2026屆新高考生物熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程及其應(yīng)用考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”小明的媽媽決定親手為他制作一些開胃小菜和健康飲品。周末的廚房，變成了一個(gè)微型的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”。媽媽準(zhǔn)備了豆腐、白菜、葡萄和蘋果，打算制作腐乳、泡菜、葡萄酒和葡萄醋。小明在一旁幫忙，并對(duì)其中蘊(yùn)含的生物學(xué)問(wèn)產(chǎn)生了濃厚的興趣。1.媽媽告訴小明，這些美食的制作都離不開“發(fā)酵”，請(qǐng)從生物學(xué)角度給發(fā)酵下一個(gè)定義發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需產(chǎn)物的過(guò)程。2.媽媽使用的這些方法，都屬于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。請(qǐng)問(wèn)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)有哪些共同特點(diǎn)？A.通常是單一菌種純種發(fā)酵B.通常是多種微生物混合發(fā)酵C.不需要嚴(yán)格的滅菌D.依賴原材料和環(huán)境中的天然微生物BCD考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”3.請(qǐng)說(shuō)出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程有何不同？①菌種來(lái)源不同：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)依賴原材料或環(huán)境中的多種天然微生物；發(fā)酵工程利用的是經(jīng)過(guò)篩選的單一純種微生物。②滅菌要求不同：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)不需要嚴(yán)格滅菌；發(fā)酵工程全過(guò)程都要嚴(yán)格滅菌。③生產(chǎn)規(guī)模不同：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)規(guī)模?。话l(fā)酵工程規(guī)模大。④產(chǎn)物特點(diǎn)不同：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)物成分復(fù)雜，風(fēng)味獨(dú)特；發(fā)酵工程產(chǎn)物單一，純度高。⑤質(zhì)量控制不同：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)物質(zhì)量難控制，不同批次差異大；發(fā)酵工程產(chǎn)物質(zhì)量易控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定?？键c(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”4.腐乳制作①原料：②菌種：③菌種的生殖方式：④菌種的代謝類型：⑤發(fā)酵原理：豆腐主要起作用的是毛霉（真核生物）異養(yǎng)需氧型孢子生殖考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”4.腐乳制作讓豆腐長(zhǎng)出毛霉直接利用空氣中的毛霉孢子或者直接接種毛霉目的：加鹽腌制目的：加鹵湯瓶鹵湯包括酒和香辛料酒：香辛料：密封腌制方法：隨豆腐層數(shù)加高增加鹽用量，接近瓶口表面，鋪厚一點(diǎn)前期發(fā)酵后期發(fā)酵封瓶時(shí)瓶口通過(guò)酒精燈火焰防止瓶口污染。讓毛霉等產(chǎn)生蛋白酶和脂肪酶析出豆腐中的水分、抑制雜菌生長(zhǎng)、調(diào)味抑制微生物生長(zhǎng)，并使腐乳具有獨(dú)特香味；調(diào)味，防腐殺菌考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”5.泡菜制作①原料：②菌種：③菌種的生殖方式：④菌種的代謝類型：⑤發(fā)酵原理：新鮮蔬菜乳酸菌（原核生物）異養(yǎng)厭氧型C6H12O62C3H6O3（乳酸）酶+能量二分裂不斷積累0.4%-0.8%發(fā)酵期間，乳酸會(huì)___________，當(dāng)它的質(zhì)量百分比為____________時(shí)，泡菜的口味、品質(zhì)最佳?？键c(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用5.