第3節發酵工程及其應用

本節聚焦:什么是發酵工程？

發酵工程的一般流程是什么？發酵工程在生產上有哪些重要的價值？

第一章發酵工程早期1瓶規格大概20萬單位的青霉素最高賣到如今1瓶規格160萬單位的青霉素注射劑一元？青霉素實現手段：發酵工程發酵工程的概念（課本P1）

指利用微生物的特定功能，通過現代工程技術，規?；a對人類有用的產品。對發酵原理的認識微生物純培養技術建立密閉式發酵罐設計成功嚴格控制環境條件(溫度、pH、溶解氧、壓強、營養物、泡沫等)大規模生產發酵產品現代化工程技術微生物的特定功能【情境創設】在工業上，如何通過發酵工程生產高產青霉素選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【任務】1、優良菌種的來源?2、擴大培養的目的是什么？3、培養基配制的要求？在生產實踐中如何確定最優培養基？4、要對什么進行滅菌？為什么要進行滅菌？5、發酵工程的核心環節是什么？需要用到什么設備？6、發酵過程中需要注意哪些操作？7、發酵的產品是什么？如何從發酵夜中分離？一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品1、目的：獲得性狀優良的菌種優良的菌種具有健壯，不易退化，其發酵產品的產量高、質量穩定等優點，它往往還會賦予發酵產品獨特的風味菌種選育環節是發酵工程的首要條件微生物菌種資源豐富，選擇發酵工程用的菌種時，需要考慮因素：①繁殖快、代謝旺盛、代謝產物多②對營養物質的要求低，低成本培養③發酵條件容易控制④菌種不易變異、退化等一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品1、目的：獲得性狀優良的菌種2、來源①從自然界中篩選②誘變育種③基因工程育種例：生產檸檬酸就需要篩選產酸量高的黑曲霉。例：使用基因工程改造的啤酒酵母生產啤酒。例：通過不斷誘變選育，得到青霉素產量高的菌株。（常規菌）工程菌一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【擴大培養】獲得更多的菌種。工業發酵罐的體積一般為幾十到幾百立方米，接入的菌種總體積需要幾立方米到幾十立方米。目的：將培養到增長速率最快時期的菌體分開培養一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【配制培養基】要求：菌種能大量生產目的產物，

所用原料廉價且易于獲得。

營養物質滿足微生物的需要，濃度及配比恰當，物理、化學條件適宜等。原則：注意：經過反復試驗才能大規模應用。液體培養基配制的培養基：包括微生物生長所需的碳源、氮源、水、無機鹽及特殊營養要求。一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【滅菌】對象：原因：①種間競爭②雜菌的代謝物抑制菌種生長防止雜菌污染，導致產量下降例、在青霉素生產過程中如果污染了雜菌，雜菌分泌青霉素酶就會將青霉素分解掉。培養基和發酵設備都必須經過嚴格的滅菌。對通入的空氣進行滅菌，對生產環境需進行消毒處理。一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品將擴大培養后的菌種投放到發酵罐中電動機發酵液冷卻夾層生物傳感器pH計冷卻水排出口培養物或營養物質的加入口觀察孔溫度傳感器和控制裝置閥門放料管攪拌葉輪空氣入口排氣管取樣管冷卻水進入口抽取樣本進行檢測調節罐壓控制冷水流速調節罐溫控制溶解氧含量使微生物與發酵液混合均勻，加快O2溶解以及散熱【發酵裝置】發酵罐12電動機排氣管pH計冷卻水排出口冷卻夾層發酵液攪拌葉輪生物傳感器裝置空氣入口放料管培養物或營養物質的加入口觀察孔取樣管溫度傳感器和控制裝置冷卻水進入口【發酵裝置】發酵罐方便抽樣檢測控制冷水流速調節罐溫調節罐溫調節罐壓攪拌：微生物與發酵液混合均勻；加快O2溶解；散熱。調節溶解氧一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【發酵罐內發酵】中心環節要在發酵過程中隨時取樣，檢測培養液中的微生物數量、產物濃度等，以了解發酵進程；及時添加必需的營養物質組分來延長菌體生長穩定期的時間，以得到更多的發酵產物；嚴格控制溫度、pH、溶解氧、通氣量與轉速等發酵條件谷氨酸發酵中性弱堿性谷氨酸谷氨酰胺、N-乙酰谷氨酰胺酸性原因：環境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成。一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品【發酵罐內發酵】

