資源簡介

(共26張PPT)
第一章 發(fā)酵工程
第四節(jié) 發(fā)酵工程及其應用
學習目標 學科核心素養(yǎng)
1.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術及微生物
的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。
2.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應用價值。 1.科學探究——根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)品和利用
微生物的不同討論發(fā)酵工程中的發(fā)酵
條件及控制方法。
2.社會責任——認可發(fā)酵工程在生產(chǎn)
上的重要應用價值。
教材預習·必備知識全過關
一、發(fā)酵工程利用了微生物的特定功能
生長旺盛、繁殖快
吸收多、轉化快
適應性強、易變異
二、發(fā)酵工程的一般過程
1. 發(fā)酵工程的概念：采用現(xiàn)代工程技術手段，利用________或________細胞的特定功
能，在人工控制的環(huán)境下生產(chǎn)滿足__________的特定產(chǎn)品等的工程技術。
2. 主要步驟：發(fā)酵原料的________、發(fā)酵培養(yǎng)基的配制、__________和擴大培養(yǎng)、發(fā)
酵生產(chǎn)和產(chǎn)物的分離與提純等。
微生物
動植物
人類需求
預處理
菌種選育
3. 大型發(fā)酵罐
排氣口
攪拌器
無菌
通氣量
速度
熱交換
酸或堿
5. 分批發(fā)酵
（1） 概念：______________________________的間歇發(fā)酵方式。
一次投料、一次接種、一次收獲
（2） 特點：單細胞微生物的生長狀況隨著發(fā)酵罐中各種物質濃度的變化表現(xiàn)出一定的規(guī)律。根據(jù)不同培養(yǎng)時間里細菌數(shù)量的變化，可以作出一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間數(shù)量變化規(guī)律的曲線，稱為生長曲線。
分批發(fā)酵中的細菌生長曲線
最高
6. 連續(xù)發(fā)酵
不斷地放出老的培養(yǎng)基和代謝產(chǎn)物
不斷添加新的培養(yǎng)基
三、發(fā)酵工程應用廣泛
1. 發(fā)酵工程的主要產(chǎn)品
酵母菌
曲類
維生素
2. 發(fā)酵工程的應用領域
生產(chǎn)各種抗生素
酶
激素
霉菌
釀酒
酵母
甜味劑
單細胞蛋白
細菌
真菌
固氮菌
微生物飼料
氨基酸
淀粉酶
纖維素酶
污水處理
沼氣發(fā)酵
核心要點·能力素養(yǎng)全提升
要點 發(fā)酵工程
1.發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
基本環(huán)節(jié) 內容
原料的預處理 對原料進行粉碎、蒸煮，水解成葡萄糖等供微生物利用
配制培養(yǎng)基 在菌種確定后，要選擇原料制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的配方要經(jīng)過反復試
驗才能確定
菌種選育 從自然界中篩選、通過誘變育種或基因工程育種獲得
擴大培養(yǎng) 在發(fā)酵之前需要對菌種進行擴大培養(yǎng)，增加微生物的數(shù)量
滅菌 發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導致
產(chǎn)量大大下降
接種 擴大培養(yǎng)的菌種和滅菌后的培養(yǎng)基加入發(fā)酵罐中
基本環(huán)節(jié) 內容
發(fā)酵生產(chǎn) ①檢測并控制溫度、 、溶解氧等發(fā)酵條件，使發(fā)酵全過程處于最
佳狀態(tài)；②隨時檢測培養(yǎng)液中微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等，以了解發(fā)酵
進程，還要及時添加必需的營養(yǎng)組分等
產(chǎn)物的分離與
提純 ①若發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身，采用過濾、沉淀等方法將菌體分
離、干燥；②若發(fā)酵產(chǎn)品是代謝產(chǎn)物，可根據(jù)產(chǎn)物的性質采取適當?shù)?br/>提取、分離和純化措施來獲得產(chǎn)品
續(xù)表
（2）由于微生物發(fā)酵是多達數(shù)十步甚至數(shù)百步的生物化學反應，其過程遠比普通化學
反應復雜，往往環(huán)境條件的微小變化，就會對微生物的生產(chǎn)能力產(chǎn)生明顯影響。所以，
為了控制整個發(fā)酵過程，必須了解微生物在發(fā)酵過程中的代謝變化規(guī)律，通過各種檢
測方法測定各種發(fā)酵參數(shù)，如細胞濃度、碳源和氮源等物質的消耗、產(chǎn)物濃度等隨時
間變化的情況，以便能夠控制發(fā)酵過程，使生產(chǎn)菌種的生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮。
【點撥】解答發(fā)酵工程的流程類試題的“二看一需要”
典例1 下圖是利用發(fā)酵技術獲得產(chǎn)品的過程圖，①②都表示這一過程中的步驟或者操作。根據(jù)該圖以及學過的相關知識回答下列問題：
（1） 寫出數(shù)字標號處的操作：①__________；②______。其中②的目的是防止發(fā)酵
過程中混入______，進而影響生產(chǎn)的效率，甚至導致發(fā)酵失敗。
擴大培養(yǎng)
滅菌
雜菌
[解析] 圖中①為擴大培養(yǎng)，②為滅菌；滅菌是為了防止雜菌污染。
（2） 配制培養(yǎng)基時，一般要保證培養(yǎng)基中具有幾類基本成分，分別是碳源、氮源、
____、________。
水
無機鹽
[解析] 培養(yǎng)基的基本成分是水、無機鹽、碳源、氮源等。
（3） 在發(fā)酵過程中，我們要不間斷地監(jiān)測發(fā)酵罐中的情況，了解發(fā)酵進程，必要時
要添加營養(yǎng)物質，同時要嚴格控制發(fā)酵條件，如溫度、____、_____________________
等。因為環(huán)境條件的改變，不僅影響菌種的生長繁殖，而且可能會影響____________
的形成。
溶解氧（兩空可顛倒）
菌種代謝產(chǎn)物
（4） 為了進一步保持發(fā)酵液的無菌環(huán)境，我們在培養(yǎng)基中加入了青霉素，則該培養(yǎng)
基不能用來培養(yǎng)______（填“細菌”或“真菌”）類微生物。
細菌
[解析] 在培養(yǎng)基中加入了青霉素，則該培養(yǎng)基不能用來培養(yǎng)細菌類微生物。
對點演練1 ［多選］下列關于發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的分析，正確的是( )
AC
對點演練2 青霉素是一種常用的抗生素，
其工業(yè)化生產(chǎn)流程如圖所示。下列相關敘
述錯誤的是( )
B
[解析] 過程③是配制培養(yǎng)基，需要利用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌，以防止培養(yǎng)基中摻雜其他微生物，B項錯誤。
網(wǎng)絡構建

展開更多......

收起↑