4.3 對動物早期胚胎或配子進行顯微操作和處理以獲得目標個體4.3.1 簡述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程4.3.2 簡述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分制等技術(shù)
內(nèi)容要求——植物細胞工程
發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。它涉及菌種的選育和培養(yǎng)、產(chǎn)物的分離和提純等方面。
對微生物而言，“發(fā)酵”在有氧和無氧條件下都能進行；而對其他生物來說，“發(fā)酵”一般就是指無氧條件下的細胞呼吸。
發(fā)酵指人們利用微生物，在適宜條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。
傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物進行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。
方式：以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。
發(fā)酵產(chǎn)品：腐乳、醬、醬油、醋、泡菜、豆豉等。
注：酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌的最適溫度不同的直接原因是這三種微生物體內(nèi)酶的最適溫度不同，而根本原因是控制這三種酶合成的DNA不同。
酵母菌有95個屬，將近900個種，每個種的情況都不同，因此籠統(tǒng)地講就會產(chǎn)生矛盾。有些種的酵母菌在厭氧條件下完全可以生長繁殖，而且不僅僅是幾代的問題；而有些種的酵母菌在好氧條件下培養(yǎng)，可以大量繁殖，但是轉(zhuǎn)入?yún)捬鯒l件會很快死亡；有些種的酵母菌可以繼續(xù)繁殖，但是當其在好氧條件下積累的能量和物質(zhì)消耗光后就會死亡。上述情況都存在，只是對不同屬、種的酵母菌情況不同。對于啤酒酵母來說，在有氧和無氧條件下都可以增殖，只是在無氧條件下的增殖情況要明顯不如有氧條件下，因此在生產(chǎn)上常通氣來保證酵母菌的大量增殖。
在果酒與果醋的制作中，果醋是在產(chǎn)生果酒的基礎(chǔ)上發(fā)酵產(chǎn)生的，在制果酒時需無氧發(fā)酵。在無氧條件下，好氧型的醋酸菌不是要大量死亡嗎？后期果醋發(fā)酵哪來的醋酸菌呢？酵母菌厭氧發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并不是嚴格厭氧，因此有少量的醋酸菌存留，當轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵時，殘存的醋酸菌會大量繁殖，產(chǎn)生醋酸。同時，在生物實驗條件下并不是嚴格無菌，通入的空氣中會有一些醋酸菌，帶到發(fā)酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不適應(yīng)這種條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期果醋的發(fā)酵是要人工接種醋酸菌的，以保障生產(chǎn)的正常進行。另外，在實際操作時，由于菌株的量較少，可能需要很長的時間才能使菌種達到一定數(shù)量。為了縮短時間，制作果酒我們可以從市場上買一些菌株；制作果醋我們可以先買一瓶醋，打開蓋暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面有一層薄膜（實際是醋酸菌），可以用這層薄膜進行接種，這樣可以明顯縮短制作果酒、果醋的時間。
例1.人們利用某些微生物制作食品時，需要分析微生物的特點，控制微生物的發(fā)酵條件。下列與此有關(guān)的各項內(nèi)容都正確的是
1.果酒制作原理：有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖；無氧條件下，酵母菌進行酒精發(fā)酵。
2.果醋制作原理：氧氣、糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解為醋酸；缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?br/>3.腐乳制作原理：有多種微生物參與了發(fā)酵，起主要作用的是毛霉。微生物產(chǎn)生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸。
4.泡菜制作原理：乳酸菌是厭氧細菌，在無氧的情況下能將葡萄糖分解成乳酸。
1.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的菌種需求。家庭作坊式生產(chǎn)因規(guī)模較小，無需多少菌種，生產(chǎn)材料自身帶有（如酵母菌、醋酸菌）或來自于空氣（毛霉的孢子），因而家庭生產(chǎn)時，材料不宜反復(fù)沖洗；工業(yè)生產(chǎn)，規(guī)模較大，需大量菌種，一定要人為加入。2.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，如果酒、果醋、腐乳制作流程中，最后產(chǎn)品的表面往往有一層"皮"，也就是菌膜。溶液內(nèi)部能形成菌膜嗎?因為在表層，培養(yǎng)條件尤其是氧氣對某些微生物非常有利，因而這些發(fā)酵過程中的主要菌種會大量繁殖，聚在表面，從而形成“皮”。溶液內(nèi)部不具備這樣的條件，因而也不可能形成菌膜。
