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如何设计青霉素的教学案？青霉素是一种广泛使用的抗生素，也是许多学生在高中化学中学习的一部分。
但是，如何设计一个有效的教学案例，以帮助学生更好地理解青霉素的化学结构和作用机制，是许多化学教师面临的难题。
本文将探讨如何设计一个成功的青霉素教学案例，其涵盖了青霉素的化学结构、制备和机理。
第一步：引入青霉素在介绍青霉素的详细信息之前，应该先简要介绍一些基本概念和背景，包括抗生素的历史和作用原理、菌落计数和细菌分离方法。
这样可以帮助学生更好地理解青霉素的作用和重要性。
第二步：青霉素的化学结构介绍青霉素的化学结构是设计教学案例的重要一步。
这可以通过讨论分子的碳原子结构和构成过程来实现。
通过讨论这种分子结构和它们的基本元素，学生可以更好地理解青霉素分子的构成，以及这些元素如何相互作用。
在讨论完青霉素的化学结构之后，可以讨论分子的热力学性质和溶解度等方面。
这可以帮助学生更好地理解分子在不同条件下的行为。
第三步：青霉素的制备在介绍青霉素的制备过程之前，应该对学生进行一些实验操作基础知识的复习，包括分离、提取、纯化等。
在了解这些操作的基础上，应该重点介绍青霉素生产中的各个步骤，包括培养母菌的过程、生产设备的用途以及简要的操作指导。
在讨论完操作方法之后，可以引入实验室制备青霉素的过程。
第四步：青霉素的作用机理一个步骤是介绍青霉素的作用机理。
这可以引入一些生物学知识，例如细菌壁的化学组成，如何抑制菌体的生长等。
在讨论完抑菌机理之后，可以再进一步引出青霉素的不良反应以及预防方法。
这部分应该重点讲解深海青霉素对水质的影响，以及如何准确使用青霉素治疗疾病。
青霉素是高中化学中一个重要的学习内容。
设计一个包含制备、化学结构和作用机理的综合教学案例，可以有效地帮助学生更好地理解这种药物的生产和应用。
为了达到效果，教师可以采用思维导图、模拟实验和实时互动等多种教学方法。
通过这些方法，学生可以更好地理解理论知识，并加深实验经验的积累。
#### 一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，掌握青霉素的萃取工艺流程，了解溶剂萃取法在青霉素提取中的应用，并学习如何优化萃取条件以提高青霉素的提取效率。
#### 二、实训时间与地点实训时间：2023年X月X日至X月X日实训地点：化学实验室#### 三、实训内容1. 青霉素发酵液的预处理- 青霉素发酵液的过滤，去除固体杂质。
- 调整发酵液的pH值至适宜萃取的范围内。
2. 萃取工艺操作- 选择合适的萃取剂（如醋酸丁酯）。
- 配制萃取剂与发酵液的混合物，进行萃取操作。
- 控制萃取过程中的温度和pH值。
3. 反萃取操作- 向萃取剂中加入水，进行反萃取。
- 通过离心分离萃取剂和水，回收青霉素。
4. 结晶操作- 将回收的青霉素溶液进行结晶处理。
- 通过过滤分离固体青霉素。
#### 四、实训过程1. 发酵液预处理- 将青霉素发酵液通过过滤器进行初步过滤，去除发酵过程中产生的固体杂质。
- 根据实验要求调整发酵液的pH值至1.8-2.2，以便于后续的萃取操作。
2. 萃取操作- 将调整后的发酵液与醋酸丁酯按一定比例混合。
- 在搅拌下进行萃取，确保混合均匀。
- 控制萃取过程中的温度在适宜范围内，通常为室温。
3. 反萃取操作- 向萃取剂中加入等体积的水，进行反萃取。
- 在2000rpm的速度下离心5分钟，分离萃取剂和水。
- 重复上述步骤三次，以确保青霉素的充分回收。
4. 结晶操作- 将反萃取后的溶液进行蒸发浓缩。
- 将浓缩后的溶液冷却至室温，诱导青霉素结晶。
- 通过过滤收集结晶，洗涤并干燥。
#### 五、结果与讨论1. 萃取效果- 通过多次萃取和反萃取操作，青霉素的提取率达到了预期目标。
- 萃取过程中的pH值和温度控制对萃取效果有显著影响。
2. 结晶效果- 结晶操作中，青霉素的纯度较高，结晶效果良好。
- 结晶过程中温度的控制对结晶形态和纯度有重要影响。
3. 优化建议- 考虑使用不同的萃取剂，以提高萃取效率。
- 优化萃取条件，如pH值、温度和时间，以实现更高的青霉素提取率。
《青霉素纯化》教学设计
一、教学背景：
《生物分离纯化技术》是生物制药技术专业的专业核心课程，在第四学期开设，通过了解学生学习能力、学习方法、学习习惯等情况，分析学生具有乐于动手、社会活动能力较强、学习习惯、方法、能力欠佳，逻辑思维能力较弱等特点，针对生物分离纯化技术的课程培养目标和今后面向的职业岗位，根据生物药物分离纯化工作过程和工作任务，结合企业标准和生化产品分离纯化工等国家职业技能鉴定考核标准，考虑学生的可持续发展和职业素质的养成，本课程选取了生物药物分离纯化基本知识、固液分离技术、沉淀技术、层析技术、膜分离技术、萃取技术、电泳技术、浓缩干燥等相关技能和知识内容，将上述课程内容进行分解，重组和序化，打破了传统的学科体系课程内容界线，设计了发酵液中青霉素分离纯化、黄连中生物碱分离纯化、血清中免疫球蛋白分离纯化三大项目。