泡菜制作向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過(guò)程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時(shí)間；將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；配制鹽水原料處理蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵調(diào)味、抑制微生物生長(zhǎng)①殺死鹽水中的雜菌創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒(méi)過(guò)菜料，蓋好壇蓋；防止殺死乳酸菌①為了防止發(fā)酵液溢出②防止因裝太滿鹽水未沒(méi)過(guò)菜料而變質(zhì)③方便拿取②去除鹽水中的氧氣防止高溫殺死材料表面乳酸菌考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用泡菜發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌、乳酸、亞硝酸鹽的含量變化發(fā)酵時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期發(fā)酵后期曲線模型少（有氧氣，乳酸菌的活動(dòng)受到抑制）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸抑制其他菌活動(dòng)）積累增多（PH下降）下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，PH下降，抑制其活動(dòng)）繼續(xù)增多（PH繼續(xù)下降）下降至相對(duì)穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）乳酸乳酸菌亞硝酸鹽考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用【情景探究】如圖是泡菜在腌制過(guò)程中，乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化規(guī)律，據(jù)圖分析：(1)從生物間的相互關(guān)系和條件變化分析，乳酸菌呈現(xiàn)這種變化規(guī)律的原因是什么？(2)乳酸含量開始很低，中后期急劇增加的原因是什么？(3)分析亞硝酸鹽的含量變化的原因？初期：大腸桿菌、酵母菌、硝酸鹽還原菌利用氧氣，創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，乳酸菌開始活動(dòng)；中期：乳酸菌產(chǎn)生了大量乳酸，其他細(xì)菌活動(dòng)受到抑制，乳酸菌活動(dòng)增強(qiáng)；后期：由于乳酸的積累，乳酸菌活動(dòng)也受到抑制，乳酸菌數(shù)量下降。初期有氧氣，乳酸菌活動(dòng)較弱，中后期氧氣含量減少，乳酸菌大量繁殖，乳酸迅速積累。發(fā)酵初期，乳酸菌和乳酸的量都比較少，而由于硝酸鹽還原菌的活動(dòng)，亞硝酸鹽含量逐漸增加；后期由于硝酸鹽還原菌受抑制，同時(shí)形成的亞硝酸鹽又被分解，因而亞硝酸鹽含量下降?？键c(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用【思考討論】1.泡菜咸而不酸的最可能原因？加入陳泡菜水的目的？可能是食鹽濃度過(guò)高、發(fā)酵溫度過(guò)低等原因?qū)е屡莶宋茨苷０l(fā)酵接種純度較高的乳酸菌2.泡菜制作過(guò)程中影響亞硝酸鹽含量的因素？溫度、腌制時(shí)間、食鹽用量3.媽媽提醒小明，取食泡菜要用干凈的筷子，否則泡菜水容易“生花”（長(zhǎng)出白膜）。b)這體現(xiàn)了發(fā)酵過(guò)程中要注意什么？a)這層“白膜”主要是由什么微生物引起的？酵母菌注意防止雜菌污染c)如何判斷腌制的泡菜是否成功？色澤、風(fēng)味、乳酸菌數(shù)量、亞硝酸鹽含量等d)嘗試說(shuō)出泡菜制作過(guò)程中制作無(wú)氧環(huán)境的措施？①選擇氣密性好的泡菜壇。②鹽水煮沸后冷卻待用。③裝壇時(shí)壓實(shí)，鹽水沒(méi)過(guò)全部菜料。④蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水；發(fā)酵期間不宜開蓋，并注意在發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)常向水槽中補(bǔ)水?？键c(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用家里的“風(fēng)味實(shí)驗(yàn)室”6.果酒制作①原料：②菌種：③菌種的生殖方式：④菌種的代謝類型：⑤發(fā)酵原理：新鮮水果（葡萄）酵母菌（真核生物）異養(yǎng)兼性厭氧型C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O+能量（有氧條件）酶C6H12O62C2H5OH＋2CO2+能量（無(wú)氧條件）酶出芽生殖、孢子生殖考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用6.果酒制作器具消毒將發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等器具用洗潔精清洗干凈，并用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，晾干備用沖洗葡萄取新鮮葡萄，用清水沖洗1-2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干榨汁裝瓶用榨汁機(jī)榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶（注意：要留有大約1/3的空間），蓋好瓶蓋酒精發(fā)酵將溫度控制在18-30℃進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)（注意：不是打開瓶蓋），此后再擰緊瓶蓋。發(fā)酵時(shí)間為10-12d.①70%的酒精的作用：②沖洗的目的：③沖洗1-2次即可，能否反復(fù)沖洗，為什么？