1.3发酵工程及其应用（课件）（18张ppt）高二生物下学期（人教版2019选择性必修3）
文档属性
| 名称 | 1.3发酵工程及其应用（课件）（18张ppt）高二生物下学期（人教版2019选择性必修3） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-24 10:45:48 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
1.3发酵工程及其应用
LOGO
从社会中来
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，他的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢？
目 录
01
发酵工程的基本环节
02
发酵工程的应用
03
总结
04
习题巩固
发酵工程的基本环节
选育菌种
自然界筛选
诱变育种
基因工程育种
扩大培养
缩短菌种发酵时间
接种
提前要配制培养基，培养基及发酵设备要灭菌
发酵罐内的发酵
中心环节，严格控温、ph，溶解氧等条件
分离、提纯产物
过滤、沉淀等方法
什么是发酵工程
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产 过程的一种新技术。
定义
发酵工程
思考 讨论
发酵罐示意图
思考 讨论
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？
在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？
2
3
4
1
思考 讨论
1.需要考虑的因素包括：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。
2.要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分。
3.传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检査,合格后才能成为正式产品。
4.不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产,应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。
影响发酵生产的因素
1.菌种的选育
工业上生产青霉素的微生物主要是产黄青霉
味精 谷氨酸棒状杆菌
柠檬酸 黑曲霉
2.发酵培养基的组成
3.纯种发酵与灭菌
120℃以上的高压蒸汽灭菌
4.不同阶段的温度
5.培养基的pH
6.溶解氧量的影响
如何调控？
温度
冷却水
PH
在培养基中添加缓冲液,
在发酵过程中加酸或碱
溶解氧
发酵罐的通气口控制氧气的量
发酵工程的应用
食品
医药
农牧业
发酵工程的特点
生产条件温和
原料丰富且价格低廉
产物专一
废弃物对环境影响小且容易处理
发酵工程的应用
酱油（霉菌黑曲霉），酒类（酿酒酵母）
柠檬酸（黑曲霉），味精（谷氨酸棒状杆菌）
α-淀粉酶，β-淀粉酶，果胶酶，氨基肽酶，脂肪酶
生长激素，乙型肝炎疫苗（酵母菌）
有根瘤菌肥，固氮菌肥
苏云金杆菌，放线菌的井冈霉素
单细胞蛋白（酵母菌等）
总结
习题巩固
1．关于发酵工程说法错误的是()
A．依赖微生物纯培养技术的建立
B．发酵设备都是密封的
C．食品、医药工业离不开发酵工程
D．发酵工程与工农业生产也有密切关系
B[发酵设备是密闭的，不是密封的。]
习题巩固
2．关于发酵工程的菌种说法错误的是()
A．发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来
B．发酵工程可以利用原材料中含有的菌种
C．发酵工程的菌种可以来自基因工程
D．发酵工程的菌种可以来自诱变育种
B[传统发酵技术利用的是原材料中的菌种，发酵工程利用的是经过筛选或培育的菌种中含有。]
习题巩固
3．关于啤酒生产的流程说法错误的是()
A．让大麦种子发芽的目的是释放淀粉酶
B．焙烤发芽的大麦种子时，淀粉酶丧失活性
C．糖化的目的是让淀粉分解
D．蒸煮时终止了酶的作用，并对糖浆进行灭菌
B[焙烤发芽的大麦种子是杀死大麦种子，但不能使淀粉酶丧失活性。]
习题巩固
4．啤酒是发酵工程的主要产品，关于啤酒发酵的说法错误的是()
A．啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的
B．酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段
C．啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸
D．啤酒生产的后发酵阶段是在低温度和密闭环境下进行的
C[啤酒生产的主发酵阶段，大部分糖分解和代谢产物生成，此时酵母菌主要进行无氧呼吸。]
习题巩固
5．发酵法生产酒精后的废液(pH 4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图如下。请据图回答下列问题：
习题巩固
(1)实验过程中培养白地霉的培养基是____________ 。培养基定量分装前，先调节________ ，分装后用棉塞封瓶口，最后________处理。
(2)图中①过程称为________ ，从甲到丁的培养过程是为了____________ 。白地霉菌的代谢类型为____________ 。
(3)为确定菌体产量，图中②操作之前，应先称量__________ 的质量。过滤后需反复烘干称量，直至________。所获菌体干重等于____________。
(1)废液上清液 pH 灭菌 (2)接种 扩大培养 异养需氧型 (3)滤纸 恒重(质量基本不变) 恒重时的质量与滤纸质量之差(答案合理即可)
