【正文】 8單元 生物技術第20章 日常生活中的生物技術第一節(jié) 源遠流長的發(fā)酵技術思維導航 同學們，醬、醬油、香醋等是我們常見的調(diào)味品，它們口味鮮美，是烹制菜肴時必不可少的用品。那么，你想不想知道它們是怎樣生產(chǎn)出來的呢？ 其實，它們都是我國傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。我們的祖先早在4000千多年前就利用發(fā)酵技術大規(guī)模釀酒,進行制醬、制醋等生產(chǎn)。中國利用微生物進行發(fā)酵釀酒的歷史，可以追溯到4000多年前的龍山文化時期。殷商時代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏賈思勰的《齊民要術》中，列有谷物制曲，釀酒、制醬、造醋和腌菜等方法。 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)已形成完整的工業(yè)體系，包括抗生素、氨基酸、有機酸、多糖、酶制劑、單細胞蛋白、維生素、基因工程藥物核酸類物質(zhì)及其他生物活性物質(zhì)等，其產(chǎn)品在醫(yī)藥、食品、化工、輕工、紡織、環(huán)保等諸多領域獲得了廣泛的應用，成為與人們的衣、食、住、行、環(huán)保和健康有著密切相關的產(chǎn)業(yè)。生物工程代表了21世紀應用微生物發(fā)酵的一個主要領域。 發(fā)酵技術的歷史真是源遠流長??！你想了解發(fā)酵技術具體的發(fā)展歷程嗎？這一節(jié)我們就一起來學習發(fā)酵技術的歷史。隨堂反饋,水果放久了有酒味的現(xiàn)象稱為 。 引起的。 的發(fā)酵作用,運用一些技術手段控制 ,大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的技術。 ℃。 發(fā)酵的產(chǎn)物，果酒暴露在空氣中變酸是 發(fā)酵的結果。 的微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)的階段，進入到按照 創(chuàng)造出具有 的微生物，以生產(chǎn) 的發(fā)酵產(chǎn)品的新階段。鞏固升華一、選擇題（ ） ，主要是為了（ ），防止雜菌進入并繁殖，對人體有很好的保健作用。酸牛奶具有的優(yōu)點是（ ），抑制有害菌的生長繁殖，提高人體免疫力，促進腸道蠕動，與發(fā)酵工程無關的是（ ） （ ） （ ），并且知道發(fā)酵的原理，生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品的新階段，是乳酸菌發(fā)酵的結果，但是其發(fā)展的歷史還很短二、填空題，各種器具在使用前必須認真清洗，其目的是 。，因為乳酸菌是一種 細菌。： 產(chǎn)品、 產(chǎn)品、 和 等。三、問答題，并說明它們和你生活有什么關系。：先將米煮熟，待冷卻至30℃，加少許水和一定量的菌種，與米飯混勻后裝入瓷壇內(nèi)，在中間挖一個洞，加蓋后置于適當?shù)牡胤奖兀?8℃），12h即成。請從以下幾個方面對此過程作簡單分析：（1）先將米煮熟的目的是 。（2）為什么要冷卻到30℃才可以加入菌種？ （3）在中間挖一個洞的目的是 。（4）如果發(fā)酵壇不密封，可能造成什么結果？ ，操作方法如下：?消毒：將1L牛奶放在鍋內(nèi)加熱到82℃接近沸騰，然后平均分三份倒入A、B、。?加入接種：分別在A、B兩個廣口瓶中加入40mL兩種不同品牌的酸奶，在C瓶中加入40mL自來水，并攪拌均勻。?密封發(fā)酵：將三只廣口瓶封好，放入38℃~44℃的烘箱內(nèi)保溫約1h。?觀察：1h后，每過30min觀測一次，如果瓶中的牛奶已經(jīng)凝固呈果凍狀，說明酸奶已經(jīng)做好了。請分析：（1）制作酸奶利用的主要微生物是 。能否用微波爐制作酸奶？理由是： 。（2）某同學按照此步驟操作后，在A、B瓶中均未品嘗到兩個原有的品牌酸奶的味道，C瓶中還有餿味。