④為什么去梗前沖洗：⑤葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)，為何要留有1/3的空間？⑥每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)的目的：⑦擰松但不打開的目的：去除表面灰塵、污物防止野生菌種數(shù)量減少，不利于酒精發(fā)酵避免葡萄破損，減少被雜菌污染的機(jī)會(huì)a.先讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵；b.防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出不能，排出產(chǎn)生的CO2，防止爆裂防止雜菌污染消毒考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用6.果醋制作打開瓶蓋，蓋上紗布當(dāng)葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30-35℃，時(shí)間為7-8d。果醋檢測(cè)果酒檢測(cè)可通過(guò)從發(fā)酵瓶口取樣來(lái)對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行檢測(cè)⑧如何檢測(cè)果酒的發(fā)酵情況（檢測(cè)是否產(chǎn)生酒精）？a.聞b.品嘗c.用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測(cè)橙色→灰綠色⑨醋酸菌從何而來(lái)？⑩如何檢測(cè)果醋的發(fā)酵情況？a.聞；b.品嘗；c.使用pH試紙檢測(cè)前后的pH值；d.觀察醋酸菌膜是否形成；打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入果酒發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌因不適應(yīng)環(huán)境條件(不能利用乙醇)而不能繁殖考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用果酒發(fā)酵與果醋發(fā)酵的裝置比較結(jié)構(gòu)作用酒精發(fā)酵時(shí)狀態(tài)醋酸發(fā)酵時(shí)狀態(tài)充氣口排氣口出料口通入空氣關(guān)閉打開，并接入氣泵排出發(fā)酵產(chǎn)生的氣體打開打開便于取樣監(jiān)測(cè)關(guān)閉關(guān)閉思考：1.為什么排氣口膠管長(zhǎng)而彎曲？2.該裝置還能繼續(xù)改進(jìn)嗎？防止空氣中微生物的污染可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等項(xiàng)目果酒制作果醋制作發(fā)酵菌種

菌種來(lái)源菌種代謝類型發(fā)酵原理在有氧條件下：在無(wú)氧條件下：氧氣、糖源都充足時(shí)：缺少糖源時(shí)：發(fā)酵條件溫度

時(shí)間氧氣

酵母菌醋酸菌主要是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶空氣中的野生型醋酸菌C6H12O6+2O22CH3COOH+2H2O+2CO2+能量酶C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量酶28℃（18-30℃）30-35℃10-12d7-8d初期需氧，后期不需氧始終需要氧氣4．(2024·廣東六校聯(lián)考)《齊民要術(shù)》記載了一種稱為“動(dòng)酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的釀醋工藝：“大率酒一斗，用水三斗，合甕盛，置日中曝之。七日后當(dāng)臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移動(dòng)，撓攪之。數(shù)十日，醋成?！毕铝袛⑹鲥e(cuò)誤的是()A．該方法依據(jù)的原理是醋酸菌在氧氣充足、糖源缺乏時(shí)將酒精轉(zhuǎn)化為乙酸B．加水的目的是對(duì)酒進(jìn)行稀釋，避免滲透壓過(guò)高殺死醋酸菌C．“衣”位于變酸的酒表面，是由原酒中的酵母菌大量繁殖形成的D．“撓攪”有利于酒精與醋酸菌充分接觸，還可以增加溶液中的溶解氧C易錯(cuò)辨析(1)泡菜制作過(guò)程中，酵母菌將葡萄糖分解成乳酸(2)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無(wú)菌空氣制作葡萄醋(3)果酒發(fā)酵時(shí)，每日放氣需迅速，避免空氣回流入發(fā)酵容器(4)果酒發(fā)酵時(shí)，用斐林試劑檢測(cè)葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日增多(5)果醋發(fā)酵時(shí)，用重鉻酸鉀測(cè)定醋酸含量變化時(shí)，溶液灰綠色逐日加深A(yù)．泡菜的制作過(guò)程主要是由乳酸菌參與發(fā)酵，該菌屬于厭氧菌B．用水密封發(fā)酵壇的主要目的是保持無(wú)氧條件C．鹽水的制作過(guò)程要煮沸冷卻，煮沸是為了除去水中的氧氣和雜菌，冷卻是因?yàn)楦邷貢?huì)殺死乳酸菌D．腌制泡菜時(shí)如果加入一些陳泡菜汁，可以縮短腌制時(shí)間E．泡菜制作的過(guò)程中，乳酸菌在產(chǎn)生乳酸的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽F．