1.3 发酵工程及其应用 课件-2021-2022学年人教版（2019）高中生物选择性必修3

第3节 发酵工程及其应用 从社会中来 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢? 一、发酵工程的基本环节 1.发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。 选育菌种 扩大培养 灭菌 接种 配制培养基 发酵罐发酵 分离、提纯 获得产品 菌种来源：自然界中筛选；诱变育种；基因工程育种 快速增加菌种数量 选育菌种 扩大培养 配制培养基 获得产品 接种 发酵罐发酵 分离、提纯 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 1.监测和控制温度、pH和溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等。反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 2.随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，及时添加必需的营养组分。 中心环节 1.如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。 2.如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 灭菌 电动机 排气管 pH计 冷却水排出口 冷却夹层 发酵液 搅拌叶轮 生物传感器装置 空气入口 放料管 培养物或营养物质的加入口 观察孔 取样管 温度传感器和控制装置 冷却水进入口 阀门 发酵罐示意图 2.发酵罐 思考·讨论 发酵工程基本环节分析 1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的茵种时需要考虑哪些因素? 微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素：能在低成本的培养基上生长，且大量高效地合成产物；发酵条件如温度、pH、溶解氧等易控制；遗传性能稳定；抗噬菌体及杂菌污染能力强等。 要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分。 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要? 思考·讨论 3. 在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处? 传统发酵技术获得的产物一般