[高三理化生]发酵工程学案

发酵工程教案高中生物适用年级：高中课时安排：共计10课时教学目标：1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程的常见应用领域；3. 能够分析和解释发酵过程中的关键因素和影响因素；4. 能够设计并进行简单的发酵实验；5. 培养学生动手能力和实验能力。

教学内容：第一课：发酵工程的基本概念和原理- 发酵的定义和分类- 发酵工程的基本原理- 发酵与生产的关系第二课：常见的发酵工程实践- 食品工业中的发酵工程- 医药工业中的发酵工程- 生物质能源生产中的发酵工程第三课：发酵过程中的关键因素- 温度- pH值- 氧气浓度- 微生物菌种选择第四课：发酵工程中的影响因素- 搅拌速度- 营养物质供给- 发酵罐设计第五至八课：发酵实验设计与操作- 实验目的- 实验步骤- 数据处理与分析第九课：发酵工程的新技术- 基因工程在发酵工程中的应用- 无菌技术在发酵工程中的应用第十课：发酵工程综合实践- 小组合作进行发酵实验- 实验结果展示与讨论教学方法：1. 理论讲解：通过课堂教学讲解发酵工程的基本概念和原理；2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲身体验发酵工程的过程；3. 讨论交流：组织学生进行小组讨论和交流，促进学生间的互动和合作；4. 实践应用：引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。

评估方式：1. 课堂表现：包括主动参与、表达意见、解答问题等；2. 实验报告：对实验结果进行整理和分析，并撰写实验报告；3. 期末考核：以笔试形式进行期末考核，考查学生对发酵工程的理解和应用能力。

第六部分生物技术与生命科学新进展第46讲发酵工程一、考点内容全解（一）本讲考点是什么？1.发酵工程、酶工程简介，及四大生物工程间的关系人们按照自己的愿望改造物种采用基因工程或细胞工程的方法，而基因工程和细胞工程的研究成果，目前大多需要通过发酵工程、酶工程来实现产业化。

基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的酶，往往通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物发酵的方法来进行。

图示如右：（二）考点例析[例1]用来治疗糖尿病的胰岛素，过去主要靠从动物体器官、组织中提取，但因受原料限制，无法推广。

现在，可以用发酵工程的方法来生产胰岛素。

若用大肠杆菌发酵来生产胰岛素，并结合基因工程，写出其生产过程：(1)构建转入人胰岛素基因的工程菌。

①提取目的基因：用胰岛素基因探针从人的胰岛细胞中获取，再用法制备人的胰岛细胞目的基因。

②目的基因与运载体结合：从大肠杆菌的细胞中提取，并用酶切割质粒，使其露出。

用同一种酶切割目的基因使其产生相同的，再将目的基因插人质粒切口处，加入适量的酶，这样就形成了一个和的重组DNA。

③将目的基因导人受体细胞：将大肠杆菌用处理，以增大的通透性，让重组DNA进人大肠杆菌体内。

④目的基因的检测和表达：在用一定的方法检测出目的基因已导人大肠杆菌细胞内，并后，再对该种大肠杆菌扩大培养。

(2)发酵生产。

如图为发酵罐，回答：（括号中填数字如[1]）①配制适合大肠杆菌的培养基，调整，然后对培养基进行处理并装入发酵罐，将上述大肠杆菌接种于发酵罐发酵②若经检测若发现放料口排出的旧培养基中微生物细胞形态多样，甚至出现畸形，则此时微生物的生长处于期，加料口[ ]添加新培养基的速度应该适当，并从[ ]以适当速度通入③若该装置阶段发酵的目的是为扩大培养生产酵母菌菌种，则应尽可能延长期，采取的主要措施为：加料口放料的速度都，通人的无菌空气成分中应，搅拌的速度适当④影响发酵过程中温度变化的因素是⑤发酵过程中pH变化的原因是⑥搅拌器搅拌的作用是(3)发酵完毕后，从培养基中并胰岛素，经过一定的加工成为药用胰岛素，经合格后，可投入使用。

高中生物发酵工程概念教案
授课对象：高中生物课程
课时安排：1课时
教学目标：
1. 了解发酵工程的定义和基本原理；
2. 掌握发酵工程在生产中的应用；
3. 能够举例说明发酵工程对人类生活和工业生产的重要性。

教学内容：
1. 发酵工程的定义和基本原理；
2. 发酵工程在食品、药品和化工等行业的应用；
3. 发酵工程对人类生活和工业生产的影响。

教学步骤：
1. 导入（5分钟）：引导学生思考，什么是发酵工程？为什么发酵工程在生产中如此重要？
2. 讲解（20分钟）：介绍发酵工程的定义和基本原理，以及在食品、药品和化工等行业
的应用情况。

