1.3发酵工程及其应用课件(共36张PPT) 2025-2026学年人教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 第3节 发酵工程及其应用 第一章 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？ 从社会中来 青霉素的生产 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素，在“二战”期间，青霉素挽救了数以万计的生命，被称为“有魔力的子弹”。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。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 通过发酵工程生产 对发酵原理的认识 微生物纯培养技术建立 密闭式发酵罐成功设计 严格控制环境条件（温度、pH、溶解氧、压强、营养物、泡沫等） 大规模生产发酵产品 微生物的特定功能 现代化工程技术 发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。 发酵工程的概念及其形成背景 1.发酵工程形成背景： 2.发酵工程概念： 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 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 发酵工程的基本环节 一 性状优良菌种 ①自然界中筛选 ②诱变育种 ③基因工程育种 选育菌种 发酵工程基本环节： 产柠檬酸量高的黑曲霉 基因工程改造的啤酒酵母，加速发酵过程，缩短生产周期 1）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？ ①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖； ②生产所需代谢物的产量高；发酵条件容易控制； ③菌种不易变异、退化等。 来源 扩大培养 发酵工程基本环节： 快速增加菌种数量，确保有充足的菌体参与发酵 目 的： 3）菌种扩大培养的最佳时期？ 将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 2）扩大培养所用的培养基，从物理性质上，一般选 培养基进行培养。 液体 液体使微生物与营养物质接触更充分，提高营养物质的利用率，利于微生物的繁殖。 配制培养基 发酵工程基本环节： 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。（即不断优化培养基） 灭 菌 发酵工程基本环节： 防止杂菌污染而影响产品的品质和产量 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。杂菌与菌种之间形成的种间竞争关系使产量下降，或杂菌产生的代谢物抑制菌种的生长使产量下降。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 将 的菌种投放到 中。 发酵罐 扩大培养后 接 种 ①目 的： 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。 ②灭菌的原因分析： ③实例： 发酵罐发酵 发酵工程基本环节： ①随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，了解发酵进程。 ②要及时添加必需的营养成分， ③要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件； 4）为什么要严格控制发酵条件？ ①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成； 实例：谷氨酸发酵 ②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。 —发酵工程的中心环节 在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸 在酸性条件下会积累谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺 发酵过程中要注意些什么？ 发酵工程基本环节： 现代发酵工程使用的发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶氧量、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 ... ...