1.1 发酵工程的培养基（有答案）——高中生物苏教版（2019）选择性必修3导学案

1.1 发酵工程的培养基 ——— 高中生物苏教版（2019）选择性必修 3 导学案 核心素养 1.生命观念：理解培养基的组成和功能，认识其对微生物生长和发酵的重要性，形成生命活动依赖物质和环境的观念。 2.科学思维：通过分析培养基成分与微生物需求的关系，运用归纳与概括、逻辑推理等方法，提升对发酵工程中培养基设计原理的认知。 3.科学探究：尝试设计简单培养基，学会根据微生物特性选择合适成分，培养科学探究和实践操作能力。 4.社会责任：基于对培养基的理解，关注发酵产业中培养基的合理使用和环保问题，树立可持续发展的社会责任意识。 教学重难点 教学重点 培养基的基本成分，包括碳源、氮源、水、无机盐等。 培养基的类型，如按物理性质、化学成分和用途分类的各种培养基。 教学难点 理解不同微生物对培养基成分需求的差异，以及如何根据微生物特性设计培养基。 掌握选择培养基和鉴别培养基的作用原理及应用。 基础知识梳理 知识点一：培养基的基本成分 1.碳源 概念：凡是能为微生物提供所需_____的营养物质，都可以作为碳源。 作用：碳源是构成微生物细胞的_____和一些代谢产物的重要原料，同时为微生物的生长和代谢提供_____。例如，糖类、脂肪、蛋白质等含碳有机物，都可以被微生物利用作为碳源。对于异养微生物来说，_____是最常用的碳源，尤其是葡萄糖，它能被大多数异养微生物快速吸收和利用。 常见碳源：在实验室培养微生物时，常用的碳源有_____、蔗糖、淀粉等糖类；在工业发酵中，还会使用一些廉价的原料，如糖蜜（甘蔗或甜菜制糖后的副产品）、_____（玉米等农产品加工的下脚料）等作为碳源，以降低生产成本。 2.氮源 概念：凡是能为微生物提供所需_____的营养物质，都可以作为氮源。 作用：氮源主要用于合成微生物细胞中的_____、核酸以及含氮的代谢产物等。例如，蛋白质、核酸中都含有氮元素，微生物需要从外界获取氮源来合成这些重要的生物大分子。 常见氮源：实验室常用的氮源可分为_____氮源和_____氮源。无机氮源如_____、硝酸盐等，能为微生物提供氮元素；有机氮源如牛肉膏、蛋白胨、_____等，它们除了提供氮元素外，还含有其他营养成分，如氨基酸、维生素等，能满足微生物生长的多种需求。对于某些特殊微生物，如固氮微生物，它们能利用空气中的_____作为氮源，将其转化为自身可利用的含氮化合物。 3.水 作用：水是微生物生命活动不可或缺的物质。它不仅是微生物细胞的重要组成成分，还参与微生物的各种_____反应，同时作为营养物质和代谢产物的_____，保证微生物细胞内的各种生理活动能够正常进行。 4.无机盐 作用：无机盐在微生物细胞中具有多种重要作用。它们参与微生物细胞内_____的组成，维持细胞的_____和渗透压等。例如，磷元素是核酸、磷脂等生物大分子的重要组成成分，钙、镁等无机盐离子对维持微生物细胞的正常形态和生理功能具有重要作用。 常见无机盐：微生物生长所需的无机盐种类很多，常见的有_____、磷酸氢二钾、氯化钠、硫酸镁等。在配制培养基时，需要根据微生物的种类和培养目的，合理添加各种无机盐。 知识点一 1.碳元素；碳骨架；能量；糖类；葡萄糖；玉米浆 2.氮元素；蛋白质；无机；有机；铵盐；酵母提取物；氮气 3.代谢；溶剂 4.生物大分子；酸碱平衡；磷酸二氢钾 知识点二：培养基的类型 1.按物理性质分类 液体培养基：呈_____状态，主要用于大规模的工业发酵以及微生物的_____培养等。在液体培养基中，微生物能与营养物质充分接触，有利于微生物的快速生长和代谢。例如，在生产酒精、抗生素等发酵过程中，常使用液体培养基。 固体培养基：在液体培养基中加入一定量的_____（如琼脂），使其凝固成固体状态。固体培养基常用于微生物的_____、分离、鉴定等。例如，在实验室中 ... ...