檢測控制還可以進行反饋控制，使發酵全過程處于最佳狀態。溫度pH溶解氧灌壓攪

拌泡沫營養通氣量發酵過程中使用大型發酵罐均有計算機控制系統。一、發酵工程的基本環節【發酵罐內發酵】溫度控制發酵前期菌量少，發酵目的是要盡快達到大量的菌體，采用稍高的溫度，能促進菌的呼吸與代謝，使菌體生長迅速。發酵中期菌量已達到最適，適當降低溫度，延長發酵時間，提高產量。發酵后期產物合成能力降低，延長發酵時間沒有必要，可提高發酵溫度，刺激產物釋放。一、發酵工程的基本環節【發酵罐內發酵】pH控制方法直接加入酸或堿加入緩沖劑（磷酸鹽）進行補料（補充營養組分）

→

尿素（pH下降）

攪拌葉輪加快O2的溶解以及散熱?？諝馊肟诳刂迫芙庋鹾咳芙庋蹩刂蒲鯕夤┬枵{節的根本目的是滿足微生物生長和代謝的各階段對發酵液溶解氧濃度的需求。溶解氧調控的主要手段：通風和攪拌一、發酵工程的基本環節選育菌種擴大培養配制培養基滅菌接種發酵罐內發酵

分離、提純產物獲得產品①發酵產品是微生物細胞本身②發酵產品是代謝物根據產物性質采取適當的提取、分離和純化措施來獲得產品。過濾、沉淀發酵液菌體分離、干燥產品發酵液預處理細胞分離細胞破碎細胞破碎分離初步純化高度純化成品加工胞外產物發酵產品檢驗合格、才能上市產品類型主要產物微生物菌體細胞

酵母菌、食用菌、微生物農藥微生物酶類各種酶、酶制劑和各種曲類微生物代謝產物初級代謝產物，如氨基酸、有機酸、有機溶劑、核苷酸、蛋白質、核酸和維生素；次級代謝產物，如抗生素、生物堿和植物激素類似物微生物轉化產物利用微生物代謝過程中的某種酶或酶系，將一種化合物轉化成含有特殊功能基團的產物。例如，將甘油轉化為二羥基丙酮，將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，將甾體轉化成甾體激素工程菌發酵產物通過基因工程和細胞工程創造出許多具有特殊功能的“工程菌”，用發酵技術生產更多更好的產品，發揮更大的經濟效益動植物細胞的產物通過大規模培養木瓜細胞，生產木瓜蛋白酶；利用植物細胞培養技術生產天然食用色素等發酵工程產品的主要類型討論4：不能。因為在進行發酵生產時，微生物及其代謝物中都可能含有危害環境的物質。為了避免污染環境，實現清潔生產,應該對排出的氣體和廢棄培養液進行二次清潔或滅菌處理。在進行發酵生產時，排出的氣體和廢棄培養液等能直接排放到外界環境中嗎？為什么？討論2、怎樣對發酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？要對溫度、pH、溶解氧等發酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必要的營養組分。一、發酵工程的基本環節

發酵工程

傳統發酵技術不同點菌種通過微生物

技術篩選或其它技術生產的優良菌種，大多是

菌種原材料中天然存在的

菌種發酵方式

發酵為主固體發酵或__________發酵為主對發酵條件的控制嚴格_____操作，防止雜菌污染。通過

技術對發酵條件精確地控制，使發酵條件處于最佳狀態。不是無菌操作，容易受到

污染。對發酵條件不能嚴格控制，易受__________影響。生產規模和產品生產規模大，實現了工業化生產。原料來源豐富，成本_____，產物_____，產量_____。通常是

