1.3发酵工程及其应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课后作业:课时评价(四)第1-15题 第三节 发酵工程及其应用 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? 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。 世界上第一种应用于临床的抗生素——青霉素 问题情境 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。 那么,在工业上,青霉素究竟是怎样生产的呢? ①选育菌种 ②扩大培养 ③配制培养基 ④灭菌 ⑤接种 ⑥发酵罐内发酵 ⑦分离、 提纯产物 ⑧获得产品 课本P22 结合教科书第22~23页图1-9思考下列问题: 1.可通过哪些途径获得发酵工程使用的优良菌种?选择菌种时要考虑哪些因素? 2.获得优良菌种后为什么要对菌种进行扩大培养?扩大培养的目的是什么?扩大培养所用的培养基,从物理性质上分类,是什么类型的培养基? 3.配制培养基的要求? 4.发酵工程所用菌种类型?那些设备需要灭菌? 5.发酵工程的中心环节是什么? 6.发酵过程中怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要? 7.发酵产品的类型有几种?分别通过什么方法获取? 一、发酵工程的基本环节 生产柠檬酸 生产啤酒 生产味精 黑曲霉 啤酒酵母 谷氨酸 棒状杆菌 ⑤接种 ①选育菌种 ③配制培养基 ②扩大培养 ④灭菌 现代发酵工程使用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、 、罐压、通气量、搅拌、泡沫和 等进行监测和控制;还可以进行 控制,使发酵全过程处于最佳状态。 ⑥发酵罐内发酵 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 发酵工程中所用的菌种大多数是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降。因此,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 性状优良的菌种可以①从自然界中筛选出来,也可以通过②诱变育种或③基因工程育种获得。 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反复试验才能确定。 课本P22-23 一、发酵工程的基本环节 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、 、罐压、通气量、搅拌、泡沫和 等进行监测和控制;还可以进行 控制,使发酵全过程处于最佳状态。 ⑤接种 ①选育菌种 ③配制培养基 ②扩大培养 ④灭菌 ⑥发酵罐内发酵 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微生物的数量、 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,而且会影响微生物代谢物的形成。 产物浓度 营养成分 溶解氧 溶解氧 营养 反馈 课本P23 一、发酵工程的基本环节 ⑤接种 ①选育菌种 ③配制培养基 ②扩大培养 ④灭菌 ⑥发酵罐内发酵 ⑦分离、提纯产物 ⑧获得产品 如果发酵产品是①微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用 、沉淀等方法将菌体分离和 ,即可得到产品。如果产品是②代谢物,可根据产物的( 采取适当的提取、分离和 措施来获得产品。 过滤 干燥 性质 纯化 课本P23 发酵工程基本环节 概念检测 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质粒明显提高。判断下列相关表述是否正确。 (1)发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。( ) (2)发酵工程的产品主要包括微生物的代谢、酶及菌体本身。( ) (3)在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。( ) √ √ 课本P28 金版学案27页 【例1】下列关于发酵工程的叙述,错误的是 ( ) A.发酵技术需要运用微生物的纯培养技术 B.发酵工程使用的培养基和发酵设备都需要严格灭菌 C.发酵工程的中心环节是菌种的选育 D.发酵产品可能是微生物细胞本身或代谢物 解析:发酵工程是在微生物纯培养技术的建立和密闭式发酵罐成功设计的基础上进行的;由于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,因此发酵工程使用的培养基和发酵设备都需要严格灭菌;发酵工程的中心环节是发酵;发酵产品可能是微生物细胞本身或代谢物。C 一、发酵工程的基本环节 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? ①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖; ②生产所需代谢物的产量高; ③发酵条件易控制; ④菌种不易变异,退化等。 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要?