1.3发酵工程及其应用课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第3节 发酵工程及其应用 第一章 发酵工程 课程标准 素养要求 1.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。 2．举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上的重要的应用价值。 1.生命观念：掌握发酵工程的基本环节及实现该环节的理论依据。 2．社会责任：认同发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的，它实现了发酵食品、药物等的工业化生产，极大地改善了人们的生活。 01 发酵工程的基本环节 02 发酵工程的应用 03 啤酒的工业化生产流程 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，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，一瓶规格160万单位青霉素注射剂的价格只要1元左右。 在工业上，青霉素是怎样生产的？ 从社会中来 对发酵原理的认识 微生物纯培养技术建立 密闭式发酵罐设计成功 严格控制环境条件(温度、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等) 大规模生产 发酵产品 微生物的特定功能 现代化工程技术 利用微生物的特定功能，通过现代化工程技术， 规模化生产对人类有用的产品。 ——发酵工程 01 发酵工程的基本环节 接种 选育菌种 制备培养基 扩大培养 灭菌 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节不包括( ) A.生产菌种的选育 B.发酵温度等条件的控制 C.发酵罐的设计与生产 D.产物的提取、分离与纯化 随堂巩固 （1）选育菌种 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉。在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。 （2）扩大培养 工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。 发酵工程的基本环节 2.(2022·辽宁省大连市·单元测试)关于发酵工程中所用性状优良菌种的来源，一般不包括（ ） A. 自然界中筛选 B. 诱变育种 C. 基因工程育种 D. 杂交育种 D 随堂巩固 3．生物学家将大肠杆菌的质粒取出，连接上人生长激素的基因以后，重新置于大肠杆菌细胞内，然后用这种带有人生长激素基因的大肠杆菌进行发酵，该处理过程在发酵中属于(　　) A．菌种选育 B．扩大培养 C．接种 D．诱变育种 A 随堂巩固 【旁栏思考】 某镇特产一种美酒 ，以下是对该镇环境的描述：四面环山，地势低洼，气候炎热，具有独特的微生物种群，因为与外界的空气对流循环较缓慢，所以微生物种群较稳定。这对你理解发酵工程中菌种选育的重要性有什么启示？ 优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节在很大程度上决定了生物发酵产物的成败。 发酵工程的基本环节 （3）培养基配制 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__________才能确定。 （4）灭菌 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。例如，在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉。因此， ____________________都必须经过严格的灭菌。 反复试验 培养基和发酵设备 发酵工程的基本环节 （5）接种 （6）发酵罐内发酵 现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的_________________________ ____________________等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的__________，而且会影响微生物_______________________ 。例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 通气量、搅拌、泡沫和营养 生长繁殖 代谢物的形成 温度、pH、溶解氧、罐压、 发酵工程的基本环节 4.发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关发酵过程的叙述，错误的是(　　) A.密闭式发酵罐的设计成功使大规模生产发酵产品得以实现 B.要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程 C.