或作坊式的，產量低。生產往往受

和原料限制。產品風味品種比較_____，質量

。產品處理純培養單一混合液體半固體無菌現代工程雜菌外界條件低多樣高家庭式季節單一不穩定分離和提純產物的方法較多。最后需要進行________質量檢查不會再對產物進行分離和提純處理，或僅采用簡單沉淀、過濾等方法來分離和提純產物?！玖曨}鞏固】如圖為通過谷氨酸棒狀桿菌(一種好氧細菌)發酵獲得谷氨酸的裝置圖。(1)圖中3、6處是發酵罐夾層中水的進口和出口，水在發酵罐夾層流動的作用是_____________。(2)谷氨酸發酵過程中，當培養液呈______________時，會積累谷氨酸；當培養液呈______時，易形成________________________。(3)如果發酵產品是微生物細胞本身，可在發酵結束之后，采用____________(填“過濾、沉淀”或“提取、分離”)等方法獲得產品。(4)圖中5的作用是__________________________________________________。冷卻(或降溫)中性或弱堿性酸性谷氨酰胺和N--乙酰谷氨酰胺過濾、沉淀使微生物與發酵液混合均勻，加快氧氣的溶解以及散熱選育菌種擴大培養接種滅菌配制培養基發酵罐內發酵分離、提純產物獲得產品②代謝物：適當的提取、

分離和純化措施①微生物細胞本身：過濾、沉淀①隨時檢測培養液中的微生物數量、產物濃度等地位：中心環節②及時添加必需的營養組分③嚴格控制溫度、pH、溶解氧等發酵條件監控①目的：防止雜菌污染②對象：培養基和發酵設備營養構成：水、無機鹽、碳源、氮源等方法①從自然界中篩選的優良菌種②通過誘變育種或基因工程育種獲得【小結】目的：增加菌種數量一、發酵工程的基本環節1.發酵工程的正確操作過程是①發酵②培養基的配制③滅菌④產品的分離與提純⑤菌種的選育⑥接種⑦擴大培養A.①③④⑤⑦②⑥

B.⑤⑦②③⑥①④C.②⑤⑦③①⑥④

D.⑥⑤⑦②④③①√2.下列關于微生物發酵過程的說法，正確的是A.菌種選育是發酵工程的中心環節B.只要不斷地向發酵罐中通入液體培養基，就能保證發酵的正常進行C.在發酵過程中，要嚴格控制溫度、pH、溶氧、通氣量與轉速等發酵

條件，否則會影響菌種代謝產物的形成D.在發酵工程的發酵環節中，發酵條件會影響微生物的生長繁殖，但

是不影響微生物的代謝途徑√3.某高校采用如圖所示的發酵罐進行葡萄酒發酵過程的研究。下列敘述正確的是A.為加快發酵速度，應使發酵液保持35℃的恒溫B.給發酵罐適時排氣，后期可縮短排氣間隔時間C.可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定

何時終止發酵D.若定期對培養液中酵母菌進行計數，只能采用

稀釋涂布平板法√二、發酵工程的應用產物專一生產條件溫和原料來源豐富且價格低廉廢棄物對環境污染小且容易處理發酵工程的特點在食品工業在醫藥工業在農牧業在其他方面發酵工程的應用二、發酵工程的應用思考·討論：啤酒的工業化生產流程1、啤酒發酵的主要原料和微生物？2、啤酒發酵的過程可以分為哪幾個階段，分別進行完成哪些重要過程？3、影響啤酒品種和口味的因素有哪些？4、啤酒工業化的生產流程？啤酒的工業化生產流程啤酒的工業化生產流程啤酒的工業化生產流程發芽12焙烤3碾磨4糖化大麥水糖化罐大麥種子發芽，釋放淀粉酶終止麥芽生長，減少有機物消耗保留營養物質將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉淀粉水解形成糖漿二、發酵工程的應用加熱殺死種子胚不使淀粉酶失活增大接觸面積，便于糖化二、發酵工程的應用蒸煮56發酵7消毒8終止產生風味組分，終止酶的進一步作用，并對糖漿滅菌酵母菌將糖轉化為酒精和CO2殺死啤酒中的大多數微生物，延長它的保存期過濾、調節、分裝啤酒進行出售糖漿啤酒花過濾冷卻裝瓶裝罐儲存罐啤酒的工業化生產流程啤酒的工業化生產流程啤酒的工業化生產流程先通氣，后密閉二、發酵工程的應用發芽焙烤碾磨糖化蒸煮發酵消毒終止主發酵后發酵在低溫、密閉的環境下儲存一段時間，形成澄清、成熟的啤酒思考·討論：啤酒的工業化生產流程加啤酒花冷卻接種過濾與傳統的手工發酵相比，在上面啤酒的發酵生產過程中，哪些工程手段使啤酒的產量和質量明顯提高?

