1.3发酵工程及其应用（第一课时）课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第一章 发酵工程 第3节 发酵工程及其应用 （第一课时） 目录 /CONTENTS 01 发酵工程的基本环节 02 发酵工程的应用 03 习题检测 04 学习目标： 什么是发酵工程？ 发酵工程的一般流程是什么？ 发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 习题检测 (1)筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源，且为液体培养基。( ) (2)能分解尿素的细菌之所以能分解尿素，是因为其能产生脲酶。( ) (3)稀释涂布平板法能分离细菌，也能计数( ) (4)平板划线法不仅能纯化细菌，也能计数( ) (5)可利用以石油为唯一碳源的培养基筛选能分解石油的细菌（ ） (6)取土壤和稀释土壤溶液时应在酒精灯火焰旁操作（ ） × √ √ × √ √ 新课导入 青霉素 是世界上第一个应用于临床的抗生素。 你知道青霉素的历史吗？ 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。 早期1瓶规格大概20万单位的青霉素最高卖到 金币 如今1瓶规格160万单位的青霉素注射剂 硬币 ？ 那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢？ 目录 01 一、发酵工程的基本环节 一、发酵工程的基本环节 对发酵原理的认识 微生物纯培养技术建立 密闭式发酵罐成功设计 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 现代化工程技术 微生物的 特定功能 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。 1.发酵工程的概念： 一、发酵工程的基本环节 1.发酵工程的概念： 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。 ①微生物： 自然界的微生物 诱变育种的微生物 基因重组的微生物 （常规菌） （工程菌） ②产 品： 包括利用酵母菌发酵制造的啤酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造的酸奶，及利用工程菌生产的人胰岛素。 ③实 质： 利用微生物进行产品生产。 发酵工程的基本环节? 一、发酵工程的基本环节 2.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 一、发酵工程的基本环节 2.发酵工程的基本环节： 选育菌种 目的：获得性状优良的菌种 菌种来源：①从自然界中筛选②诱变育种③基因工程育种 选产酸量高的黑曲霉生产柠檬酸； 使用基因工程改造的啤酒酵母生产啤酒。 产柠檬酸量高的黑曲霉 基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵过程，缩短生产周期 问：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。 一、发酵工程的基本环节 2.发酵工程的基本环节： 扩大培养 快速增加菌种数量，确保有充足的菌体参与发酵 目 的： 问：菌种扩大培养的最佳时期？ 将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 问：扩大培养所用的培养基，从物理性质上，一般选什么培养基进行培养。 液体培养基 液体使微生物与营养物质接触更充分，提高营养物质的利用率，利于微生物的繁殖。 一、发酵工程的基本环节 2.发酵工程的基本环节： 制备培养基 配置培养基要遵循的原则： ①即营养物质满足微生物的需要，营养物质的浓度及配比恰当，物理、化学条件适宜等。 ②配置的培养基应包括微生物生长所需的碳源、氮源、水、无机盐及特殊营养要求。 ③配置的培养基要经过反复试验才能大规模应用。 （即不断优化培养基） 一、发酵工程的基本环节 2.发酵工程的基本环节： 灭菌 防止杂菌污染而影响产品的品质和产量 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的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。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 ①目 的： 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。 ②灭菌的原因分析： ③实例： 接种 将 的菌种投放到 中。 发酵罐 扩大培养后 如培养基，发酵设备等灭菌处理 （无菌条件下接种） 一、发酵工程的基本环节 2.发酵工程的基本环节： 发酵罐内发酵 —发酵工程的中心环节 监控：①随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，了解发酵进程。 ②要及时添加必需的营养成分， ③要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件； 实例——谷氨酸发酵： 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生成谷氨酰胺