3. 分组讨论（15分钟）：让学生分组讨论发酵工程在各个行业中的具体应用，并就其重
要性展开讨论。

4. 总结（10分钟）：对本节课的内容进行总结，并强调发酵工程在人类生活和工业生产
中的重要性。

教学资源：
1. PowerPoint演示文稿；
2. 发酵工程相关的视频资料；
3. 分组讨论的问题提示卡。

评估方式：
1. 分组讨论的活动表现；
2. 课堂小测验，检验学生对于发酵工程概念的理解。

课后作业：
1. 阅读相关文献，进一步了解发酵工程的应用和发展趋势；
2. 思考并撰写一篇关于发酵工程的作文，表达对其重要性的看法。

教学反思：
1. 在教学过程中，要注重引导学生思考和提问，激发他们的学习兴趣和求知欲；
2. 通过实例和案例分析，让学生更好地理解发酵工程在生产中的具体应用和价值。

高中生物植物发酵工程教案课程名称：植物发酵工程课时：2课时教学目标：1. 了解植物发酵工程的基本概念和原理。

2. 掌握植物发酵工程的操作步骤和技术。

3. 能够分析和解决在植物发酵过程中可能出现的问题。

教学内容：1. 植物发酵工程的概念和分类。

2. 植物发酵工程的原理和应用。

3. 植物发酵工程的操作步骤和技术。

4. 植物发酵工程中常见问题的分析和解决方法。

教学过程：第一课时：1. 引入：通过展示一些植物发酵产品的图片或视频，引发学生对植物发酵工程的兴趣和好奇心。

2. 讲解植物发酵工程的概念和分类，让学生了解植物发酵工程的基本知识。

3. 介绍植物发酵工程的原理和应用，引导学生理解植物发酵在生产中的重要性。

4. 分组讨论：让学生分组讨论植物发酵工程的操作步骤和技术。

第二课时：1. 学生展示：要求学生展示他们对植物发酵工程的理解和掌握情况。

2. 操作演示：老师进行植物发酵工程的操作步骤演示，让学生实际操作一次。

3. 实验总结：让学生总结实验过程中可能存在的问题和解决方法。

4. 作业布置：布置一些相关的阅读和思考题目，巩固学生对植物发酵工程的理解和掌握情况。

教学评估：1. 学生的课堂表现和参与度。

2. 学生的实际操作能力和实验总结。

3. 学生对植物发酵工程的理解和掌握情况。

教学资源：1. 教材：《生物学》。

2. 图片和视频：植物发酵产品的相关图片和视频。

3. 实验材料：植物发酵工程实验所需的各种材料和器材。

教学反思：本次课程通过引入、讲解、分组讨论、操作演示等多种教学方法，激发学生的学习兴趣，提高他们的实际操作能力和问题解决能力，达到了预期的教学效果。

但在今后的教学中，需要更加注重学生的实际操作和思考能力的培养，帮助他们更好地理解和掌握植物发酵工程的知识。

§5-3发酵工程简介学习目标：1.应用发酵工程的生产实例2.理解发酵工程的概念和内容3.了解发酵工程在食品工业等方面的应用课前思考：不论是茅台酒厂，还是五粮液酒厂，都是利用酵母菌发酵产生酒精而酿造出名酒。

发酵时首先对发育的酵母菌提供氧气，为什么？接种到发酵罐中，在发酵罐中应提供什么条件？一、原理发酵是活动的结果。

随着技术建立，以及设计成功，使人们能够利用某种类型的微生物，在条件下，进行大规模的生产，逐步形成了发酵工程。

二、实例：谷氨酸发酵工程1.常用菌种：谷氨酸棒状杆菌、等，其代谢类型是。

2.培养基成分（1）类型：液体培养基或培养基（2）成分○1碳源：马铃薯的水解液、等。

○2氮源：豆饼的水解液、等。

○3无机盐：磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁等。

○4生长因子：等。

3.发酵过程（1）罐内连续培养（2）控制条件○1不断通入，并不断搅拌。

○2温度控制在30~37℃，PH为7~8.（3）分离提取的谷氨酸要用适量的溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，制成味精。

4.装置：发酵罐（1）若发酵微生物是需氧型，发酵过程中需不断通入空气。

（2）搅拌的目的是（3）温度升高的原因：（4）降低温度的方式：、罐壁散热二、发酵工程的概念和内容1.概念：采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把应用于工业生产过程的一种新技术。