1.3发酵工程及其应用
LOGO
从社会中来
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，他的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。那么，在工业上，青霉素究竟是怎样生产的呢？
目 录
01
发酵工程的基本环节
02
发酵工程的应用
03
总结
04
习题巩固
发酵工程的基本环节
选育菌种
自然界筛选
诱变育种
基因工程育种
扩大培养
缩短菌种发酵时间
接种
提前要配制培养基，培养基及发酵设备要灭菌
发酵罐内的发酵
中心环节，严格控温、ph，溶解氧等条件
分离、提纯产物
过滤、沉淀等方法
什么是发酵工程
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产 过程的一种新技术。
定义
发酵工程
思考 讨论
发酵罐示意图
思考 讨论
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？
在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？
怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？
2
3
4
1
思考 讨论
1.需要考虑的因素包括：在低成本的培养基上能迅速生长繁殖；生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制；菌种不易变异、退化等。
2.要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时及时添加必要的营养组分。
3.传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离和提纯产物。在发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附和离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检査,合格后才能成为正式产品。
4.不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产,应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。
影响发酵生产的因素
1.菌种的选育
工业上生产青霉素的微生物主要是产黄青霉
味精 谷氨酸棒状杆菌
柠檬酸 黑曲霉
2.发酵培养基的组成
3.纯种发酵与灭菌
120℃以上的高压蒸汽灭菌
4.不同阶段的温度
5.培养基的pH
6.溶解氧量的影响
如何调控？
温度
冷却水
PH
在培养基中添加缓冲液,
在发酵过程中加酸或碱
溶解氧
发酵罐的通气口控制氧气的量
发酵工程的应用
食品
医药
农牧业
发酵工程的特点
生产条件温和
原料丰富且价格低廉
产物专一
废弃物对环境影响小且容易处理
发酵工程的应用
酱油（霉菌黑曲霉），酒类（酿酒酵母）
柠檬酸（黑曲霉），味精（谷氨酸棒状杆菌）
α-淀粉酶，β-淀粉酶，果胶酶，氨基肽酶，脂肪酶
生长激素，乙型肝炎疫苗（酵母菌）
有根瘤菌肥，固氮菌肥
苏云金杆菌，放线菌的井冈霉素
单细胞蛋白（酵母菌等）
总结
习题巩固
1．关于发酵工程说法错误的是()
A．依赖微生物纯培养技术的建立
B．发酵设备都是密封的
C．食品、医药工业离不开发酵工程
D．发酵工程与工农业生产也有密切关系
B[发酵设备是密闭的，不是密封的。]
习题巩固
2．关于发酵工程的菌种说法错误的是()
A．发酵工程的菌种可以从自然界中筛选出来
B．发酵工程可以利用原材料中含有的菌种
C．发酵工程的菌种可以来自基因工程
D．发酵工程的菌种可以来自诱变育种
B[传统发酵技术利用的是原材料中的菌种，发酵工程利用的是经过筛选或培育的菌种中含有。]
习题巩固
3．关于啤酒生产的流程说法错误的是()
A．让大麦种子发芽的目的是释放淀粉酶
B．焙烤发芽的大麦种子时，淀粉酶丧失活性
C．糖化的目的是让淀粉分解
D．蒸煮时终止了酶的作用，并对糖浆进行灭菌
B[焙烤发芽的大麦种子是杀死大麦种子，但不能使淀粉酶丧失活性。]
习题巩固
4．啤酒是发酵工程的主要产品，关于啤酒发酵的说法错误的是()
A．啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的
B．酵母菌的大量繁殖在啤酒发酵主发酵阶段
C．啤酒生产的主发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸
D．啤酒生产的后发酵阶段是在低温度和密闭环境下进行的
C[啤酒生产的主发酵阶段，大部分糖分解和代谢产物生成，此时酵母菌主要进行无氧呼吸。]
习题巩固
5．发酵法生产酒精后的废液(pH 4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图如下。请据图回答下列问题：
习题巩固
(1)实验过程中培养白地霉的培养基是____________ 。培养基定量分装前，先调节________ ，分装后用棉塞封瓶口，最后________处理。
(2)图中①过程称为________ ，从甲到丁的培养过程是为了____________ 。白地霉菌的代谢类型为____________ 。
(3)为确定菌体产量，图中②操作之前，应先称量__________ 的质量。过滤后需反复烘干称量，直至________。所获菌体干重等于____________。
(1)废液上清液 pH 灭菌 (2)接种 扩大培养 异养需氧型 (3)滤纸 恒重(质量基本不变) 恒重时的质量与滤纸质量之差(答案合理即可)