試分析失敗的原因： 。思維拓展，不如把所有的微生物全部消滅。你能從發(fā)酵及發(fā)酵產(chǎn)品的角度，推斷出可能會出現(xiàn)的問題嗎？、低毒、臨床應用廣泛的重要抗生素。你知道它是如何被發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)的嗎？博士網(wǎng)站 20世紀40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細菌性感染且副作用小的藥物。當時若某人患了肺結核，那么就意味著此人不久就會離開人世。為了改變這種局面，科研人員進行了長期探索，然而在這方面所取得的突破性進展卻源自一個意外發(fā)現(xiàn)。 在1928年夏季的一天，英國微生物學家弗萊明發(fā)現(xiàn)，一個與空氣意外接觸過的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)皿中長出了一團青綠色霉菌。在用顯微鏡觀察這只培養(yǎng)皿時弗萊明發(fā)現(xiàn)，霉菌周圍的葡萄球菌菌落已被溶解。這意味著霉菌的某種分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鑒定表明，上述霉菌為點青霉菌，因此弗萊明將其分泌的抑菌物質(zhì)稱為青霉素。然而遺憾的是弗萊明一直未能找到提取高純度青霉素的方法，于是他將點青霉菌菌株一代代地培養(yǎng)，并于1939年將菌種提供給準備系統(tǒng)研究青霉素的英國病理學家弗洛里和生物化學家錢恩。 通過一段時間的緊張實驗，弗洛里、錢恩終于用冷凍干燥法提取了青霉素晶體。之后，弗洛里在一種甜瓜上發(fā)現(xiàn)了可供大量提取青霉素的霉菌，并用玉米粉調(diào)制出了相應的培養(yǎng)液。1941年開始的臨床實驗證實了青霉素對鏈球菌、白喉桿菌等多種細菌感染的療效。青霉素之所以能既殺死病菌，又不損害人體細胞，原因在于青霉素所含的青霉烷能使病菌細胞壁的合成發(fā)生障礙，導致病菌溶解死亡，而人和動物的細胞則沒有細胞壁。但是青霉素會使個別人發(fā)生過敏反應，所以在應用前必須做皮試。在這些研究成果的推動下，美國制藥企業(yè)于1942年開始對青霉素進行大批量生產(chǎn)。這些青霉素在世界反法西斯戰(zhàn)爭中挽救了大量美英盟軍的傷病員。1945年，弗萊明、弗洛里和錢恩因“發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。第二節(jié) 食品保存思維導航 生活中，我們發(fā)現(xiàn)新鮮的食品在空氣中放置一段時間后，容易腐敗。但是超市里罐裝的食品、真空包裝的食品卻可以存放很長時間。這是為什么呢？ 食品腐敗，一般是指食品在一定的環(huán)境因素下，因微生物的作用使食品失去原有的營養(yǎng)價值、組織性狀以及色、香、味，轉(zhuǎn)變成為不符合衛(wèi)生要求的食品。如魚、肉的腐臭，水果和蔬菜的腐爛，油脂的酸敗，糧食的霉變等。食品腐敗變質(zhì)的原因是多方面的，歸納起來有以下幾種：因微生物的繁殖引起食品腐敗變質(zhì)；因空氣中氧的作用，引起食品成分的氧化變質(zhì)；因食品內(nèi)部所含氧化酶、過氧化酶、淀粉酶、蛋白酶等的作用，促進食品代謝作用的進行，產(chǎn)生熱、水蒸氣和二氧化碳，致使食品變質(zhì)；因昆蟲的侵蝕繁殖和有害物質(zhì)間接與直接污染，致使食品腐敗。在食品腐敗的諸因素中，微生物的污染是最活躍、最普遍的因素，起主導作用。一般來說，魚、肉、果蔬類食品，以細菌作用最為明顯，糧食、面制品則以霉菌作用最為顯著。為防止食品腐敗，必須抑制、殺滅微生物或造成不適于微生物的生長環(huán)境；或使食品與外界環(huán)境隔絕，不與水分、空氣接觸，以防止微生物的再污染。如正確、合理地使用食品防腐劑，就能有效地抑制微生物的生長，防止食品腐敗，延長食品的保質(zhì)期。 你還想了解更多有關食品保存的知識嗎？那就讓我們一起來學習本節(jié)內(nèi)容吧！隨堂反饋 、 引起的。 