1.3 发酵工程及其应用（教学设计）-【新教材】2021-2022学年高二生物下学期同步精品备课资源（人教版2019选择性必修3）

第1章 发酵工程 1.3发酵工程及其应用 1、 教学目标 知识目标：概述发酵工程及其基本环节；举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。 能力目标：理解发酵工程的过程并能够与实际相结合，发展学生的工程思维，提高系统分析能力。 情感态度价值观目标：学习发酵工程的环节与实例，感叹生物的神奇，科技的进步。 2、 教学重难点 重点：发酵工程的基本环节，发酵工程的应用。 难点：发酵工程的基本环节。 3、 教学过程 （1） 导入新课 利用教材“从社会中来”中的素材，明确青霉素的生产成本和价格因为发酵工程的应用大大降低，引发学生追问发酵工程的神奇，进而探讨青霉素的工业生产工程，由此归纳出发酵工程的概念。 发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。 （2） 新课教学 1. 让学生选取自己感兴趣的发酵产品，联系课本画出发酵工程生产该产品的流程图，并在课堂上进行展示说明。之后老师进行补充，分析发酵工程基本环节，完善学生的流程图。重点讲解青霉素的发酵生产。 教师总结：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。 根据图1-9，思考讨论23页的问题，以小组形式回答，老师进行纠正讲解。 （1）微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？ 【答案】需要考虑的因素包括：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。 （2）怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 【答案】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。 （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？ 【答案】传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检査,合格后才能成为正式产品。 （4）在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液