發(fā)酵期間乳酸不斷積累，當(dāng)它的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～20%時(shí)，泡菜口味最佳G．泡菜制作過(guò)程中，亞硝酸鹽的含量先增加后降低××√××√√√√××√易錯(cuò)辨析A．制作葡萄酒前，需反復(fù)沖洗葡萄以避免雜菌污染B．將葡萄汁裝入發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間C．為保證無(wú)氧環(huán)境，果酒制作過(guò)程中不能擰松瓶蓋D．在O2和糖源充足時(shí)，醋酸菌能將乙醇先轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸E．制作果酒和果醋的溫度基本相同F(xiàn)．果醋制作過(guò)程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒則情況相反G．泡菜壇內(nèi)的白色菌膜和變酸的果酒表面的菌膜所含的主要菌種相同3．如圖為果酒與果醋發(fā)酵的簡(jiǎn)易裝置甲及興趣小組設(shè)計(jì)的改進(jìn)裝置乙示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．裝置甲在釀酒過(guò)程中被雜菌污染的機(jī)會(huì)比裝置乙小B．裝置乙的d處彎曲可防止發(fā)酵液被空氣中的雜菌污染C．果酒發(fā)酵時(shí)氣閥a需要先打開后關(guān)閉D．果酒發(fā)酵過(guò)程中氣閥a和氣閥b應(yīng)同時(shí)處于打開或關(guān)閉狀態(tài)E．利用果酒進(jìn)行果醋發(fā)酵時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高溫度并打開氣閥a×√×××××BCD考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用1.請(qǐng)你用精準(zhǔn)的生物學(xué)語(yǔ)言來(lái)定義它，并指出它與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)（如家庭制作米酒）最根本的區(qū)別是什么？發(fā)酵工程：是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種新技術(shù)。根本區(qū)別：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)通常是混合菌種、開放式的自然發(fā)酵，過(guò)程不可控，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。而現(xiàn)代發(fā)酵工程是純種、無(wú)菌、可控的工業(yè)化發(fā)酵，通過(guò)對(duì)溫度、pH、溶氧量等條件的精確調(diào)控，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)。2.一個(gè)完整的發(fā)酵工程項(xiàng)目，從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)想走向工業(yè)化生產(chǎn)，需要經(jīng)歷哪些基本環(huán)節(jié)？請(qǐng)你畫出流程圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)環(huán)節(jié)的核心任務(wù)?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.一個(gè)完整的發(fā)酵工程項(xiàng)目，從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)想走向工業(yè)化生產(chǎn)，需要經(jīng)歷哪些基本環(huán)節(jié)？請(qǐng)你畫出流程圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)環(huán)節(jié)的核心任務(wù)。菌種選育擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物獲得性狀優(yōu)良的菌種方法：①?gòu)淖匀唤缰泻Y選②通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得繁殖快、產(chǎn)量高；低成本；發(fā)酵條件易控制；菌種不易變異退化增加菌種數(shù)目用何性質(zhì)的培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基如何擴(kuò)大培養(yǎng)：將培養(yǎng)到生長(zhǎng)速度最快時(shí)期的菌體分開，再進(jìn)行培養(yǎng)提供營(yíng)養(yǎng)菌種確定后經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)配都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格滅菌雜菌與菌種之間形成的種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系使產(chǎn)量下降或雜菌產(chǎn)生的代謝物抑制菌種的生長(zhǎng)使產(chǎn)量下降。滅菌原因：獲得產(chǎn)品考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用2.