1.3 发酵工程及其应用课件（28张PPT）-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修三

(课件网) 第1章 发酵工程 本节聚焦 什么是发酵工程？ 发酵工程的一般流程是什么？ 发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 第3节 发酵工程及其应用 在工业上，青霉素是怎样生产的？ 从社会中来 P22 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，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，一瓶规格160万单位青霉素注射剂的价格只要1元左右。 发酵工程 即利用微生物的特定的功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 微生物纯培养技术的建立 密闭式发酵罐的设计成功 人们对发酵原理的认识 发酵工程形成 思考：发酵工程的基本环节是什么呢？ 菌种的选育、扩大培养、培养基的配置、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面 发酵工程的基本环节 P22-23 4 在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。 生产柠檬酸 生产啤酒 生产味精 黑曲霉 啤酒酵母 谷氨酸 棒状杆菌 在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定。 接种 选育菌种 配制培养基 扩大培养 灭菌 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。 工业发酵罐的体积一般为几十到几百立方米，接入的菌种总体积需要几立方米到几十立方米。所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养 发酵工程中所用的菌种大多数是单一菌种，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。 现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，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；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 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 这是发酵工程的中心环节。在发酵过程中，要随时检测培养液中微生物的数量、产物的浓度等，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。 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。 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，即可得到产品。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。 P22 旁栏思考 某镇特产一种美酒，以下是对该镇环境的描述：四面环山，地势低洼，气候炎热，具有独特的微生物种群，因为与外界的空气对流循环较缓慢，所以微生物种群较稳定。这对你理解发酵工程中菌种选育的重要性有什么启示？ 菌种是影响发酵工程产物品质的首要因素。 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 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 阀门 发酵罐示意图 P23 思考讨论： 发酵工程 及其应用 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？ Q1 产物方面 目的产物含量高，副产物少 设备方面 产泡沫少，适宜大罐生产。生产周期短，需氧量少，抗污染能力强。 菌体方面 菌体生长快，繁殖力强，耐受力强，抗污染、抗噬菌体能力强，遗传特征稳定 原料方面 来源广，转化率高 P23 思考讨论： 发酵工程 及其应用 怎么对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ Q2 01 反复试验确定培养基的配方。 对培养基和 ... ...