1.3 发酵工程及其应用-2023-2024学年高二生物同步备课精选课件（人教版2019选择性必修3）

高中生物学选择性必修3 第1章发酵工程 第3节发酵工程及其应用 教学日标： 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。 教学重点：发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。 教学难点：发酵工程的基本环节。 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 汪别用青留装 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，青霉素究竞是怎样生产的呢？ 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 发酵工程 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。 微生物的特定功能 现代化工程技术 → 大规模生产发酵产品 一、发酵工程的基本环节 选育高 扩大 产菌种 培养 接种 发酵罐 分离、提 获得 配制培 内发酵 纯产物 产品 养基 灭菌 选育菌种 ①性状优良的菌种可以加速发酵过程，缩短生产周期。 生产柠檬酸 黑曲霉 生产啤酒 啤酒酵母 生产青霉素 黄青霉 蛋白酶 黑曲霉 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，因此菌种选育环节很大程度 上决定了生产发酵产品的成败。 选育菌种 ②方法： 自然筛选、诱变育种或基因工程育种 自然筛选 优点：经济实惠 缺点：自发突变频率低，出现优良性状可能性小，需要时间长。 诱变育种或基因工程育种 优点：育种时间短、提高发酵产物纯度、减少副产物 缺点：技术要求高 扩大培养 液体培养基 工业发酵罐体积 接入的菌种总体积 几十~几百m3 几~几十m3 思考 怎样对菌种进行扩大培养？ 将培养到增长速率最快时期的菌体分开，再进行培养。 配制培养基 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。 灭菌 ①原因： 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。 杂菌与菌种之间形成种间竞争关系使产量下降或杂菌产生的代谢物质 抑制菌种生长而使产量下降。 ②灭菌对象：培养基和发酵设备 ③实例：在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉 素酶，将青霉素分解掉。 接种 发酵罐内发酵 中心环节 pH检测及控制 ①随时检测培养液微生物数量、产物浓度，以了 观察孔 解发酵进程。 排气管 ②环境条件不仅影响微生物生长繁殖，而且会影 搅拌叶轮 冷却水 响微生物代谢物的形成。 冷却水 排出口 ③检测和控制：温度、pH、溶解氧、压强、通气 进入口 空气入口 量、搅拌、泡沫和营养等。 放料管