【课件】发酵工程及其应用第二课时 2023-2024学年高二生物(人教版2019选择性必修3).pptx
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1、生物技术与工程发酵工程基因工程重组DNA技术的基本工具传统发酵技术的应用 选择性必修选择性必修3 3生物技术与工程生物技术与工程细胞工程生物技术的安全性与伦理问题微生物的培养技术及应用动物细胞工程植物细胞工程基因工程的基本操作程序基因工程的运用蛋白质工程的原理和应用转基因产品的安全性发酵工程及其应用胚胎工程关注生殖性克隆人、禁止生物武器第第1 1章章 发酵工程发酵工程第第3 3节节 发酵工程及应用发酵工程及应用(第二课时)(第二课时)学习目标目标目标010102020303根据发酵产品和利用微生物的不同,讨论发酵工程中的发酵条件及控制方法。(科学探究)基于发酵工程的基本环节和应用实例,阐明发酵
2、工程的概念。(科学思维)关注发酵工程在食品、医药、农牧业的应用,倡导健康、安全的生产和生活(社会责任)发酵工程原理概念温故知新:温故知新:发酵工程概念及基本环节发酵工程概念及基本环节基本环节实质产物发酵原理和工程学原理通过微生物的大量繁殖获得所需产品代谢物或微生物细胞本身问题问题1:1:发酵工程相比传统发酵技术有什么优点?在哪些方面有运用呢?发酵工程相比传统发酵技术有什么优点?在哪些方面有运用呢?目录CONTENTS发酵工程的应用2/发酵工程的基本环节1/0202 发酵工程的应用一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(一)优点:产物专一生产条件温和原料来源丰富且价格低廉废弃物对环境污染小且容易处
3、理(二)运用:医药其他食品农牧在食品工业上的应用有哪些?在农牧业上的应用有哪些?在医药工业上的应用有哪些?在其他方面的应用有哪些?合作探究一:合作探究一:请同学们自主阅读教材请同学们自主阅读教材P P24-2724-27,小组合作思考讨论完成问题。,小组合作思考讨论完成问题。一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:1.在食品工业上的应用:传统的发酵产品食品添加剂酶制剂利用黑曲霉生产酱油利用酵母菌生产酒类利用黑曲霉生产柠檬酸利用谷氨酸棒状杆菌生产味精淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和氨基肽酶等明显提高产品的产量和质量增加食品的营养,改善食品的口味、色泽和品质,延
4、长食品的保存期用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长食品储存期和提高产品产量等方面一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:1.在食品工业上的应用:你喝过啤酒吗?你喜欢喝啤酒吗?你知道啤酒是怎么制作的吗?啤酒的工业化生产流程(视频)一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用啤酒的工业化生产流程啤酒的工业化生产流程思考思考.讨论讨论发芽12焙烤3碾磨4糖化蒸煮56发酵7消毒8终止主发酵后发酵酵母菌繁殖,大部分糖分解和代谢物生成。在低温、密闭的环境下储存一段时间,形成澄清、成熟的啤酒。啤酒的工业化生产流程啤酒的工业化生产流程思考思考.讨论讨论发芽12焙烤3碾磨4
5、糖化蒸煮56发酵7消毒8终止焙烤的目的:蒸煮的目的:加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活产生风味组分,终止酶的作用对糖浆灭菌问题问题2:2:与传统的手工发酵相比,在下面啤酒的发酵生产过程中,哪些工与传统的手工发酵相比,在下面啤酒的发酵生产过程中,哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高?程手段使啤酒的产量和质量明显提高?菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制,产品的消毒等,都有助于提高啤酒的产量和品质。一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用问题问题3:3:现在市面上流行一种现在市面上流行一种“精酿精酿”啤酒,它的制作工艺与普通啤酒有啤酒,它的制作工艺与普通啤酒有所不同,如一般不添加食品添加剂、不进行
6、过滤和消毒处理等。有人认所不同,如一般不添加食品添加剂、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用为饮用“精酿精酿”啤酒比饮用啤酒比饮用“工业工业”啤酒更健康,你怎么看待这个问题啤酒更健康,你怎么看待这个问题?“精酿精酿”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?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?类别“精酿”啤酒“工业”啤酒原料是否添加食品添加剂麦芽汁浓度发酵时间特点只使用麦芽、啤酒花、酵母菌和水麦芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、玉米、淀粉等不添加添加较高