3.制作果醋時，特別要控制好發(fā)酵條件：①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度控制為30℃～35℃，控制好發(fā)酵溫度，可以使發(fā)酵時間變短，又減少雜菌污染的機會。③醋酸菌的菌種可到生產(chǎn)食醋的工廠或菌種保藏中心購買，也可以從食醋中分離醋酸菌。
①對發(fā)酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁的器皿等實驗用具進行清洗并消毒。先用溫水反復(fù)沖洗幾次，再用體積分數(shù)為70%的酒精擦拭消毒，晾干待用。②葡萄除去污物后，不能反復(fù)多次沖洗（避免去除葡萄表面的菌種）。③葡萄汁過濾至發(fā)酵瓶中，應(yīng)蓋好瓶蓋（注入的果汁量不要超過發(fā)酵瓶總體積的2/3）。
④將發(fā)酵瓶置于適宜的溫度下發(fā)酵。⑤由于發(fā)酵旺盛期CO2的產(chǎn)量非常大，需要及時排氣。如果使用簡易的發(fā)酵裝置，如塑料瓶，每天要擰松瓶蓋2～4次，進行排氣。⑥10d以后，可以開始進行取樣檢驗工作。例如，可以檢驗酒味、酒精的含量、進行酵母菌的鏡檢等工作。⑦當果酒制成以后，可以在發(fā)酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉(zhuǎn)移至30～35℃的條件下發(fā)酵，適時向發(fā)酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種（但效果不是很好）。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。
①腌制過程中應(yīng)控制好溫度和用鹽量。因為溫度過高、食鹽用量不足，有利于其他細菌繁殖。②腌制一定的時間以后，乳酸菌產(chǎn)生大量的乳酸，可抑制其他微生物的生長。若腌制時間不夠，乳酸含量不高，不能抑制其他微生物的繁殖。
　　源于選擇性必修3 P8“練習(xí)與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進裝置及其分析
裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時，應(yīng)將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。
防止空氣中微生物的污染
1.選育菌種時，菌種的來源有 。
從自然界中篩選、誘變育種或基因工程育種
2.擴大培養(yǎng)的目的是 。
3.培養(yǎng)基和 都必須經(jīng)過嚴格的滅菌。例如，在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，某些雜菌會分泌 將青霉素分解掉。
4.發(fā)酵：隨時檢測培養(yǎng)液中 和 及時添加必需的營養(yǎng)組分；嚴格控制 等發(fā)酵條件5.分離提純產(chǎn)物：微生物細胞：采用 等方法將菌體分離和干燥代謝物：據(jù) 進行提取、分離和純化
2.啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程
完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代謝物的生成。
主發(fā)酵后，發(fā)酵液還不適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間進行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒。
“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別
條件：生產(chǎn)條件溫和原料：原料來源豐富且價格低廉產(chǎn)物：產(chǎn)物專一廢棄物：廢棄物對環(huán)境的污染小和容易處理
(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的　　　　　。③生產(chǎn)　　　。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①獲得具有　　　　生產(chǎn)能力的微生物。②直接對　　進行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。③利用基因工程，將病原體的　　　　　　　　基因轉(zhuǎn)入適當?shù)奈⑸锛毎?，獲得的表達產(chǎn)物可以作為疫苗使用。
(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物　　　　　　　　。(4)其他方面的應(yīng)用①利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)　　　　　等能源物質(zhì)。②極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)　　　，嗜低溫菌有助于提高　　　　　的產(chǎn)量。
　P27“異想天開”：單細胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得的大量的微生物　　。其不僅含有豐富的　　　，還含有糖類、　　和維生素等物質(zhì)。
例.啤酒生產(chǎn)的簡要流程如圖所示，制麥時用赤霉素溶液浸泡大麥種子，糖化主要將麥芽中的淀粉等有機物水解為小分子。下列說法錯誤的是A.在整個發(fā)酵過程中，要始終保持嚴　格的無菌、厭氧環(huán)境B.用赤霉素溶液浸泡大麥種子，目的　是促進α-淀粉酶合成C.在接種酵母菌前進行冷卻處理，是為了避免殺死酵母菌種D.包裝后放置的啤酒變酸且產(chǎn)生表面菌膜，一般可從菌膜中分離得到醋酸菌

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