一個(gè)完整的發(fā)酵工程項(xiàng)目，從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)想走向工業(yè)化生產(chǎn)，需要經(jīng)歷哪些基本環(huán)節(jié)？請(qǐng)你畫出流程圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)環(huán)節(jié)的核心任務(wù)。菌種選育擴(kuò)大培養(yǎng)配制培養(yǎng)基滅菌接種發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵分離、提純產(chǎn)物將菌種接入發(fā)酵罐中發(fā)酵工程的核心環(huán)節(jié)獲得產(chǎn)品①了解發(fā)酵進(jìn)程：隨時(shí)檢測(cè)培養(yǎng)液中微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等②及時(shí)添加必需的營(yíng)養(yǎng)成分③嚴(yán)格控制溫度、PH、溶解氧等發(fā)酵條件獲得并純化產(chǎn)物方法：①產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身過(guò)濾、沉淀等②產(chǎn)品是代謝物依據(jù)產(chǎn)物性質(zhì)采取適當(dāng)?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用3.在食品工業(yè)中，發(fā)酵工程幾乎無(wú)處不在。請(qǐng)至少列舉出三個(gè)不同品類的產(chǎn)品，并指明它們分別是由哪種微生物發(fā)酵產(chǎn)生的。調(diào)味品：醬油（黑曲霉）醋（醋酸桿菌）味精/谷氨酸（谷氨酸棒狀桿菌）酒類：啤酒/葡萄酒（酵母菌）乳制品：酸奶/奶酪（乳酸菌）食品添加劑：檸檬酸（黑曲霉）4.與傳統(tǒng)化學(xué)合成或提取相比，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)食品或食品添加劑（如檸檬酸）有哪些突出的優(yōu)勢(shì)？①生產(chǎn)條件溫和（通常在常溫、常壓、近中性的條件下進(jìn)行）②原料來(lái)源豐富且價(jià)格低廉（常以玉米、薯干、糖蜜等農(nóng)副產(chǎn)品為原料）③產(chǎn)物專一（微生物酶催化的反應(yīng)具有高度專一性）④廢棄物對(duì)環(huán)境污染小和容易處理等酶制劑：淀粉酶、果膠酶、脂肪酶和氨基肽酶等考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用5.發(fā)酵工程在醫(yī)藥工業(yè)中占據(jù)了不可替代的地位。請(qǐng)至少列舉出三類利用發(fā)酵工程生產(chǎn)的醫(yī)藥產(chǎn)品，并分別簡(jiǎn)述其生產(chǎn)所依賴的微生物類型或技術(shù)核心。①抗生素類：如青霉素。主要利用真核微生物-霉菌（如產(chǎn)黃青霉）進(jìn)行生產(chǎn)②激素與蛋白類藥物：如人胰島素、人生長(zhǎng)激素。其生產(chǎn)核心是利用基因工程改造的工程菌（如大腸桿菌）或真核細(xì)胞（如酵母菌），再通過(guò)發(fā)酵工程實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。③疫苗類：如重組乙肝疫苗。將乙肝病毒表面抗原的基因?qū)虢湍妇校尳湍妇诎l(fā)酵過(guò)程中表達(dá)出病毒抗原蛋白，經(jīng)提純后制成疫苗?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用6.除了生產(chǎn)常規(guī)藥物，發(fā)酵工程在開發(fā)新型疫苗（如亞單位疫苗）中也發(fā)揮著重要作用。與傳統(tǒng)滅活或減毒活疫苗相比，利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的重組亞單位疫苗（如HPV疫苗）具有哪些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)？極高的安全性：該疫苗只包含病毒的某種特定抗原蛋白，而不含病毒的遺傳物質(zhì)，因此絕對(duì)沒(méi)有感染風(fēng)險(xiǎn)，也不會(huì)因病毒復(fù)活而致病，適用于免疫力低下的人群。有效性明確：成分單一，誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)針對(duì)性強(qiáng)。易于規(guī)?；a(chǎn)：利用發(fā)酵工程生產(chǎn)抗原蛋白，過(guò)程可控、高效，易于保證不同批次間質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性?？缮a(chǎn)傳統(tǒng)技術(shù)難以制備的疫苗：對(duì)于一些培養(yǎng)困難或危險(xiǎn)的病毒（如HPV、乙肝病毒），傳統(tǒng)方法難以制備疫苗，而該技術(shù)可以繞過(guò)病毒培養(yǎng)，直接生產(chǎn)有效的抗原成分?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用7.與傳統(tǒng)從動(dòng)物胰腺中提取胰島素相比，利用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)人胰島素具有顯著優(yōu)勢(shì)。請(qǐng)描述該技術(shù)的大致流程，并分析其優(yōu)勢(shì)所在？基因工程階段：從人的胰島B細(xì)胞中獲取胰島素基因。