1.3 发酵工程及应用学历案-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修三

高二年级生物学学历案 我们要以激情饱满的面貌迎接每一天 班级： 姓名： 高二生物学学历案 1.3发酵工程及其应用 【课标要求】 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有重要的应用价值 【学习目标】 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。 【学习重点】 发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。 【学习过程】 【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？ 一、发酵工程的基本环节 1.选育菌种：__________的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过___________________或_______________获得。生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的__________。在啤酒生产中，使用__________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。 3.配制培养基：在菌种确定之后，要选择_____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。 4.灭菌：发酵工程中所用的菌种大多是_____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，培养基和发酵设备都必须经过严格的_____。 5.接种：将__________的菌种投放到发酵罐中。 6.发酵罐内发酵：这是发酵工程的_____环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中的__________、___________________等，以了解发酵进程。还要及时添加必需的___________________，要严格控制温度、pH和________________等发酵条件。环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响________________________的形成。例如，谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累_________________________；在酸性条件下则容易形成___________________和________________________。 优点：现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、______________、______________和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于_____________状态。 7.分离、提纯产物：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用_________________、 __________等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的______________、______________和_____措施来获得产品。 8.获得产品。 【思考·讨论·发酵工程基本环节分析】 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? 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要? 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? 4.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？ 二、发酵工程的应用 发酵工程的优点： ①生产条件_____；②原料来源丰富且价格低廉；③产物_____；④废弃物对环境的污染_____和容易处理。因此，发酵工程在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。 1.在食品工业上的应用 （1） 生产传统的发酵产品：如酱油、各种酒类等。发酵工程使这些产品的产量和质量明显提高。 实例：①以大豆为主要原料，利用产生________的霉菌(如黑曲霉),将原料中的蛋白质水解成小分子的_____和_______，然后经淋洗、调制成的酱油产品。②以谷物或水果等为原料，利用__________发酵生产的各种酒类。 【思考·讨论·啤酒的