菌種的選育、對原材料的處理、發酵過程的控制、產品的消毒等，都有助于提高啤酒的產量和品質。酵母菌繁殖大部分糖的分解代謝物的生成二、發酵工程的應用類別“精釀”啤酒“工業”啤酒原料食品添加劑麥芽汁濃度發酵時間特點只使用麥芽、啤酒花、酵母菌和水麥芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、玉米、淀粉等不添加添加

較高，口味濃郁較低，口味清淡長，可達2個月短，通常7天左右產量低、價格高產量高、價格低“精釀”啤酒與“工業”啤酒的區別2.現在市面上流行一種“精釀”啤酒，它的制作工藝與普通啤酒有所不同，如一般不添加食品添加劑、不進行過濾和消毒處理等。有人認為飲用“精釀”啤酒比飲用“工業”啤酒更健康，你怎么看待這個問題？“精釀”啤酒是小規模釀造產品，發酵時間長、產量低和價格高，卻依然有著市場需求，我們如何辯證地看待大規模生產與小規模制作？【討論】課本P25應該辯證地看待這一產品。一方面，這類產品具有多樣化的特點，能夠滿足一些人對獨特口感的需求，或者滿足一些人的時尚追求另一方面，這類產品是手工作坊式生產的，存在啤酒品質不穩定、價格昂貴的問題。二、發酵工程的應用1.在食品工業上的應用1.在食品工業上的應用（1）生產傳統發酵產品醬油大豆(主要原料)黑曲霉(蛋白酶)小分子肽和氨基酸淋洗、調制醬油的生產谷物或水果釀酒酵母各種酒類各種酒類的生產優點：產品的產量和質量明顯提高二、發酵工程的應用1.在食品工業上的應用1.在食品工業上的應用（2）生產食品添加劑①利用黑曲霉發酵生產檸檬酸②利用谷氨酸棒狀桿菌發酵生產谷氨酸，經處理制成味精添加劑類型舉例酸度調節劑L-蘋果酸、檸檬酸、乳酸增味劑5’-肌苷酸二鈉、谷氨酸鈉著色劑β-胡蘿卜素、紅曲黃色素增稠劑黃原膠、β-環狀糊精、結冷膠防腐劑乳酸鏈球菌素、溶菌酶增加食品的營養延長食品的保存期改善食品的口味、色澤和品質實例:二、發酵工程的應用1.在食品工業上的應用1.在食品工業上的應用（3）生產酶制劑食品直接生產改進生產工藝簡化生產過程提高產品產量延長食品儲存期改善產品的品質和口味酶制劑的作用果膠酶脂肪酶α-淀粉酶β-淀粉酶氨基酸肽酶…

…酶制劑概念：酶經過提純、加工后的具有催化功能的生物制品。來源：②大多數通過發酵工程生產①少數由動植物生產二、發酵工程的應用2.在醫藥工業上的應用第1：采用基因工程的方法，將植物或動物的基因轉移到微生物中，獲得具有某種藥物生產能力的微生物（工程菌）。生長激素釋放抑制激素能夠抑制生長激素的不適宜分泌，可用于治療肢端肥大癥。如何獲取羊腦中50萬個羊腦才能提取5mg?；蚋脑斓奈⑸锇l酵7.5L培養液中就能得到5mg肢端肥大癥二、發酵工程的應用2.在醫藥工業上的應用第2：直接對菌種進行改造，再通過發酵技術大量生產所需要的產品。第3：利用基因工程，將病原體的某個或某幾個抗原基因轉入適當的微生物細胞，獲得的表達產物就可以作為疫苗使用。一種生產乙型肝炎疫苗的方法就是將乙型肝炎病毒的抗原基因轉入酵母菌，再通過發酵生產。乙肝疫苗青霉素

利用誘變育種篩選出的高產青霉菌發酵生產青霉素，用于治療腦膜炎、骨髓炎、肺炎等。二、發酵工程的應用2.在醫藥工業上的應用與基因工程、蛋白質工程相結合動植物的基因微生物直接改造微生物轉入微生物病原體的抗原基因轉入發酵工程藥物藥物疫苗各種抗生素多種氨基酸多種激素多種免疫調節劑二、發酵工程的應用3.在農業工業上的應用生產微生物肥料生產微生物農藥生產微生物飼料