構(gòu)建工程菌：將胰島素基因與質(zhì)粒重組，形成重組DNA分子，然后導(dǎo)入大腸桿菌中，構(gòu)建成能表達(dá)人胰島素的“工程菌”。發(fā)酵工程階段：在嚴(yán)格的無(wú)菌條件下，于發(fā)酵罐中大規(guī)模培養(yǎng)該工程菌。產(chǎn)物提?。汗こ叹铣傻娜艘葝u素通常存在于菌體內(nèi)，因此需要破碎細(xì)胞，并進(jìn)行分離、復(fù)性、純化等一系列操作，最終獲得高純度的人胰島素產(chǎn)品。產(chǎn)量高、成本低：發(fā)酵生產(chǎn)不受動(dòng)物來(lái)源限制，能大規(guī)模生產(chǎn)，顯著降低了成本。安全性好：避免了動(dòng)物源病原體（如病毒）的污染風(fēng)險(xiǎn)。純度高、質(zhì)量穩(wěn)定：產(chǎn)品為純的人胰島素，免疫原性低，且生產(chǎn)過(guò)程可控，質(zhì)量穩(wěn)定。倫理與動(dòng)物保護(hù)：無(wú)需屠宰大量動(dòng)物，符合倫理要求。考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用8.在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，發(fā)酵工程可以用于生產(chǎn)哪些產(chǎn)品？請(qǐng)以微生物農(nóng)藥為例，說(shuō)明它與化學(xué)農(nóng)藥相比，為何更符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展理念？農(nóng)業(yè)產(chǎn)品：微生物農(nóng)藥（如蘇云金桿菌Bt）、微生物肥料（如根瘤菌劑）、微生物飼料（如單細(xì)胞蛋白）。微生物農(nóng)藥的優(yōu)勢(shì)：對(duì)人畜安全：對(duì)害蟲特異性強(qiáng)，不傷害天敵。環(huán)境污染小：易被降解，無(wú)殘留。不易產(chǎn)生抗藥性：作用方式多樣，害蟲難以產(chǎn)生抗性。符合綠色農(nóng)業(yè)要求：是生產(chǎn)有機(jī)食品的理想工具?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用9.請(qǐng)閱讀教材24-25頁(yè)，下面是啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵冷卻消毒終止過(guò)濾（1）啤酒釀造主要依賴于哪種微生物的代謝活動(dòng)？請(qǐng)明確指出它在啤酒釀造兩個(gè)主要階段（糖化與發(fā)酵）中分別扮演的角色酵母菌糖化階段：此階段的主角是大麥自身發(fā)芽產(chǎn)生的淀粉酶，酵母菌不直接參與。糖化的目的是將谷物中的淀粉分解為酵母菌可利用的麥芽糖、葡萄糖等單糖或二糖。發(fā)酵階段：此階段是酵母菌的核心階段。酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸（酒精發(fā)酵），將糖化后的糖類轉(zhuǎn)化為乙醇和CO?，同時(shí)產(chǎn)生高級(jí)醇、酯類等微量的風(fēng)味物質(zhì)，共同構(gòu)成啤酒特有的口感與香氣?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用9.請(qǐng)閱讀教材24-25頁(yè)，下面是啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵冷卻消毒終止過(guò)濾(2)在“蒸煮”環(huán)節(jié)中加入酒花（啤酒花）的主要目的是什么？（至少說(shuō)出兩點(diǎn)）賦予風(fēng)味：提供啤酒獨(dú)特的苦澀味和芳香味。防腐抑菌：酒花中的α-酸等成分具有一定的防腐能力，可以抑制雜菌生長(zhǎng)。促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固：有助于麥汁中不必要的蛋白質(zhì)凝固析出，使啤酒更清澈。(3)主發(fā)酵階段需要控制在無(wú)氧條件下，請(qǐng)從微生物代謝角度解釋其原因。酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，會(huì)大量繁殖菌體，而將糖類徹底氧化為CO?和H?O，不產(chǎn)生酒精。在無(wú)氧條件下，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸（酒精發(fā)酵），將糖類主要轉(zhuǎn)化為乙醇和CO?，這正是啤酒生產(chǎn)的目標(biāo)。考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用9.請(qǐng)閱讀教材24-25頁(yè)，下面是啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。發(fā)芽焙烤碾磨糖化蒸煮發(fā)酵冷卻消毒終止過(guò)濾(4)發(fā)酵結(jié)束后，啤酒需經(jīng)過(guò)“后發(fā)酵”或“貯酒”階段，在低溫、密閉條件下儲(chǔ)存一段時(shí)間。這個(gè)過(guò)程的目的是什么？碳酸化：在密閉容器中，酵母菌產(chǎn)生的CO?溶解在酒液中，使啤酒充滿氣泡，具備殺口力。風(fēng)味成熟：在低溫下，一些不良的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)（如乙醛、雙乙酰）被緩慢還原，同時(shí)有益的酯類等風(fēng)味物質(zhì)繼續(xù)形成，使啤