1.3 发酵工程及其应用（教案）-【备课精选】2021-2022学年高二生物下学期同步优质资源（人教版2019选择性必修3）

1.3 发酵工程及其应用 教案 一、教学目标 1.概述发酵工程及其基本环节。 2.举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。 二、教学重难点 1.教学重点 发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。 2.教学难点 发酵工程的基本环节。 三、教学过程 【本节聚焦】 1.什么是发酵工程？ 2.发酵工程的一般流程是什么？ 3.发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 【导入】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。 在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢? 提示：工业上，青霉素的产生按照发酵工程的基本环节进行：首先进行青霉素生产菌高产菌种的选育；然后将高产菌种进行扩大培养增加菌种数量，同时配制适合青霉素生产菌生长的培养基进行灭菌；在无菌条件下将大量优良高产菌种接种到培养液中，控制温度、pH、溶解氧等发酵条件进行发酵；发酵结束后进行青霉素的分离、提纯，就可以得到大量青霉素。 发酵工程的概念：发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。 【一、发酵工程的基本环节】 ( 选育菌种 ) （1）常用菌种：主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等。 （2）菌种特点：①对周围环境的温度、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。②有极强的消化能力。③有极强的繁殖能力。 （3）菌种的来源：①从自然界中筛选出优良菌种。②利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。③利用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品的菌种。 ( 扩大培养 ) 工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，在进行接种前，要对菌种进行扩大培养。 （1）目的：增加菌种的数量，缩短生产周期。 （2）方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 ( 配制培养基 ) （1）类型：发酵工程一般使用液体培养基。 （2）要求： ①根据菌种的代谢类型，选择不同的材料配制培养基。 ②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。 ( 灭菌和接种 ) ③应