《2012届高考生物考点发酵工程研究成果与分析精讲精析复习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012届高考生物考点发酵工程研究成果与分析精讲精析复习教案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012 届高考生物考点发酵工程研究成果与分析精讲精析复习教案高考考点 发酵工程研究成果与分析热点知识简介1沼气发酵沼气是有机物经沼气发酵微生物的发酵作用而产生的一种混合气体。其主要成分是甲烷(H4)，另外还有二氧化碳和少量的硫化氢、一氧化碳、氢等。甲烷是一种无色无味的可燃气体，和空气混合遇明火就能燃烧并放出大量的热。(1)沼气发酵沼气发酵微生物沼气发酵微生物分为不产甲烷群落和产甲烷群落。不产甲烷微生物群落主要是一类兼性厌氧菌，它们具有水解和发酵大分子有机物而产生酸的功能，在满足自身需要的同时，为产甲烷微生物提供营养物质和能量。产甲烷微生物群落，通常称为甲烷细菌。甲烷细菌可利用不产甲烷微生物的
2、中间产物和最终代谢产物作为营养物质和能而生长繁殖，并最终产生甲烷和二氧化碳等。沼气发酵过程沼气池中的大分子有机物，在一定的温度、水分、酸碱度和密闭条下，首先被不产甲烷微生物菌群分泌的胞外酶水解成小分子物质，如氨基酸、单糖类等。然后这些小分子物质进入不产甲烷微生物菌群，通过发酵作用被转化成为酸类和三氧化碳。甲烷细菌将不产甲烷微生物产生的中间产：物和最终代谢物分解转化成甲烷、二氧化碳和氨。在产气阶段产生的甲烷和二氧化碳都能挥发而排出池外，而氨以强碱性的亚硝酸氨形式留在沼池中，中和了产酸阶段的酸性，创造了甲烷稳定的碱性环境。影响沼气发酵的主要因素a，温度沼气发酵微生物众多，对温度的适应范围也不一样，
3、按发酵类型大体可分为四类。高温发酵(28)，中温发酵(3238) ，常温发酵(12 30) ，低温发酵(10 t 以下) 。实践证明，农户沼池采用2028的常温发酵比较经济实用。b酸碱度一般不产甲烷微生物对酸碱度的适应范围较广，而产甲烷细菌对酸碱度的适应范围较窄，只有在中性或微碱性的环境里才能正常生长发育。所以，沼气池里发酵液的 pH 在 680 为宜。沼气池密闭状况沼气池必须要密闭，不漏水，不漏气。这是人工制取沼气的关键。因为如果沼气池密闭性能不好，产生的沼气容易漏掉。更重要的是甲烷细菌是严格的厌氧菌，氧对这类微生物具有毒害作用。 ，(2) 沼气发酵的应用处理农作物秸杆和人畜粪便如果以农作物
4、秸秆作原料进行沼气发酵，产生的沼气再用作生活燃料，沼气燃烧不仅没有浓烟，而且热能的利用率可高达60以上。这对节约能，减少公害都具有很重要的意义。如果以作物秸秆、杂草、树叶和人畜粪便作原料进行沼气发酵，不仅可产生大量沼气成为再生能，而且沼液、沼渣还是优质高效和无病害肥料。因为沼气发酵完全是在密闭厌氧条下进行的，残留在秸秆上的病原微生物及害虫卵会彻底被杀死。并且有机物经完全发酵分解之后，有利于植物吸收利用。所以用沼液、沼渣作肥料，其肥效较高，而且也不会造成作物病虫害的传播和流行。处理城市污水和垃圾世界上普遍采用生物处理法处理城市污水和垃圾，生物处理法又分为好氧法和厌氧法。好氧生物处理是好氧微生物在
5、有氧条下，将污水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水及硝酸盐类，即所谓有机物的矿化。此法一般适于处理低浓度有机污水。厌氧生物处理是厌氧微生物在无氧条下，将污水中的有机物转化成甲烷和二氧化碳，工程上称之为厌氧消化，实际上就是沼气发酵。对于高浓度有机污水可通过沼气发酵法进行处理。2啤酒发酵啤酒是颇受群众欢迎的具有泡沫和特殊香味的低酒度饮料。现就啤酒酿造作简要介绍。(1) 原料水：啤酒中水占 90左右，酿造用水的质量好坏，直接影响到啤酒的质量与风味，所以对水的选择是很重要的。麦芽：到目前为止，大麦仍然是酿造啤酒的主要原料。麦芽的成分和质量直接影响到啤酒的质量。我国主要生产淡色麦芽，也制造少量浓色麦芽和黑
