选修第五章第3讲.pptVIP

* 生 物 第五章　微生物及发酵工程 选修部分 知识梳理 第三讲　发酵工程简介 教练点拨 随堂点兵 灭菌 发酵过程 　　例1　(2009·全国卷Ⅰ)下列关于通过发酵工程生产谷氨酸的叙述，错误的是( ) 　　A.发酵时需不断通入无菌空气，否则会积累乳酸 　　B.发酵时常采用的培养基为液体天然培养基 　　C.从自然界分离的野生型菌株可直接用于生产 　　D.当菌体生长进入稳定期时，补充营养物可提高谷氨酸产量 C 发酵工程生产谷氨酸，溶氧不足，会产生乳酸或琥珀酸；培养基通常有豆饼的水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成，呈液体状态，因此是液体天然培养基；从自然界分离的野生型菌株，产量一般都比较低，不能满足工业上的需要，通常都要用人工诱变的方法处理，使菌种产生突变，再从中筛选出符合要求的优良菌种，才能用于生产。当菌体生长进入稳定期时，要及时补充营养物以满足菌体的营养需求以提高谷氨酸的产量。故C不正确。 　　变式1　下图是发酵工程生产产品的流程简图，请分析后回答下列问题： 　　(1)从自然界中分离菌种，一般用　　　　　培养基；为了抑制不需要微生物的生长，同时扩大所需菌种的培养，一般用　　　　　　培养基；工业生产发酵罐中一般采用的培养基是　　　　　培养基、　　　　培养基。 　　(2)我国“神舟三号”飞船搭载了产生康乐霉素的C菌种，希望通过　　　　　　　　的途径，获得高产菌种，以应用于生产，改变免疫抑制剂依赖进口的现状；为了大量生产人的生长激素，首先必须通过　　　　　工程，将　　　　　导入菌体，再通过发酵工程进行生产。 　　(3)在控制发酵罐中发酵条件时，酒精发酵和氨基酸发酵的最大区别在于　　　　　　　　　　　　　　。 　　(4)在灭菌、冷却后的培养基中加入菌种，叫做　　　，这一过程需在　　　　　条件下操作。 　　(5)若以菌体本身为产品，应以　　　　　期的菌种为佳；若以代谢产物为产品，应想方设法延长　　　　　期。 此题考查了发酵工程所涵盖的一些知识点，如培养基的分类和作用，生产用菌种的选育，发酵的类型以及接种的有关知识，属于识记层次。培养基从其物理形态上分为固体培养基和液体培养基，从成分上分为天然培养基和合成培养基，从作 (1)固体　选择　液体　天然 (2)诱发基因突变(或人工诱变)　基因　人的生长激素基因 　　 (3)前者是厌氧发酵，后者是需氧发酵 　　 (4)接种　无菌 　　 (5)对数　稳定 用上分为选择培养基和鉴别培养基。不同的培养基用于不同的方面。菌种的选育方法有三种：诱变育种、基因工程和细胞工程的方法。接种时一定要在无菌条件下进行，这是发酵的关键，否则会导致杂菌污染，引起发酵失败。不同微生物发酵所需条件(温度、氧、pH等)不同，酒精发酵是厌氧发酵，而氨基酸发酵则是需氧发酵，对需氧发酵时要注意通气，并加以搅拌，而厌氧发酵则要密闭进行。 　　例2　下图为谷氨酸发酵装置图，据图回答下列问题； 　　(1)图中3，6处是发酵罐夹层中水的进出口，水在发酵罐夹层流动的作用是　　　　　　　　　　　　 　　。 　　(2)谷氨酸发酵液的pH应控制在7～8范围内，随着代谢产物的积累，发酵液pH变化趋势是　　　　　　　，控制办法是　　　　　　　　。发酵过程中，若谷氨酸积累过量，会抑制　　　　　的活性，导致合成途径中断，这种代谢调节方式称为　　　　　　　　　　　调节。 　　(3)如果在4处通入空气，谷氨酸产量会　　　　　，原因是　　　 　　　　　　。 发酵过程中由于微生物发酵产热及其搅拌也会产热，为使微生物始终处于适宜的温度，所以要用水来降温。谷氨酸发酵产生谷氨酸会使pH趋向变小，可采用加碱的办法调节。谷氨酸积累过量，则会直接抑制催化产生谷氨酸的谷氨酸脱氢酶的活性，导致合成途径中断，这属于酶活性的调节，具有快速、精细的特点。发酵时通入的必须是无菌空气否则易混入杂菌，产生竞争，分解或吸收谷氨酸，使产量下降。 (1)冷却(降温或使温度控制在30℃～37℃) (2)下降　加碱(氨水)　谷氨酸脱氢酶　酶活性(反馈、负反馈) 　　 (3)下降　混入杂菌产生竞争，分解或吸收谷氨酸 　　变式2　如下图是发酵工程的流程图，据图回答： 　　(1)在配制培养基时，要注意各种营养的比例。假如利用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸，则在扩大培养阶段的碳氮比是　　　　　，在发酵罐内发酵时的碳氮比是　　　　　。