從自然界選育出優良菌株，再通過發酵工程大規模發酵生產制成的活菌或其代謝物產品等正應用于現代農牧業的很多方面。二、發酵工程的應用3.在農業工業上的應用（1）生產微生物肥料①微生物肥料：②常見微生物肥料：微生物代謝有機酸生物活性物質等增進土壤肥力改良土壤結構促進植株生長微生物抑制土壤中病原微生物的生長，減少病害發生。根瘤菌肥、固氮菌肥等二、發酵工程的應用3.在農業工業上的應用（2）生產微生物農藥生物防治利用微生物或其代謝物來防治病蟲害蘇云金桿菌Bt毒蛋白防治80多種農林蟲害；白僵菌防治玉米螟、松毛蟲等蟲害一種放線菌井岡霉素防治防治水稻枯紋??；二、發酵工程的應用3.在農業工業上的應用項目微生物農藥防治化學農藥防治防治機理優點缺點利用微生物或代謝物進行防治成本低、無污染，可以維持生態平衡防治速度慢利用化學藥劑（如殺蟲劑、殺鼠劑）等進行防治見效快，操作簡單成本高，污染環境，不利于維持生態平衡二、發酵工程的應用3.在農業工業上的應用（3）生產微生物飼料常見種類單細胞蛋白乳酸菌原理：微生物含有豐富的蛋白，且繁殖速度快來源：以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢液等為原料，通過發酵獲得了大量的微生物菌體成分：應用：豐富的蛋白質，還有糖類、脂質和維生素等物質食品添加劑微生物飼料能使家畜、家禽增重快，產奶或產蛋量顯著提高在青貯飼料中添加乳酸菌，①可以提高飼料的品質，使飼料保鮮②動物食用后還能提高免疫力。二、發酵工程的應用4.其他方面的應用解決資源短缺和環境污染問題利用纖維廢料發酵生產酒精、乙烯等能源物質。對極端微生物（生活在高溫、高壓、高鹽和低溫環境）的利用12嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產洗滌劑嗜低溫菌有助于提高熱敏性產品的產量。電催化結合發酵的方式，用CO2合成葡萄糖和脂肪酸，使資源化利用二、發酵工程的應用具體應用成果食品醬油（霉菌）、酒類（釀酒酵母）醫藥農牧業其他方面食品添加劑酶制劑檸檬酸（黑曲霉）、谷氨酸（谷氨酸棒狀桿菌）淀粉酶、果膠酶、脂肪酶和氨基肽酶等生長激素釋放抑制激素、青霉素、乙型肝炎疫苗根瘤菌肥、固氮菌肥（根瘤菌和固氮菌）多種農林蟲害（蘇云金桿菌）、玉米螟（白僵菌）微生物菌體（單細胞蛋白）酒精、乙烯（纖維廢料）洗滌劑（嗜熱菌、嗜鹽菌）肥料農藥飼料解決資源短缺和環境污染問題對極端微生物的利用傳統的發酵產品抗生素、氨基酸、激素、免疫調節劑等一、概念檢測與傳統發酵技術相比,發酵工程的產品種類更加豐富,產量和質量明顯提高。判斷下列相關表述是否正確。(1)發酵工程與傳統發酵技術最大的區別就是前者可以利用微生物來進行發酵。（）(2)發酵工程的產品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身。（）(3)在發酵工程的發酵環節中,發酵條件變化不僅會影響微生物的生長繁殖,也會影響微生物的代謝途徑。（）(4)通過發酵工程可以從微生物細胞中提取單細胞蛋白。（）×√√×二、拓展應用1.在青霉素的發酵生產過程中,人們遇到了兩個問題。請你運用所學知識或查閱資料,并發揮想象力,提出解決這些問題的思路。(1)青霉素發酵是高耗氧過程,如何能夠保證在發酵過程中給微生物持續高效地供氧呢?(提示:血紅蛋白具有攜帶O2的能力)可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉入青霉素生產菌來提高菌體對氧的吸收和利用率。(2)在發酵過程中,總有頭孢霉素產生。人們通過對青霉素生產菌代謝途徑的研究發現,在青霉素與頭孢霉素的合成過程中,它們有一個共同的前體,這個前體經過兩種不同酶的作用分別合成兩個產物。如何改造青霉素生產菌使其只生產生青霉素，或者只產生頭孢霉素呢？可以對兩種酶的基因進行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產菌只生產一種產物。2、通過微生物發酵,可以將糧食(如玉米、小麥等)及各種植物纖維加工成燃料乙醇;將燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配,就形成了目前在我國多地廣泛使用的乙醇汽油。乙醇汽油的環保性令人稱道。調查顯示,使用乙醇汽油與使用普通汽油相比,排放到空氣中的NO2、CO等均有不同程度下降。有人認為燃料乙醇“可再生”;但也有人認為,生產燃料乙醇需要消耗大量糧食,會增加糧食短缺的風險。請你嘗試通過查閱資料,評估這一風險,并說明在生產時應如何規避這風險。存在風險。在生產燃料乙醇時，為了規避這一風險，應該使用陳化糧食(如陳化的稻谷等)或者非糧食生物材料(如秸稈等)。使用陳化糧食來生產燃料乙醇，還有利于防止問題糧食流入市場。回答下列問題：（1）為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養基中將蔗糖作為___________，并不斷提高其濃度，經多次傳代培養（指培養一段時間后，將部分培養物轉入新配的培養基中繼續培養）以獲得目標菌株。培養過程中定期取樣并用______________的方法進行菌落計數，評估菌株增殖狀況。此外，選育優良菌株的方法還有_________

