高二生物(新人教版)选修二：3.1《微生物发酵及其应用》要点分析.ppt

第３章《生物科学与工业》 第１节 《微生物发酵及其 应用》 教学目标 知识与能力方面： 1.说出微生物发酵生产的基本过程。 2.举例说出微生物发酵与食品生产的关系。 3.参与有关微生物发酵的调查活动。 4．通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的紧密联系和互动。 情感态度、价值观方面： 培养学生关爱社会,关爱身体健康、热爱生活的情感，培养他们社会责任感，形成关心现代发酵业的发展。 过程与方法方面： 本节课主要采取学生通过小组合作探究的方法，以及深入生活联系实际，理解各种具体的设施农业,说了解发酵工程的发展史、调查当地的酱菜厂和酒厂。在小组合作探究中理解科学、技术、社会三者的关系。培养学生的合作探究精神，和自我学习、搜集信息和处理信息的能力。 【教学重点】 发酵工程史话。发酵的生产过程。 【教学难点】 发酵的生产过程。 【教学方法】 讲授法和学生合作学习相结合 【教学课时】1课时。 什么是发酵？ 利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。 密闭式发酵罐 一、发酵工程史话 传统酿造 具有悠久的历史、文化； 独特的风味 传统的工艺 例：酱油酿造 ---- 我国首创 传入日本和南洋群岛，后传入欧美各国 原料： 大豆：蛋白质原料，20%左右脂肪 脱脂大豆：50%粗蛋白，20%碳水化合物 面粉、小麦、麸皮、玉米、甘薯等淀粉原料 食盐和水 微生物学的奠基人——伟大的巴斯德 我国的传统发酵产品酱油、醋、腐乳等享誉世界 我国的酿酒已经有4000多年的历史 我国的酱油距今已有3000年的历史 1857年巴斯德证明发酵是由于微生物的作用 一、发酵工程史话 传统酿造 例：豆腐乳发酵 民族特色发酵食品，味道鲜美，风味独特 1. 主要原料 大豆或冷榨豆片、盐卤与石膏、食盐水 2. 辅助原料 黄酒、烧酒、红曲、面曲、糟米 砂糖、花椒、玫瑰等其它香料 发酵工业经历了哪几个阶段？ 原始发展阶段（发酵技术原始，顶多是家庭小制作，技术进步缓慢，完全是经验式的，并不知道其中的原理 。） 传统发酵工业阶段（人们才开始了解发酵现象的本质 ，采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大 。） 现代发酵工业阶段（生产技术要求高；生产规模大；技术发展速度快；菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度。 ） 生物技术产业阶段 （利用构建的基因工程菌生产 ） 发酵工程 二、发酵生产过程探秘 二、发酵生产过程探秘 菌种的选育：如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 培养基的配制：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等 灭菌：去掉杂菌 扩大培养和接种：先大量培养谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，再将菌种接入发酵罐 发酵罐内发酵：由计算机控制系统控制条件 分离、提纯产物 1.菌种的选育 1.菌种的选育 选育的方法： 从自然界中先分离出相应的菌种； 利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种 ； 利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。 2.培养基的配置 (1)培养基配置的原则： 根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。 配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的PH。 培养基的营养要协调，以利于产物的合成。 培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 (2)举例： 发酵生产常采用天然成分的液体培养基。而且，经常用野生的植物淀粉、甘蔗渣、秸秆，以及乙醇、醋酸等石化产品代替粮食来配制培养基。 二、发酵生产过程探秘 培养基的选择 3、灭菌 灭菌的原因： 在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响 。 举例： 如果在谷氨酸发酵过程中混人放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。 4、扩大培养和接种 扩大培养： 扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体 接种： 有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？ ?接种过程中要注意防止杂菌污染 5、发酵罐内发酵：由计算机控制系统控制条件 发酵产物： 发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。 发酵进程 在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物 。 发酵条