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

该高中生物学教学设计聚焦发酵工程基本环节及应用，通过复习发酵工程概念并提问“基本环节是什么”导入，衔接微生物培养旧知与工业化生产新知，构建知识支架。 以案例分析法（如啤酒工业化生产流程）、图解探究法（发酵罐示意图）为主，结合科学思维（对比传统与工业化发酵差异）、探究实践（小组讨论工程手段提升啤酒品质），培养生态环保态度责任，实例具体，助学生联系生活提升分析能力，为教师提供清晰教学流程与实用素材。

教学课题 第1章第3节 发酵工程及其应用 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 阐明发酵工程基本环节；举例说明发酵工程在食品、医药、农牧业等领域的应用。 教材分析 本节是发酵工程核心内容，承接微生物培养，衔接实际生产，兼具理论与应用价值。 学情分析 学生熟悉传统发酵食品，对工业化发酵流程、工程应用认知不足，体系化理解难。 教学目标 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。 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 教学方法 案例分析法、图解探究法、讨论法、归纳总结 教学准备 PPT课件、发酵工程的基本环节和发酵罐示意图、啤酒生产图、应用实例图 教学思路 复习导入→发酵工程的基本环节→发酵工程的特点→发酵工程的应用→习题巩固 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 回顾发酵工程的概念：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。 提问：那么，发酵工程的基本环节是什么？应用发酵工程能够生产哪些产品呢？ 回顾发酵工程概念，思考问题。 激活旧知、引发思考，自然衔接新课内容。 新知探究：发酵工程的基本环节 【知识讲解】 梳理发酵工程基本环节的流程顺序，标注各环节关键操作与目的。 构建完整流程认知，理解各环节逻辑关联。 新知探究：发酵工程的特点 【知识讲解】 发酵工程的特点： ①生产条件温和 ②原料来源丰富且价格低廉 ③产物专一 ④废弃物对环境的污染小和容易处理 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。 对比差异，总结工业化优势。 区分传统与工程发酵，理解工业化价值。 新知探究：发酵工程的应用 【知识讲解】在食品工业上的应用 1.生产传统的发酵产品 利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。 【思考.讨论】啤酒的工业化生产流程 我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下图所示。其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。 思考：与传统的手工发酵相比，在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？ 提示：菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制、产品的消毒等，都有助于提高啤酒的产量和质量。 2.生产各种各样的食品添加剂 3.生产酶制剂，如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等 【知识讲解】在医药工业上的应用 【知识讲解】在农牧业上的应用 1.生产微生物肥料 微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。 2.生产微生物农药 微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的。 微生物农药作为生物防治的重要手段。 3.生产微生物饲料—微生物含有丰富的　　　 实例1—单细胞蛋白 许多国家以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。 应用—食品添加剂、微生物饲料 实例2 —乳酸菌 在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。 【知识讲解】在其他方面的应用 1.解决资源短缺和环境污染问题 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。 2.对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用 利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂。 发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源 等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。 结合生活经验列举酱油、啤酒、酸奶等食品实例，分析发酵菌种与原理，小组交流归纳特点。 结合实例分析青霉素、疫苗等发酵医药产品，讨论菌种改造与生产优势，小组交流归纳应用价值。 列举微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等实例，分析作用原理与生态优势，小组讨论其农牧业价值。 联系生活实际激发兴趣，强化理论与生活的联系，提升实例分析和归纳能力。 联系医药生产实际，理解发酵工程在健康领域的重要性，提升分析与归纳能力。 认识发酵工程助力绿色农业的意义，培养生态环保意识与知识应用能力。 巩固新课 小结回顾 梳理：发酵工程的基本环节、特点、应用 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 设计小型发酵方案 板书设计 1.3 发酵工程及其应用 1.基本环节：选育→发酵→提纯 2.特点：温和、廉价、专一、低污染 3.应用：食品、医药、农牧业、环保 教学反思 本节课以生活实例导入，学生兴趣浓厚，参与度高。多数学生能掌握发酵工程基本环节与多领域应用；但发酵罐条件控制、工业化与传统差异理解不足。课堂讨论充分，实例分析效果好。后续可增加发酵罐动态演示、对比练习，强化难点理解，提升理论联系实际能力。 学科网（北京）股份有限公司 $