1.3发酵工程的应用 课件(共27张PPT)-2025-2026学年高二下学期《生物》（人教版）选必修3

(课件网) 选择性必修3 生物技术与工程 第1章 发酵工程 第3节 发酵工程的应用 【学习目标】 1.说出发酵工程的概念（生命观念）。 2.阐述发酵工程的基本环节（生命观念、科学思维） 3.举例说明发酵工程的应用（生命观念、科学思维） 4.尝试对发酵工程的实际应用进行实地调查（社会责任） 自主阅读教材P22页，了解发酵工程的概念和基本环节。 发酵工程的概念： 利用微生物特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 实质：利用微生物生产产品 涉及菌种选育和培养、产物的分离和提纯等。 发酵工程的优点： （与传统发酵技术相比）： 生产条件温和 原料来源丰富且价格低廉 产物专一 废弃物对环境的污染小和容易处理 选育高产菌种 扩大培养 配制培养基 灭菌 接种 发酵罐内发酵 分离、提纯产物 获得产品 一、发酵工程的基本环节 自主阅读教材P22“图1-9”，写出发酵工程的基本环节。 【思考·讨论】 基本环节分析 1、菌种选育 ①P22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？ ②P23思考讨论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？优良菌种有哪些来源？ ———菌种是影响发酵工程产物品质的首要因素。 考虑因素： 菌种三个来源：从自然界中获取、诱变育种、基因工程育种 1.生产需要(微生物繁殖速度快、代谢产物的产量高等)； 2.菌种不易变异、退化等； 3.发酵条件易控制； 4.考虑气候条件、发酵装置等。 【思考·讨论】 基本环节分析 2.扩大培养： 目的： 快速增加菌种数量，确保有充足的菌体参与发酵 说明： ⑴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，利于微生物的繁殖。 ⑵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。 【思考·讨论】 基本环节分析 3.配制培养基： ①在菌种确定之后，要选择原料制备培养基。 ②生产实践中，培养基的配方要经过反复试验才能确定， 逐步优化培养基设计（成分、比例等）。 ▲培养基类型：发酵工程一般使用液体培养基。 ▲要求：①根据菌种的代谢类型，选择不同的材料配制培养基。 ②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成 ③应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 【思考·讨论】 基本环节分析 4.灭菌： 避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量 ⑴目的： ⑵灭菌原因： 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。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 5.接种： 将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中 6.发酵罐内发酵 →发酵工程的中心环节 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，而且影响代谢物的形成； ②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。 【思考·讨论】 基本环节分析 6.发酵罐内发酵 →发酵工程的中心环节 抽取样本，进行检测，了解发酵进程 调节罐温 调节罐压 控制溶解氧 使微生物与发酵液混合均匀，加快O2的溶解以及散热 【思考·讨论】 基本环节分析 7.分离、提纯产物 方法： ①发酵产品是微生物细胞本身时，可在发酵结束之后，采用_____、_____等方法将菌体_____和_____； ②发酵产品是代谢物时，可_____ ___采取___ _的_____、_____和_____措施来获得产品； 过滤 沉淀 分离 干燥 根据产物的性质 适当 提取 分离 纯化 思 考 发酵生产 ... ...