6、麦芽、焦香麦芽等。辅助原料：为了降低啤酒蛋白质含量，增加啤酒的保存性和改善啤酒的风味，以及降低生产成本，经常掺加部分未发芽谷类，如大米、玉米、大麦、小麦、高梁等；也有用淀粉或糖浆及各种糖类的，如蔗糖等。酒花：酒花是啤酒的重要原料，酒花含芳香油，是啤酒的芳香剂，它能使啤酒持有特异的香味及爽口的苦味，并能增加啤酒的稳定性和泡沫的持久性，啤酒生产中使用的酒花是一种雌花(雄花不能使用)。酵母：啤酒生产所需要的酵母为啤酒酵母，其生理特性能发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、半乳糖及棉子糖等。通过酵母的新陈代谢，将这些物质变成啤酒所含的成分。(2) 麦芽汁的制作粉碎：麦芽及辅助原料在糖化前必须先行粉碎。粉碎的目的是
7、增加原料与水的接触面积，使可溶性物质容易渗出，不溶性成分容易受酶的作用而水解。糖化，将麦芽和辅料内的物质溶解为溶液的操作称为“糖化” ，制成的溶液为“麦芽汁 ”。糖化的结果是，在淀粉酶的作用下将淀粉分解成为麦芽糖；在蛋白酶的作用下将蛋白质分解为氨基酸。 麦芽汁的过滤：糖化终了进行麦芽汁的过滤操作，以除去残渣。麦芽汁的煮沸及酒花的添加；过滤后的麦芽汁须煮沸和添加酒花，其目的是蒸发掉多余的水分，将麦芽汁浓缩到规定的浓度，使麦芽汁中热凝固性蛋白质凝结沉淀，延长啤酒的保存期，破坏全部酶和杀菌。麦芽汁的冷却：麦芽汁经过酒花分离器分离之后，使之迅速冷却到发酵最适宜的温度，即7。(3) 主发酵麦芽汁是一种较
8、稀薄的糖液，在适宜的条下加入酵母，经过酵母的发酵作用，使麦芽汁由原的甜苦气味，逐渐变成芳香气味，而且麦芽汁的甜度也随着下降，生成了酒精和二氧化碳。二氧化碳不断地从麦芽汁液中释放出，液面浮有一层白沫。(4) 后发酵后发酵的目的使发酵液的残糖继续发酵。在发酵液中，每毫升含300 万-1 亿个酵母细胞，能利用发酵液中可发酵性糖继续发酵，产生酒精和二氧化碳，使酒的甜味和不成熟味减少。二氧化碳是啤酒质量的重要指标，缺乏二氧化碳酒喝到口里不杀口，感到平淡，泡沫减少。() 滤酒发酵结束后须经过过滤，除去悬浮的蛋白质和酵母细胞等微粒，使啤酒口味醇正，清亮透明，富有光泽，具有良好的保存性和商品特点。(6) 啤酒
9、酿造的工艺卫生啤酒酿造过程不允许其他杂菌感染。常见的杂菌有酒花毛霉、根霉、青霉、醋酸菌、乳酸菌、八联球菌和野生酵母等。生产中应注意每一道工序的卫生，经常用硫磺、甲醛、酒精和漂白粉进行环境消毒。(7) 成品包装成品包装是啤酒生产的最后一道工序。主要步骤包括洗瓶、空瓶检查、灌酒和压盖。压完盖的啤酒称生啤酒，可以贴商标出厂。熟啤酒还必须用 6062的温度经过 1820in，将酒内酵母杀死，然后经过验酒、贴商标、包装出厂。新高考探究 1 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径如下图所示要提高谷氨酸的产量必须采取的措施是A增加葡萄糖B 增加谷氨酸脱氢酶改变细胞膜透性，使谷氨酸排放细胞外D增加 a-酮戊二酸答案：
10、 2 为研究微生物群体生长规律，常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是 A 恒定容积的液体培养基B 任意容积的液体培养基恒定容积的半固体培养基D任意容积的半固体培养基 答案： A3 黄色短杆菌合成赖氨酸的途径如下图所示，试分析要增加赖氨酸的产量，本质上必须A增加天冬氨酸B 增加天冬氨酸激酶降低(消除) 高丝氨酸脱氢酶D 减少苏氨酸 答案： 4 谷氨酸除用于制造味精外，还可用于治疗神经衰弱及配制营养注射液，应用前景广泛。光明制醋厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，结果代谢产物没有谷氨酸而产生乳酸及琥