2.内容（1）菌种的选育：获得优良菌种的方法有、和细胞工程。

（2）培养基的配制根据培养基的配制原则，选择原料配制，但配方需反复实验。

（3）灭菌1灭菌对象：和。

2污染杂菌的危害：产量下降，甚至得不到产品。

（4）扩大培养和接种：使菌种增殖到，再接种。

思考：扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同？（5）发酵过程：是发酵的中心阶段○1随时取样检测培养液中的、等。

○2及时添加必需的培养基组分，以满足菌种的。

○3严格控制温度、、、通气量与转速等发酵条件。

（6）分离提纯○1产品是菌体本身：采用、等方法。

第一章发酵工程第1课传统发酵技术的应用【课标要求】基于酿酒的实例分析，归纳发酵的概念，运用结构与功能观，阐明发酵菌种的代谢特点【学习目标】1.简述传统发酵技术的特点，说出传统的发酵食品2.概述微生物发酵的基本原理3.尝试制作泡菜、果酒、果醋，说出传统发酵技术的优点与不足【核心素养】1.科学思维—采用对比分析、归纳与概括的方法，理解传统发酵食品的原理。

2.科学探究—尝试制作传统发酵食品。

3.社会责任—认同我国有历史悠久的传统发酵技术，促进了丰富多彩的饮食文化形成【课前案】一、发酵与传统发酵技术1.发酵（1）概念：发酵是指人们利用，在适宜的条件下，将原料通过转化为人类所需要的产物的过程。

（2）原理：不同的具有产生不同的能力。

2.腐乳的制作（1）微生物：酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是。

（2）原理：蛋白质被分解成小分子的和。

3.传统发酵技术（1）特点：传统发酵以的固体发酵及半固体发酵为主，通常是或作坊式的。

（2）下列属于传统发酵食品的是①腐乳②米饭③酱油④泡菜⑤豆腐⑥豆芽⑦豆豉二、尝试制作传统发酵食品1.乳酸菌（1）代谢特点：细菌（2）反应简式：（3）生产应用：用于的发酵、的腌制等2.酵母菌（适宜温度：℃）（1）代谢特点：单细胞菌，微生物（2）反应简式：（3）生产应用：可用于、制作馒头和面包等。

3.醋酸杆菌（适宜温度：℃）（1）代谢特点：细菌（2）反应简式：①O2、糖源都充足：②缺少糖源：（3）生产应用：用于制作各种风味的【课中案】探究一：制作泡菜1.制作过程第一步：配置5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。

（1）煮沸目的：杀死盐水中的_________，除去溶解在水中的_________。

（2）冷却目的：防止温度过高杀死_________第二步：将蔬菜和香辛料等装坛，装至八成满。

装至八成满的原因：（1）在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、_________等较为活跃，发酵产物中有较多的_________，如果泡菜坛装得太满，发酵液可能会溢出坛外。

单元素能提升一【单元知识构建】【单元提升交汇点】提升点一发酵工程与其他相关知识的综合交汇点1酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的细胞结构，联系必修课程模块1中原核细胞与真核细胞的主要区别(1)相同点：都有细胞膜、细胞质、DNA分子、核糖体。

(2)不同点：醋酸菌和乳酸菌属于原核生物，其细胞无核膜、染色体，无线粒体等众多的细胞器，只有核糖体一种细胞器，而酵母菌属于真核生物。

交汇点2发酵条件的控制，联系必修课程模块1中有氧呼吸和无氧呼吸的影响因素(1)果酒的制作前期需要氧气，有利于酵母菌的大量繁殖，然后控制为无氧条件，进行酒精发酵。

控制发酵温度约为18～30 ℃。

(2)果醋的制作一直需要充足的氧气，控制发酵温度为30～35 ℃。

但泡菜的制作一直需要密封。

【对点训练】1．下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是()A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下B．过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中C．过程③和④都需要氧气的参与D．过程①～④所需的最适温度基本相同2．请回答下列有关传统发酵技术在食品工业上应用的问题：(1)果酒的制作过程中，常用的菌种是________，该菌种产生酒精的场所是________。

果醋的制作常在果酒制作的基础上进行，当进行果醋制作时，要持续通入氧气，并且要适当________(填“升高”或“降低”)发酵温度。

(2)果酒发酵时间一般为10～12 d，但也可能因为________等外界条件而发生改变，可定期取发酵液与______________(填试剂)反应检测发酵情况，如发酵液中含有酒精则溶液呈现________。

(3)果酒进一步发酵能获得果醋，酒变醋的原理是_____________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________。