1.3 发酵工程及其运用（第一课时）-【探究课堂】2022-2023学年高二生物同步优质课件（人教版2019选择性必修3）

第1章 发酵工程 第3节 发酵工程及应用 （第一课时） 学习目标 目标 01 02 03 根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。（科学探究） 基于发酵工程的基本环节和应用实例，阐明发酵工程的概念。（科学思维） 认可发酵工程在生产上重要的应用价值。（社会责任） 2 微 生 物 的 选 择 培 养和计数 微生物的选择培养 选择培养基 科学实例 筛选原因、思路、启示 选择培养基的原理、概念、类型、举例 选择培养基的作用 微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法 稀释涂布平板法的操作过程 稀释涂布平板法的注意事项 间接计数法 — 稀释涂布平板法 直接计数 —计数板计数法 培养基的制备 实验设计 分析与评价 微生物的数量测定 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 （1）土壤取样 （2）样品的稀释 （3）稀释涂布平板法接种 （4）微生物的培养与观察 温故知新 情景视频一：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。 问题1:那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢？ 一代神药——青霉素（视频） 通过发酵工程生产 问题2:什么是发酵工程？ 微生物纯培养技术的建立 密闭式发酵罐的设计成功 人们对发酵原理的认识 发酵工程形成 一、发酵工程的形成 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。 问题3:发酵工程基本环节是什么？ 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？ 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？ 怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？ 2 3 4 1 合作探究一：请同学们自主阅读教材P22-23，小组合作思考讨论完成问题。 一、发酵工程的形成 6 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。 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 生产微生物直接合成的产物 生产微生物不能合成的产品 如青霉素、谷氨酸等，则可从自然界中先分离出相应菌种，再用物理或化学的方法诱变育种，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。 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，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品目的。 选育菌种 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 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。 柠檬酸 啤酒 味精 青霉素 黑曲霉 啤酒酵母 黄青霉 谷氨酸棒状杆菌 二、发酵工程的基本环节 我国幅员辽阔,地理生态环境多样，为各种微生物的生长繁殖提供了条件，这有利于发酵工程选育菌种。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決定了生产发酵产品的成败。 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？ 情景材料一 选育菌种 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 目的 方法 将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 增加菌种数量，缩短生产周期 选育菌种 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。生产实践中，培养基配方要经过反复实验才能确定。 （1）类型： 发酵工程一般使用液体培养基 选育菌种 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 发酵工程所用大多为单一菌种，有杂菌污染影响产量，培养基和设备需严格灭菌。 原因 实例 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抑制菌种的生长使产量下降。 在青霉素生产过程中混入杂菌，这些杂菌会分泌青霉素酶，分解青霉素。 选育菌种 扩大培养 灭菌 配制培养基 接种 发酵罐内发酵 分离提纯产物 获得产品 二、发酵工程的基本环节 将____________的菌种投放到________中 发酵罐 扩大