11、珀酸，其原因是A温度控制不适 B通气量过多pH 呈酸性 D溶氧不足 答案： D在现代发酵工程小，利用下列哪一项技术，有目的地改造原有的菌种并且提高其产量A细胞融合 B 诱变育种 克隆 DDNA 重组技术答案： D6 产甲烷细菌的代谢方式为异养厌氧型，在营养充分、水分充足的情况下，产生甲烷较多的条是A10、隔绝空气D20、隔绝空气10、不隔绝空气D20、不隔绝空气 答案： B7 微生物产生抗毒素、抗生毒、色毒等的形成时期主要是在A调整期 B对数期稳定期 D衰亡期 答案： 8 基因工程培育的“工程菌” 通过发酵工程生产的产品有石油 人生长激素 紫草素 聚乙二醇 胰岛素 乙肝疫苗A B D答案： B
12、高分热点题预测 1 人造蛋白食品是现代微生物工程的杰作之一，食用真菌蛋白是人造蛋白的一种。真菌蛋白的制造过程如下图示。高考高考考动向：微生物的类型、营养及其代谢过程。高考试题预测：请根据、图解回答下列问题：(1)往发酵罐内注入少量氨水的目的是_。答案：满足真菌所需 N(2) 制造真菌蛋白时，要向发酵罐内注入空气，由此可推知发酵罐中真菌的异化作用类型是_型。答案：兼性厌氧(3) 往发酵罐内添加的一切物品都要经过消毒，从生态学的角度进行分析，其原因是_。答案：防止杂菌与真菌之间竞争(4) 添加的糖被真菌利用，转化形成真菌蛋白，必须经过的生理过程是_。答案：转氨基作用() 从自然界中分离出的真菌菌种
13、，用于制造真菌蛋白时，真菌蛋白的产量较低。要获得较多的真菌蛋白，培育优良的真菌菌种可采用_。答案：诱变育种(或基因工程育种)(6) 利用微生物工程制造出的真菌蛋白，常作为家畜(如猪) 的饲料添加剂。猪食用这些添加剂后，可加速育肥的原因是_，这些添加剂在猪体内的代谢产物有_。 答案：猪食用后，真菌蛋白质被分解成氨基酸，经脱氨基作用形成不含氮部分可转变成脂肪 H2、2 尿素2 下图表示制造啤酒的过程方法。高考高考考动向：微生物的培养代谢、生长及其影响因素。高考试题预测：据图分析回答下列问题： (1)把原料放人沸水中混合的原因是_。 答案：为了除去原料中 2(2)在混合物中加入糖的理由是_。 答案：
14、糖是啤酒酵母发酵的原料(3)在混合物冷却后才把酵母加进去，是因为_；假如冷却时不慎使温度骤降到，当温度逐渐回升到 2时，酵母是否还具有活性?原因是： _ 答案：防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度 低温使酶的活性降低，但并没有变性失活，当逐渐回升到最适温度，酵母菌生长生殖恢复正常(4)说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应式叙述这一整个过程。 答案：酒精发酵 6H12 22HH+22+能量() 酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的顶部，解释为什么。 答案：酵母菌细胞内产生的 2，增大了本身在液体中的浮力，使其上升(6)为什么啤酒要至少搁置 21 天，才可以过滤装瓶，请说出一种
15、理由。 答案：待酵母菌充分发酵，发酵过程停止，有利于混合物杂质沉淀(7)在一只盛有糖溶液的瓶中加入酵母。以后的 30 天中混合物的变化情况如下图所示，用图中的信息回答下列问题：酵母量在什么时候达到最大值?_为什么酵母数量停止增加下去，说出两种理由:答案：第 14 天左右糖被逐渐消耗，缺少生命活动的原料酒精和2 积累，对细胞有毒害，再如生存斗争加剧，死亡率上升等(以上三项任意两项均可，其他合理答案也可) 3 长期以，我国农村烧秸秆取草木灰作农田肥料，则不仅浪费资还造成环境污染。现在已经有些地方利用秸秆制造沼气。招气的制作如下图所示。高考高考考动向：微生物的发酵条、过程及生殖，生态系统中物质和能量的利用。高考试题预测：请回答以下问题， (1)在图中标出箭头，表示早期生产过程中的物质循环。 答案：如下图所示(2)沼气池能产生沼气的基本条有哪些? 答案：农作物废料和人畜粪便(含微生物) 、水、适宜温度和 pH 值、隔绝空气(无氧) 等(3)沼气的主要成分是_。 答案：甲烷(4)作为能物质，沼气中的能量是由_间接转换的。 答案：光能() 在发酵的过程中，好氧型、厌氧型和兼气型(如酵母菌) 等微生物都参与了代谢活动，分
