1.3发酵工程及其应用教学设计-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

发酵工程及其应用 1.教学内容分析 本节课的主要教学内容来自于人教版选择性必修3《生物技术实践》的第一章《发酵工程》第3节“发酵工程及其应用”。本节的主要内容是发酵工程及其应用，首先介绍了发酵工程的定义和基本过程，然后详细介绍了各种发酵工程的应用，包括食品工业、医药工业、生物化工等领域的应用。此外，本章还介绍了发酵工程在环境保护、能源开发等方面的应用。 2.学情分析 在教学本节课之前，学生已经对发酵及传统发酵技术有了一定的认识，并且通过实验体会了传统发酵过程。还学习了有关微生物的知识，包括微生物的培养、代谢等基本概念。这些知识为学习发酵工程奠定了基础。且生活中比较多的接触过发酵呈现现象和发酵产品，有一定的生活经验，加上在必修一“细胞呼吸”一节学习过发酵的概念，这些都为本节课的学习奠定了基础。通过本节课的学习，学生可以进一步了解生物技术在生产实践中的应用，提高对生物工程技术的认识和兴趣。 3.学习目标 生命观念：简述发酵工程的一般流程。理解发酵工程的原理，认识微生物代谢与发酵过程的内在联系，形成结构与功能观。 科学思维：通过分析发酵工程的流程，培养逻辑推理、批判性思维能力，能够对发酵条件优化等问题进行理性思考和科学分析。 科学探究：尝试设计简单的发酵实验，学会控制变量、收集数据和分析结果，提升科学探究能力和实践操作技能。 社会责任：关注发酵工程在工业生产、食品加工、环境保护等方面的应用，认识其对社会发展和人类生活的重要影响，增强对生物技术安全性和可持续发展的关注，增强社会责任感。 4.教学策略分析：问题串教学、情景资料分析与汇报、小组合作 5.学习重难点： 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。 6.教学实施过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景导入 展示学生制作的传统发酵食品 提问： 大家在制作传统发酵食品的时候都碰到了哪些影响食品品质和产量的问题？ 结合实际制作过程中大家出现的问题 小组讨论、回答自己在实验过程中遇到的问题，如：易污染、原材料和菌种少、条件单一控制、产品口感不佳等 与子任务1的实验结果联系，也与生活联系，将本单元的内容进行衔接，同时激发学生兴趣。 任务1：解决实验中的问题，梳理酒精发酵的工业化流程 将学生碰到问题进行汇总，整理如下：1.酒精发酵时使用了什么菌种？选择酒精发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？怎样才能得到优良菌种？ 2.扩大培养目的是什么？从物理性质上，应该用什么类型的培养基进行扩大培养？ 3.如何配制培养基，配制培养基需要考虑哪些因素？ 4.为什么要严格控制发酵过程中的温度、PH、氧气等条件？怎样对酒精发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 5.如何对酒精发酵产品进行分离提纯？如果产品是微生物细胞本身呢？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？ 6.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？ 通过实验过程和结果分析，结合教材内容，分组讨论、交流以上问题，总结发酵工程的基本环节，并在学案上完成流程绘制。 通过问题层层推进，总结工业发酵的必要条件，同时让学生通过回答问题自然梳理酒精发酵的规范化流程。 任务二：阅读教材，总结发酵工程的应用 发酵工程因为有着众多特点：生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在众多领域有着广泛的应用，引导学生阅读教材，填写表格，梳理内容。 观看视频、完成习题 通过具体实例，了解发酵工程在各个领域的应用，理论联系实际同时增加对生物技术的兴趣，激发学生的职业热情和社会责任感。 任务三：阅读教材和资料、结合视频，完成发酵工程的评价任务 评价任务1.观看啤酒工业化生产视频、阅读教材、完成展示讨论问题： （1）酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？ （2）啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？ （3）与传统的手工发酵相比，在上面啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高? 评价任务2.阅读青霉素生产的相关资料，观看青霉素的相关视频，完成相关练习 观看视频、阅读教材完成讨论题和练习题，汇报交流 通过视频和资料，进一步了解发酵工程的应用，激发学生的社会责任感。 任务四：学生自主完成课堂小结 出示课堂小结表格，学生自主完成 自主完成表格总结 对单元进行小结，从而形成整体构架 任务五：作业布置 1.完成能力检测题 2.小组合作设计一个实验方案，利用微生物生产一种你感兴趣的产品。需要选择合适的菌种，优化培养条件，调控发酵过程，提取产物，并进行质量检测等内容 课下完成作业 强化内容，通过查阅资料、完成实验设计，养成小组分工合作的习惯，并进一步体会发酵工程的应用，激发兴趣和责任意识。 7.板书设计 第3节 发酵工程及其应用 8.作业设计 1.完成基础检测题 2.小组合作设计一个实验方案，利用微生物生产一种你感兴趣的产品。需要选择合适的菌种，优化培养条件，调控发酵过程，提取产物，并进行质量检测等内容 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $