膜、细胞质和 DNA 分子。(2)不同点：醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，其细胞无核膜、染色体以及线粒体等众多的细胞器，只有核糖体一种细胞器，而酵母菌属于真核生物。交汇点 2 发酵条件的控制，联系必修课程模块 1 中有氧呼吸和无氧呼吸的影响因素(1)果酒的制作前期需要氧，有利于酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，然后控制为无氧条件，进行酒精发酵。控制发酵温度约为 2
2、8 。(2)果醋的制作一直需要充足的氧气，醋酸菌是需氧型细菌，控制发酵温度为 3035。但泡菜的制作一直需要密封，因为乳酸菌是厌氧型细菌。对应练习1下列有关传统发酵技术的应用，叙述正确的是()A制作果酒、果醋的菌种属于真核生物，制作腐乳、泡菜的菌种属于原核生物B制作果酒、果醋在无氧条件下进行，制作腐乳、泡菜需在有氧条件下进行C制作果酒、果醋、泡菜主要利用的是胞内酶，制作腐乳主要利用的是胞外酶D制作果酒、果醋的过程需保持菌种活性，制作腐乳、泡菜的过程不需要C 制作果酒利用的酵母菌属于真核生物，制作果醋利用的醋酸菌属于原核生物，制作腐乳利用的毛霉属于真核生物，A 项错误；制作果酒先在有氧条件下进行
3、，后在无氧条件下进行，制作泡菜需在无氧条件下进行，制作果醋、腐乳需在有氧条件下进行，B 项错误；制作果酒、果醋、泡菜主要利用的是胞内酶，制作腐乳主要利用的是胞外酶，C 项正确；制作果酒、果醋、腐乳和泡菜的过程中均需保持菌种活性，D 项错误。2下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是()A过程和都只能发生在缺氧条件下B过程和都发生在酵母菌的线粒体中C过程和都需要氧气的参与D过程所需的最适温度基本相同C 据图分析可知，过程表示细胞呼吸的第一阶段，其在有氧或无氧的条件下都可以进行，且是在细胞质基质中进行的，而非线粒体中，A、B 错误；过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，过程表示乙醇氧
4、化为醋酸的阶段，过程和都必须在有氧的条件下才可以进行，C 正确；过程是果酒制作阶段的化学反应，其适宜温度约为 28，过程是果醋制作阶段的化学反应，其适宜温度为 3035，D 错误。3苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。请回答下列问题：(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的_中进行，其产物乙醇与_试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程在酵母菌细胞的_中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度_。(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋 酸 的 过 程，根 据 醋 酸 菌 的 呼 吸 作 用 类 型，该 过
5、程 需 要 在_条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度_(填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸菌属于_核生物，其细胞结构中_(填“含有”或“不含有”)线粒体。解析(1)图中过程和是酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸菌是好氧细菌，因此，在醋酸菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过
6、程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度约为 28，第二阶段醋酸菌产生醋酸的适宜温度为 3035，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含有线粒体。答案(1)细胞质基质 酸性重铬酸钾 线粒体 快(2)有氧(3)低于(4)原 不含有提升点二 微生物培养技术与其他模块知识的交汇点 NO.2素能建构交汇点 1 酶的分解作用，联系必修课程模块 1 中酶的特性(1)酶具有专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应，如脲酶只能催化分解尿素。(2)需要温和条件：酶起催化作用需要适宜的温度和 pH，因此培养微生物需要控制温度，调节培养基的 pH。交汇点 2 培
7、养基中葡萄糖的作用，联系选择性必修模块 1 中血糖的来源和去路(1)葡萄糖的氧化分解：葡萄糖通过氧化分解释放能量，一部分以热能形式散失，另一部分储存在 ATP 中，为生命活动提供能量。(2)三大类物质的相互转化：糖类、脂质和蛋白质三大类物质之间可以相互转化。交汇点 3 培养基中无机盐的作用，联系必修课程模块 1、选择性必修模块 1 有关细胞和内环境中无机盐的作用(1)无机盐的作用：无机盐是某些化合物的组成成分；调节生物体的生命活动；维持渗透压和酸碱平衡。(2)调节 pH 的缓冲对：H2CO3/NaHCO3，NaH2PO4/Na2HPO4 等。对应练习1某些土壤细菌可将尿素分解成 CO2 和 N
8、H3，供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生_。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物 CO2 作为碳源，原因是_。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_(答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择_(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是_。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有 KH2PO4 和 Na2HPO4，其作用有_(答出两点即可)。解析(1)有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生脲酶，将尿素分解成 CO2 和 NH3。能分解尿素的细菌是异养生物
9、，不能利用CO2 作为碳源合成有机物，但这些细菌可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用：作为能源物质氧化分解为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能在培养基上生存。若选择“NH4NO3”或“尿素NH4NO3”作为氮源，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用 NH4NO3，不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有 KH2PO4 和 Na2HPO4，它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，KH2PO4 和 Na2HPO4 还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中
10、 pH稳定。答案(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用 CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料(2)尿素 其他两组都含有 NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用 NH4NO3，不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养；作为缓冲剂保持细胞生长过程中 pH 稳定2(2021广东适应性测试)几丁质广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的外骨骼和真菌的细胞壁中。某些微生物能合成几丁质酶(胞外酶)，使几丁质降解为 N-乙酰氨基葡萄糖，然后进一步转化利用。科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株，通过微生物培养获得几丁质酶，用于生物防治。回
11、答下列问题：a.花生白绢病菌 b.辣椒疫霉病菌 c.尖孢镰刀菌 d.拟盘多毛孢属菌(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以_为唯一碳源的固体选择性培养基上筛选目标菌株。(2)培养所筛选出的目标菌株，计算各单菌落周围的“水解圈直径/菌落直径”的比值，比值大小反映了_。(3)科研人员筛选出了产几丁质酶的菌株 A。将菌株 A 发酵产生的几丁质酶粗提液加入到盛有马铃薯培养基的培养皿中，涂布均匀后分别接种 4 种病原真菌，以_代替几丁质酶粗提液作为对照，结果见图，几丁质酶粗提液对_的抑菌效果最强(填入病原菌编号)。推测几丁质酶的抑菌机理是_。解析(1)筛选过程中，将土壤样品稀释液接种以几丁质为唯一
12、碳源的选择培养基上，在该培养基上只有可以利用几丁质的真菌可以生存，其他不能利用几丁质的微生物被淘汰而达到筛选的作用。(2)水解圈直径/菌落直径可以反映水解能力的大小，水解圈直径/菌落直径越大，说明该菌降解几丁质能力越强，反之越弱。(3)对照组实验应满足单一变量原则，实验组添加几丁质酶，对照组加入不含几丁质酶粗提液的等量的无菌水，对 4 组实验进行观察比较，d 组水解圈直径/菌落直径最大，即抑制效果最强，几丁质是真菌细胞壁的组成成分，几丁质酶水解了几丁质导致真菌细胞壁不能合成，抑制了真菌的繁殖。答案 (1)几丁质(2)微生物的降解能力(3)等量的无菌水 d 几丁质是真菌细胞壁的组成成分，几丁质酶水解了几丁质导致真菌细胞壁不能合成，抑制了真菌的繁殖谢谢观看 THANK YOU!