1.3发酵工程的应用（第2课时）课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物人教版选择性必修三第一单元第二课时发酵工程温故而知新：选育高产菌种配制培养基扩大培养灭菌接种发酵罐内发酵获得产品分离、提纯产物发酵工程的基本环节图。发酵工程以其生产条件温和、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等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。阅读课本P24-25页，啤酒工业化生产流程。结合学案内资料，讨论并回答以下问题：（1）流程图中哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？（2）“精酿”啤酒是小规模酿造产品，发酵时间长、产量低和价格高，却依然有着市场需求。我们如何辩证地看待大规模生产与小规模制作？任务一：归纳发酵工程的各种应用活动一：比较工业生产与传统生产有些单细胞藻类、酵母菌和细菌等微生物菌体干重中的蛋白质含量可达到40%~80%，这些蛋白质也被称为单细胞蛋白。单细胞蛋白可添加到饲料中提高饲料的蛋白质含量。（更多资料请参考资料包内容）讨论并尝试回答下列问题:1.利用发酵工程生产单细胞蛋白有哪些优势?2.选择单细胞生物作为蛋白质的补充来源要注意哪些问题?小球藻单细胞蛋白产品活动二：发酵工程制单细胞蛋白的优势单细胞蛋白工厂不受季节制约，易于人工控制。如年产10万tSCP工厂以酵母计，按含蛋白质45%计算，一年所产蛋白质为45000t。一个SCP工厂所产蛋白质相当于562500亩土地所产的大豆。劳动生产率高①农业废物、废水，如秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水；②工业废物、废水，如食品、发酵工业中排出的含糖有机废水、亚硫酸纸浆废液等；原料来源广泛微生物世代周期短单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白质含量高达40%～80%，比大豆高10%～20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体必需的8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。营养丰富单细胞蛋白优势生长速度比高等动、植物快得多。肉牛体重加倍周期，肉牛为2个月，肉鸡为l0天，豆科牧草为2周，藻类6小时，酵母1～3小时，细菌只有0．5—1小时。核酸含量高单细胞蛋白的核酸含量在4%～18%，食用过多的核酸可能会引起痛风等疾病。Ⅰ口感与习惯难以接受单细胞蛋白作为一种食物，人们在习惯上一时难以接受。Ⅱ可能存在未知风险单细胞蛋白原料部分来自于生产废料，可能存在未知的次生代谢产物。Ⅲ注意事项阅读课本第24页到27页发酵工程的应用。尝试归纳发酵工程在各方面的应用。通过实物展台展示并简单介绍本小组的归纳成果。学生活动发酵工程在其他哪些领域得到了广泛的应用？活动三：归纳发酵工程在各行业的应用发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决粮食、环境、健康和能源等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。截至2015年，我国生物发酵产业年总产值近2900亿元，产品总量位居世界第一。发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的，二者都是利用了微生物的特定功能，从天然发酵到现代发酵，从全凭经验到理性设计，从单纯的食品发酵到医药、农牧、能源、材料等众多行业的应用和延伸，是多种技术相互支撑和交叉的结果。（摘自周景文：发酵工程技术的历史、现在和未来）通过本章的学习同学们是否对发酵工程有了一定的了解呢？自古以来，人类就利用微生物来加工、保存食品，并通过人为控制无氧、高盐等环境，控制杂菌的数量，保证食品的品质。请同学们回忆：在学习传统发酵技术的过程中哪些地方体现出了先辈的智慧？本章小结：发酵工程的前身任务二：总结传统发酵技术与发酵工程直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵技术及其应用ⅠⅡ产品泡菜、果酒、果醋、乳腐、酸奶、面包等不足利用了天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。发酵工程传统发酵认识发酵原理利用微生物特定的功能现代发酵工程是在传统发酵技术的基础上发展起来的，它实现了发酵食品、药物等工业化生产，极大的改善了人民的生活。请同学们回忆:在哪些关键技术加持下，传统发酵才能走向现代化、工业化和规模化？本章小结：发酵工程的今世微生物的培养技术及应用培养基的配置01.无菌技术02.微生物的纯培养03.微生物的计数04.微生物的选择培养等05.发酵工程传统发酵认识发酵原理纯培养物无菌技术培养基基础条件选择条件选择培养基稀释涂布平板法平板划线法方法基础发酵工程是现代工程技术和微生物发酵相结合的产物。随着基因工程、细胞工程、蛋白质工程等现代生物技术的发展，发酵工程的应用进一步扩大，而且促进了新兴产业的产生，对人类社会产生了深远的影响。请同学们回忆：1.发酵工程具有哪些关键的过程？2.应用在哪些领域？发酵工程食品工业医药工业农牧业环境保护其他各行各业应用传统发酵认识发酵原理纯培养物无菌技术培养基基础条件选择条件选择培养基稀释涂布平板法平板划线法菌种选育培养基配置发酵罐发酵产物分离、提纯过程方法基础展望：中国发酵工程的未来目标：从发酵工业大国转为发酵工业强国产品选择技术方向整体目标国内已形成较大规模，对国民经济产生重大影响的已形成出口能力，能参与国际竞争的受知识产权限制，长期依赖进口，急需技术突破的原料拓展，菌株改造，工艺优化，综合利用提升发酵工业整体技术水平提高产品经济技术指标增强国际竞争力创造重大的社会和经济效益。（摘自：《发酵工程的过去、现在和未来》江南大学生物工程学院）结束语：微生物是自然界中的一支数量务必