等。（答出兩種方法即可）唯一碳源誘變育種、基因工程育種2021廣東高考真題

21.中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖）為原料，在實驗室發酵生產PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。稀釋涂布平板2021廣東高考真題

21.中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖）為原料，在實驗室發酵生產PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。（2）基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設計了一種不需要滅菌的發酵系統，其培養基鹽濃度設為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續發酵60d以上。該系統不需要滅菌的原因是___________。（答出兩點即可）1.鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；2.pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長繁殖受抑制2021廣東高考真題

21.中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖）為原料，在實驗室發酵生產PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。（3）研究人員在工廠進行擴大培養，在適宜的營養物濃度、溫度、pH條件下發酵，結果發現發酵液中菌株H細胞增殖和PHA產量均未達到預期，并產生了少量乙醇等物質，說明發酵條件中___________可能是高密度培養的限制因素。（4）菌株H還能通過分解餐廚垃圾（主要含蛋白質、淀粉、油脂等）來生產PHA，說明其能分泌___________________________。氧氣蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等污水池中污泥樣品初選振蕩培養若干天后測定各瓶中化合物A的含量接種候選菌接種選擇接種接種固體培養基重復多次，直至獲得目的菌。1.某化工廠為了處理排出污水中的一種有害的、難以降解的有機化合物A，其研究團隊用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽和微量元素等配制了培養基，成功地篩選出能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如下圖所示，請分析回答問題。(1)在培養基中加人化合物A的目的是_________________________________,這種培養基屬于______培養基。篩選出可以降解化合物A的微生物選擇(2)培養若干天后,應選擇培養瓶中化合物A含量____________的培養液，接入新的培養液中連續培養，使目的菌的數量_________顯著降低擴增污水池中污泥樣品初選振蕩培養若干天后測定各瓶中化合物A的含量接種候選菌接種選擇接種接種固體培養基重復多次，直至獲得目的菌。(4)將目的菌用于環境保護實踐時,還有哪些問題需要解決?目的菌能否在自然環境中大量生長繁殖、是否會產生對環境有害的代謝物、降解化合物A后是否會產生二次污染等問題都需要研究清楚后，才能進行實踐。(5)有人提出,可以通過改造細菌的基因來獲得能夠降解化合物A的細菌,請分析這種方法是否可行?？尚?。基因工程的定向改造菌種(3)若要研究目的菌的生長規律,可挑取單個菌落進行液體培養，再采用________________方法進行計數。請你預測目的菌的種群數量會發生怎樣的變化。_______細菌計數板計數S形增長2.某個高溫日,某校三位高中學生相約去吃冰激凌，之后兩人都出現腹瀉現象，于是他們懷疑冰激凌中的大腸桿菌含量超標。老師建議他們利用學過的有關微生物培養的知識對此冰激凌進行檢測。經過一番資料查閱,他們提出了如下實驗設計思路立即去賣冰激凌的小店再買一個同樣品牌的同種冰激凌;配制伊紅一亞甲藍瓊脂培養基(該培養基可用來鑒別大腸桿菌,生長在此培養基上的大腸桿菌菌落呈深紫色,并有金屬光澤)、滅菌、倒平板;取10mL剛融化的冰激凌作為原液然后進行梯度稀釋,稀釋倍數為1×10~1x105;取每個濃度的冰激凌