发酵工程及其应用+教学设计 高二上学期生物人教版选择性必修3.docxVIP

第3节发酵工程及其应用

目标与素养

1．举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。

2．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。

3．简述发酵工程的一般流程。

4．举例说明发酵工程在农业、医药工业、食品工业及其他工业生产上有重要的应用价值。

5．联系实际通过问题引领提升分析问题、解决问题和表达交流能力。

情境与问题

从《啤酒的工业酿造过程》的视频或青霉素生产工艺流程简图进入课堂，材料都是从生活中来的，激活学生对发酵工程的兴趣，引发学生对发酵工程的思考：发酵工程是通过哪些环节生产产品的？我们生活中哪些产品的生产与发酵工程有关？发酵工程的前景如何？

过程与方法

1．通过阅读教材、图片分析、课件和视频展示等手段引导学生分析并掌握发酵工程的基本环节，与第1节和第2节内容紧密结合，引导学生尝试用相关原理分析发酵工程的相关问题和现象。

2．通过资料分析和信息的搜集、处理，提高学生获取信息的能力。

3．引导学生通过多种途径，如观察、阅读、思考、分析、讨论、探究等来开展学生之间的协作学习和自主学习，形成以学生为主体的教学模式。

重点难点

重点

1．简述发酵工程的一般流程。

2．举例说明发酵工程在农业、医药工业、食品工业及其他工业生产上有重要的应用价值。

难点

1．简述发酵工程的一般流程。

2．举例说明发酵工程在农业、医药工业、食品工业及其他工业生产上有重要的应用价值。

教学准备

教师准备

1．了解学生对相关知识点的理解情况，包括传统发酵技术及微生物的培养及其分离计数等。

2．制作PPT，包含课上学生需要完成的探讨问题和课堂反馈作业，内容上包括发酵工程的一般流程和发酵工程

学生准备

1．复习传统发酵技术及微生物的培养及其分离计数等相关知识。

2．预习。

3．通过可用资源，了解实际生产生活中与发酵工程有关的产品及我国发酵工程的现状。

教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

初步了解发

酵工程

多媒体展示《啤酒的工业酿造过程》的视频，结合所学知识回答下列问题：

1．人们进行啤酒的工业酿造的理论基础是什么？（酵母菌发酵产生酒精的原理、微生物纯培养技术和密闭式发酵罐的设计。）

讲述：随着人们对发酵原理的认识，微生物纯培养技术的建立，以及密闭式发酵罐的设计成功，人们能够在严格控制的环境条件下大规模生产发酵产品，发酵工程逐步形成。发酵工程与农业、食品工业、医药工业及其他工业生产有着密切的联系。

2．根据视频，归纳一下发酵工程的基本环节有哪些。

（发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。）

3．根据你的了解和相关资料的搜集，生活中哪些物品的生产与发酵工程有关？

（食品、药物、单细胞蛋白等等。）

1．观察《啤酒的工业酿造过程》的视频。

2．了解发酵工程的基本环节：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。

3．了解发酵工程与我们生活的关系。

发酵工程的基本环节

组织学生阅读教材P22～23的内容，回答以下问题：

1．发酵工程所使用的菌种有哪些来源？

（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。）

2．在发酵之前还需要对菌种进行什么操作？为什么？如果不进行这一操作可能产生的后果是什么？

（在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养；因为工业发酵罐的体积一般为几十立方米到几百立方米，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。如果不进行扩大培养，会延长培养期。）

3．发酵工程中，配制培养基的原则是什么？

（符合发酵菌的代谢特点；原料成本低。）

4．举例说明发酵过程一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。

（杂菌会与发酵菌共同竞争资源和空间；除此以外还可能会产生能分解发酵产品的物质。例如，在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌青霉素酶将青霉素分解掉。）

5．发酵工程中如何防止杂菌污染？

（培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。）

6．发酵工程的中心环节是什么？

（发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵。）

7．分析下面的发酵罐示意图，简述发酵罐分别通过哪些装置来控制发酵温度、溶解氧。

1．阅读教材P22～23的内容。

2．了解发酵工程的基本环节一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。

3．小组合作回答问题。

4．掌握各环节的技术要点。

发酵工程的基本环节

（温度：冷却水进口和冷却水出口；溶解氧：无菌空气的通入口，搅拌器。）

8．影响发酵罐中温度变化的因素有哪些？

（微生物分解有机物释放的能量、机械搅拌、发酵罐散热及水分散失。）

讲述：现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，