1.3 发酵工程及其应用 说课课件（共23张ppt）

(共23张PPT)
第1章 发酵工程
高二生物组集体备课
第3节 发酵工程及其应用
01
02
04
05
03
06
C
ONTENTS
教学设计思路
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教学目标
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教学重难点
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教学过程
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教学反思
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目 录
教材分析
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本章教材分析
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
1.3 发酵工程及其应用
说教与学
与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是:阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品;举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。结合教材内容及学生的实际情况，确定本节的教学目标如下。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
教学目标
1.通过分析现代工业发酵的原理、它与传统发酵技术的区别及其用到的现代化的工程技术，建构发酵工程的概念。
2.基于研学考察活动，概述发酵工程的基本环节。
3.通过开展“高中生模拟创业答辩会”活动，进一步提升对发酵工程基本环节的认识，发展工程思维，认同发酵工程为人类提供了多样的生物产品。
重点
难点
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。
发酵工程的基本环节。
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
本节课的教学从发酵工程的概念入手，组织学生深入学习发酵工程的基本环节，进而让他们了解发酵工程的应用，认同发酵工程为人类提供了多样的生物产品，丰富了人类的饮食。教学中需要突破的难点是“发酵工程的基本环节”。教师组织学生在课前开展研学活动，课上让学生基于研学成果，归纳总结出发酵工程的基本流程，再通过“高中生模拟创业答辩会”活动，让学生将发酵工程的基本环节融入创业设计方案，深化他们对发酵工程基本环节的认识，促进工程思维的发展。
教学设计思路
一．复习旧知，引入新知
创设情境
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
自然界
基因工程
反复试验
发酵设备
溶解氧
营养
反馈
产物浓度
营养组分
溶解氧
过滤
干燥
性质
纯化
一.发酵工程及其应用
1.发酵工程的基本环节
电动机
排气管
pH计
冷却水排出口
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮
生物传感器装置
空气入口
放料管
阀门
培养物或营养物质的加入口
观察孔
取样管
温度传感器和控制装置
冷却水进入口
中心环节
发酵罐
电动机D1
排气管C3
pH计B3
冷却水排出口C2
冷却夹层
发酵液
搅拌叶轮D2
生物传感器装置B4
空气入口A4
放料管A2
A3 阀门
A1培养物或营养物质的加入口
B1观察孔
B2取样管
B5温度传感器和控制装置
C1冷却水进入口
装置编号 主要用途
A1-A3
A4
B1-B5
C1、C2
C3
D1、D2
控制培养物以一定速度进入、流出发酵罐，实现连续培养
控制溶解氧
通过肉眼观察、仪器检测等监控发酵条件以及发酵过程，B2处抽取样品进一步检测。
通过控制冷水流速调节罐温
调节罐压
电机带动叶轮转动进行搅拌，使微生物与发酵液混合均匀，加快氧气溶解以及散热。
一.发酵工程及其应用
1.发酵工程的基本环节
发酵罐内发酵——发酵工程的中心环节
1.发酵工程的优点：
因此，发酵工程在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
二.发酵工程的应用
发酵工程的优点：
产物专一
原料来源丰富且价格低廉
生产条件温和
废弃物对环境的污染小和容易处理
二.发酵工程的应用
食品工业
医药工业
生产传统发酵食品
农牧业
其他方面
生产食品添加剂
发酵工程应用
生产酶制剂
采用基因工程的方法，将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物
直接对菌种进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品
生产微生物肥料
生产微生物农药
生产微生物饲料
解决资源短缺与环境污染问题
将极端微生物应用于生产实践
利用霉菌发酵生产酱油、利用酿酒酵母生产各种酒类
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(1)在食品工业上的应用
生产各种各样的食品添加剂，如食品酸度调节剂——柠檬酸，增味剂——谷氨酸钠等。
生产传统的发酵产品，如酱油、各种酒类等
生产酶制剂，如淀粉酶、果胶酶等。
大豆中蛋白
小分子肽和氨基酸
酱油
黑曲霉
淋洗、调制
各种谷物、水果
酿酒酵母
各种酒类
啤酒的工业化生产流程
我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，其工业化生产流程如下图所示。其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异。
发芽
焙烤
碾磨
糖化
蒸煮
发酵
主发酵
消毒
终止
后发酵
完成酵母菌的繁殖，大部分糖的分解和代谢物的生成。
主发酵结束后，发酵液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下 储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
啤酒的工业化流程
二.发酵工程的应用
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(2)在医药工业上的应用
(2)在医药工业上的应用
将植物或动物的基因转移到微生物中，获得具有某种药物生产能力的微生物
通过发酵技术大量生产所需要的产品
直接对菌种进行改造
通过诱变的青霉菌发酵生产青霉素
基因工程
将病原体的抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物作为疫苗
可能用微生物来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物
未来
微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的　　　、　　　 等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(3)在农牧业上的应用
生产微生物农药
生产微生物肥料
生产微生物饲料
有机酸
生物活性物质
利用根瘤菌和固氮菌生产的根瘤菌肥、固氮菌肥
微生物农药是利用　　　或　　　 来防治病虫害的。
微生物农药作为　　　　的重要手段
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(3)在农牧业上的应用
生产微生物农药
生产微生物肥料
生产微生物饲料
微生物
其代谢物
生物防治
微生物或代谢产物 防治病虫害种类
苏云金杆菌 80多种农林害虫
白僵菌 玉米螟、松毛虫
一种放线菌产生的抗生素（井冈霉素） 水稻枯纹病
微生物含有丰富的　　　。
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(3)在农牧业上的应用
生产微生物农药
生产微生物肥料
生产微生物饲料
蛋白质
以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的 ，即单细胞蛋白，用单细胞蛋白制成的微生物饲料，能使家畜、家禽增重快，产奶或产蛋量显著提高
微生物菌体
1.发酵工程的应用
二.发酵工程的应用
(4)在其他方面的应用
对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温环境）的利用
解决资源短缺和环境污染问题
利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质
利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂
发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决　 和　　 等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。
粮食、
环境、健康
能源
巩固练习
03
说教材
说学情
说目标
说重难点
说过程
说教与学
四．巩固练习
(1)生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌( )
(2)谷氨酸的发酵生产需在强碱性条件下进行( )
(3)谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺( )
(4)现代发酵工程中所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率( )
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×
√
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【基础过关】
(5)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理。( )
(6)目前的酶制剂全部是微生物发酵生产的。( )
(7)现在已经可以通过微生物生产紫杉醇。( )
(8)单细胞蛋白指通过发酵而获得的微生物菌体。( )
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√
1.注重培养学生的工程思维
本节课安排的“高中生模拟创业答辩会”活动，旨在让学生在学完发酵工程的基本环节之后，通过自己的理解设计具体的生产发酵产品的创业方案，并且通过答辩环节对生产流程、技术要求、预算和风险等进行多方论证;使学生初步理解工程以“建造”为核心，技术要通过设计等环节的转化才能应用在工程中，从而培养学生的工程思维。
2.学习方式多样，学生的参与度高
课前的研学活动和分小组设计创业方案，课上分角色开展答辩，课后进一步完善创业方案并进行展示，教师安排这一系列活动可以让大多数的学生参与其中，充分发挥了学生的主体作用，调动了他们学习的积极性，从而取得了较好的教学效果。
反思