、 ，可以避免食物的腐敗變質(zhì)。、 、 、 、 、酒泡等。、 、 、 、添加防腐劑等。目前，已廣泛利用 對食品進行保存。5. 下列屬于現(xiàn)代的食品保存方法的是（ ） ，食品不容易腐敗的是（ ） 鞏固升華一、選擇題（ ） （ ） ，抑制微生物的生長 （ ）、蝦等水產(chǎn)品進行保存，但對人體可能有害，但是添加過多會影響人體的健康，主要原因是（ ），不利于細菌的生長和繁殖 ，不利于細菌的生長和繁殖 ，不會使肉腐敗，賓館的廚師常常把許多做好的菜肴用保鮮膜蓋好，放在冰箱里冷藏，這樣做的目的是（ ） ，將空氣抽掉一部分并增加二氧化碳的量，會延長貯存時間是由于（ ） （ ）的試驗發(fā)明的。 ?虎克 二、填空題 或 微生物在食品中的 、 。，一般要采用 或 的方法來保存它們。 過程中添加進去的防止食物 的 添加劑。三、問答題。它不僅能精確控溫，還能實現(xiàn)自動化運行，構建最適宜的保鮮環(huán)境。冰箱冷藏室內(nèi)能保持恒定低溫，這就大大延長了食物的保鮮期限。無論是蔬菜水果，還是蛋奶肉類，都能最大限度地減少營養(yǎng)消耗，達到較好的保鮮效果。（1）從生物學角度看，冰箱能長時間保鮮食物的原因是（ ），細菌等微生物不易進入，細胞呼吸作用減弱（2）冰箱是不是食品的“保險箱”？為什么？？，農(nóng)民經(jīng)常在道路上晾曬糧食。你對這一現(xiàn)象有何建議？思維拓展防腐劑是常用的食物添加劑。它具有防止食物的作用，但是長期食用可能對人體存在危害。你是贊成添加防腐劑還是反對添加防腐劑，試說明你的理由。博士網(wǎng)站 防腐劑是用以保持食品原有品質(zhì)和營養(yǎng)價值為目的的食品添加劑，它能抑制微生物活動和防止食品腐敗變質(zhì)，從而延長保質(zhì)期。由于目前使用的防腐劑大多是人工合成的，超標準使用會對人體造成一定損害。因此，我國對防腐劑的使用有著嚴格的規(guī)定，明確防腐劑應該符合以下標準：合理使用對人體健康無害；不影響消化道菌群；在消化道內(nèi)可降解為食物的正常成分；不影響藥物特別是抗菌素的使用；對食品熱處理時不產(chǎn)生有害成分。同時，《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》也對人工合成防腐劑的最高限量做了明確規(guī)定，如苯甲酸鈉按人體每公斤體重每日最高限量為5毫克，山梨酸鉀為25毫克。我國到目前為止只批準了32種允許使用的食物防腐劑，其中最常用的有苯甲酸、山梨酸等，主要用于碳酸飲料和果汁。它們對食品口味亦無不良影響，已越來越受歡迎。 防腐劑除了防止食品變質(zhì)外，有時也可以防止食品中毒的發(fā)生，這一點無疑是有益于消費者安全消費的。但同時還要注意的是，由于防腐劑是由人工合成，使用不當會有一定負效應，長期過量攝入亦會對消費者的身體健康造成一定損害。兒童、孕婦等屬于身體發(fā)育特別時期的特殊人群，在食品的攝取方面應該重點予以保護，建議不要給他們食用那些含有過多防腐劑的食品。第21章 現(xiàn)代生物技術第一節(jié) 現(xiàn)代生物技術的應用思維導航 上個世紀末，曾經(jīng)有一只羊的誕生，震驚了全世界，你知道它的名字嗎？對，它叫多利。多利是人類首次應用克隆技術培育出的哺乳動物，在生物發(fā)展史上具有重要的里程碑意義。 克隆羊的培育只是現(xiàn)代生物技術的一個應用，還有更多對人類有用的研究成果,如轉(zhuǎn)基因奶牛產(chǎn)下的不僅僅是營養(yǎng)豐富的牛奶，里面還含有治療人類疾病的藥物成分；青菜經(jīng)常受到蟲子的侵擾，轉(zhuǎn)基因青菜蟲子卻不聞不問等等。北京大學生命科學院蛋白質(zhì)工程國家重點實驗室已成功研究出轉(zhuǎn)基因煙草和轉(zhuǎn)基因藍藻，這兩種轉(zhuǎn)基因植物對土壤和水域中的重金屬污染可以進行生物技術治理。 這些神奇的現(xiàn)象到底是怎么回事呢？你想了解嗎？學習完本節(jié)后，你肯定會產(chǎn)生一些奇思妙想，試著去實現(xiàn)它們吧！隨堂反饋 、 、 和 。