資源簡介

發(fā)酵工程
1.3發(fā)酵工程及其應(yīng)用
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：概述發(fā)酵工程及其基本環(huán)節(jié)；舉例說明發(fā)酵工程在生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值。
能力目標(biāo)：理解發(fā)酵工程的過程并能夠與實(shí)際相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的工程思維，提高系統(tǒng)分析能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：學(xué)習(xí)發(fā)酵工程的環(huán)節(jié)與實(shí)例，感嘆生物的神奇，科技的進(jìn)步。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，發(fā)酵工程的應(yīng)用。
難點(diǎn)：發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)。
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
利用教材“從社會(huì)中來”中的素材，明確青霉素的生產(chǎn)成本和價(jià)格因?yàn)榘l(fā)酵工程的應(yīng)用大大降低，引發(fā)學(xué)生追問發(fā)酵工程的神奇，進(jìn)而探討青霉素的工業(yè)生產(chǎn)工程，由此歸納出發(fā)酵工程的概念。
發(fā)酵工程，是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。
新課教學(xué)
讓學(xué)生選取自己感興趣的發(fā)酵產(chǎn)品，聯(lián)系課本畫出發(fā)酵工程生產(chǎn)該產(chǎn)品的流程圖，并在課堂上進(jìn)行展示說明。之后老師進(jìn)行補(bǔ)充，分析發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)，完善學(xué)生的流程圖。重點(diǎn)講解青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)。
教師總結(jié)：發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等。
根據(jù)圖1-9，思考討論23頁的問題，以小組形式回答，老師進(jìn)行糾正講解。
（1）微生物菌種資源豐富，選擇發(fā)酵工程用的菌種時(shí)需要考慮哪些因素？
【答案】需要考慮的因素包括：在低成本的培養(yǎng)基上能迅速生長繁殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高；發(fā)酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。
（2）怎樣對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行調(diào)控以滿足微生物的生長需要？
【答案】要對(duì)溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時(shí)及時(shí)添加必要的營養(yǎng)組分。
（3）在產(chǎn)物分離和提純方面，發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比有哪些改進(jìn)之處？
【答案】傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)獲得的產(chǎn)物一般不是單一的組分，而是成分復(fù)雜的混合物，很多時(shí)候不會(huì)再對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離和提純處理，或者僅采用簡單的沉淀、過濾等方法來分離和提純產(chǎn)物。在發(fā)酵工程中使用的分離和提純產(chǎn)物的方法較多。在產(chǎn)物的初分離階段，常采用沉淀、萃取、膜分離、吸附和離子交換等方法；在進(jìn)一步純化階段，會(huì)采用液相層析法、結(jié)晶法等方法。發(fā)酵工程產(chǎn)物無論是代謝物還是菌體本身，都需要進(jìn)行質(zhì)量檢査,合格后才能成為正式產(chǎn)品。
（4）在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液等能直接排放到外界環(huán)境中嗎？為什么？
【答案】不能。因?yàn)樵谶M(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，微生物及其代謝物中都可能含有危害環(huán)境的物質(zhì)。為了減少或避免污染物的產(chǎn)生和排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),應(yīng)該對(duì)排出的氣體和廢棄培養(yǎng)液進(jìn)行二次清潔或滅菌處理。
學(xué)生閱讀完教材后，與老師一起制作“發(fā)酵工程的應(yīng)用”的思維導(dǎo)圖，每一部分都要舉例讓學(xué)生更深入地理解，感悟科技的創(chuàng)新源于生活，也將服務(wù)于生活。
習(xí)題鞏固
共同完成課后習(xí)題，并完成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的梳理。
小結(jié)作業(yè)
師生共同總結(jié)本節(jié)所學(xué)，布置作業(yè)：查找相關(guān)資料，搜集自己在生活中接觸到的發(fā)酵工程應(yīng)用的實(shí)例，并寫出他們的基本環(huán)節(jié)。
板書設(shè)計(jì)
發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié) 二、發(fā)酵工程的應(yīng)用
選育菌種
　 ↓
擴(kuò)大培養(yǎng)
　 ↓
接種
　 ↓
發(fā)酵 ←滅菌 ←配置培養(yǎng)基
　 ↓
分離提純產(chǎn)物
↓
獲得產(chǎn)品
教學(xué)反思

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