《发酵工程为人类提供多样的生物产品》第2课时示范课教学设计.pdfVIP

其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

发酵工程为人类提供多样的生物产品（第2课时）

教学目标

．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。

教学过程

【新课引入】

【教师活动】

展示资料：

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。如今，随着高产菌种的选育，发酵技术的发展，青霉素步入了产业化的道

路。如今一瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要一元左右。那么在工业上，青霉素

究竟是怎样生产的呢？

【设计意图】

设置疑问，学生带着问题进入新课的学习。

【新知讲解】

一、发酵工程的基本环节

【学生活动】

阅读课本第30~31页发酵工程的基本环节的内容，尝试画出发酵工程的流程图，并在各

个环节标注出需要的操作。

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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

育种获得。

举例：生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉；在啤酒生产中，使用基因工程改造的

啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期。

2．扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，因此在发酵之前还需要

对菌种进行扩大培养。

3．配制培养基：在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。培养基的配方要经过反复试验

才能确定。

4．灭菌：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，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。

5．接种：扩大培养的菌种和灭菌后的培养基加入发酵罐中。大型发酵罐有计算机控制系统，

能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。

6．发酵罐内发酵：在发酵过程中，要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，以了

解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。

思考：为什么要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件？

提示：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。

例如，谷氨酸发酵时：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下，则容易形

成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。

7．分离、提纯产物：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉

淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提

取、分离和纯化措施来获得产品（真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等）。

【学生活动】

仔细观察发酵罐示意图，与果酒果醋制作过程中的装置图有何区别？

提示：

相同点：均有进气口、出气口、取样口；

不同点：发酵罐中有温度、pH、培养物和营养物加入口等，更加精细和智能化。

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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

思考以下问题：

（）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？

提示：需要满足以下5个条件：

第一，应选择高产