青霉素纯化是项目发酵液中青霉素分离纯化中的任务，是在完成任务发酵液中青霉素提取后进行的。
二、教学设计。
项目式教学法教案：青霉素的发酵一、任务背景本项目是抗生素类药物的生产，项目引导旨在学生进行抗生素生产前掌握一些必备的基础知识，包括青霉素、红霉素和链霉素的基本知识。
本任务是青霉素的发酵生产，从青霉素发酵的整个生产工艺流程来训练学生对发酵工程的掌握，针对的培训工种为菌种培育工、微生物发酵工、微生物发酵灭菌工、发酵液提取工、微生物发酵药品精制工、抗生素酶裂解工。
二、培养目标1、知识目标【明确】明确青霉素、结构特点、理化性质及作用机理。
【熟悉】青霉素的定义、分类和命名。
【掌握】青霉素发酵的的工艺特点、要求及一般原理和控制过程。
2、技能目标【1】能熟练进行微生物的初步分离、纯化、鉴定及保藏。
【2】能熟练进行青霉素的发酵生产。
3、素质目标【1】基本素质：能根据需要，确定信息渠道，通过阅读、访谈等方式，收集信息，能用准确的语言表达工作成果。
【2】职业素质：能够按照岗位职责要求，完成各项实训任务，养成良好的职业道德【3】道德素质：能够遵守生产纪律，爱护仪器，节约能源，认真工作，严格遵守仪器操作规程，爱护公共财产，具有安全意识。
三、教学重点与难点【教学重点】青霉素发酵的工艺流程【教学难点】青霉素发酵的条件控制四、教学流程五、教学内容1、生产前准备（1）查找资料，了解青霉素生产基本知识a.什么类的化合物成为青霉素？青霉素的分子结构及其衍生物？b.青霉素的作用机理及应用?c.青霉素理化性质?d.青霉素生产菌有哪些生物学特性？（2）确定生产技术、生产菌种和工艺路线a. 生产技术：微生物发酵技术b.菌种：产黄青霉（Penicillium chrosogenum）c.发酵工艺流程图2、菌种培养（1）生产孢子的制备将砂土保藏的孢子用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的培养基进行斜面培养,经传代活化。
最适生长温度在25~26℃,培养6~8d,得单菌落,再转斜面,培养7~9d,得斜面孢子。
移植到优质小米(或大米)固体培养基上,25℃生长6~7d,制得小米孢子。
实训青霉素的提取分离［任务描述］青霉素是一族抗生素的总称，当发酵培养基中不加侧链前体时，会产生多种N-酰基取代的青霉素的混合物，它们合称为青霉素类抗生素。
目前已知的天然青霉素的结构和生物活性见表1所示，由青霉素类的基本结构式可见，青霉素可看作是由半胱氨酸和缬氨酸结合而成的，结构式中R代表侧链，不同类型的青霉素侧链不同。
其中的青霉素G类疗效最好，应用最广，通常所说的青霉素即指青霉素G，因其不耐酸，在胃酸中会被破坏，故只能注射给药。
表1天然青霉素的结构和生物活性青霉素侧链取代基（R）相对分子质量生物活性/（U/mg钠盐）青霉寨G青霉素X青霉素F青霉素K 双氢青霉素F 青霉素VC6H5CH2一（p）HOC6H4CH2一CH3CH2CH=CHCH2一CH3（CH2）6一CH3（CH2）4一C6H5OCH2—334.38350.38312.37342.45314.40350.3816679701625230016l01595青霉素结构中含有羧基，是弱酸性物质，在水中溶解度很小，易溶于有机溶剂如醋酸丁酯、苯、氯仿、丙酮和乙醚中，而青霉素G钾盐、钠盐易溶于水和甲醇，可溶于乙醇，但在丙醇、丁醇、丙酮、醋酸乙酯、吡啶中难溶或不溶，如普鲁卡因青霉素G易溶于甲醇，难溶于丙酮和氯仿，微溶于水。
青霉素遇酸、碱或加热都易分解而失去活性，分子中最不稳定的部分是β-内酰胺环，而其抗菌能力取决于β-内酰胺环，故青霉素的降解产物几乎都不具有活性。
青霉素在近中性（PH为6～7）水溶液中较为稳定，酸性或碱性溶液均使之分解加速，青霉素的盐对热稳定，将药品制成青霉素G钾盐或钠盐较多。
青霉素G生产可分为菌种发酵和提取精制两个步骤菌种发酵是将产黄青霉菌接种到固体培养基上，在25℃下培养7～10天，即可得青霉菌孢子培养物。
用无菌水将孢子制成悬浮液接种到种子罐内已灭菌的培养基中，通入无菌空气、搅拌，在27℃下培养24～28h，然后将种子培养液接种到发酵罐已灭菌的含有苯乙酸前体的培养基中，通入无菌空气，搅拌，在27℃下培养7天，在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基，培养基主要成分有葡萄糖、花生饼粉、麸质粉、尿素、硝酸铵、硫代硫酸钠、碳酸钙等。