7、,口味浓郁较低,口味清淡长,可达2个月短,通常7天左右产量低、价格高产量高、价格低一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用 实战训练实战训练1绍兴黄酒驰名中外,酿造时通常以谷物为原料,利用现代发酵工程技术经高温蒸煮后添加酒曲糖化发酵而成。下列叙述不正确的是()A酒曲中的菌种可从自然界筛选出来,应含有酵母菌以及能产生淀粉酶的菌种等B发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,需检测培养液中的微生物数量、产物浓度等C高温蒸煮可产生风味组分,加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活,并对糖浆灭菌D可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品 实战训练实战训练2.啤酒生产的简要流程如图所示,制麦时用赤霉素溶液浸泡
8、大麦种子,糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是()A.在整个发酵过程中,要始终保 持严格的无菌、厌氧环境B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子,目的是促进-淀粉酶合成C.在接种酵母菌前进行冷却处理,是为了避免杀死酵母菌种D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用问题问题4:4:阅读课本阅读课本2525页第页第1 1段和段和2626页第页第1 1段,明确发酵工程可以生产哪些食段,明确发酵工程可以生产哪些食品添加剂和酶制剂?品添加剂和酶制剂?利用黑曲霉发酵生产柠檬酸;利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,经处理制成味精。添加剂
9、类型举例酸度调节剂L-苹果酸、柠檬酸、乳酸增味剂5-肌苷酸二钠、谷氨酸钠着色剂-胡萝卜素、红曲黄色素增稠剂黄原胶、-环状糊精、结冷胶防腐剂乳酸链球菌素、溶菌酶一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:1.在食品工业上的应用:(2)生产各种各样的食品添加剂(3)生产酶制剂种类作用食品直接生产改进生产工艺简化生产过程改善产品的品质延长食品储存期提高产品产量-淀粉酶-淀粉酶果胶酶脂肪酶氨基肽酶一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:1.在食品工业上的应用:一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:2.在医药工业上的应用:基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合动植物的基因转入微生物直
10、接改造微生物病原体的抗原基因转入微生物发酵工程药物药物疫苗一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:2.在医药工业上的应用:人们可以采用基因工程等的方法直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品。改造菌种02人们可以采用基因工程的方法,将植物或动物的基因转移到微生物中,获得具有某种药物生产能力的微生物;工程菌01科学家还利用基因工程,将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物就可以作为疫苗使用疫苗03利用经过基因改造的微生物利用经过基因改造的微生物进行发酵生产生长激素释放进行发酵生产生长激素释放抑制激素抑制激素未来可能用微生物来生产过去未来可能用微生物
11、来生产过去只能从植物中提取的紫杉醇、只能从植物中提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物青蒿素前体等化合物将乙型肝炎病毒的抗原基因将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵生转入酵母菌,再通过发酵生产疫苗产疫苗问题问题5:5:阅读课本26页第2-3段,明确发酵工程在医药工业上有哪些应用?一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:2.在医药工业上的应用:一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:3.在农牧工业上的应用:(2)生产微生物农药(3)生产微生物饲料(1)生产微生物肥料03微生物饲料-02微生物农药-01微生物肥料-根瘤菌肥 固氮菌肥等苏云金杆菌等单细胞蛋白等增进土壤肥力,改良土
12、壤结构,促进植株生长,抑制土壤中病原微生物的生长生物防治的重要手段,将在农业的可持续发展方面发挥越来越重要的作用。生物饲料,能使家畜、家禽增重快,产奶或产蛋量显著提高。5.问题问题6:6:阅读课本阅读课本2626页第页第4 4段和段和2727页第页第1-31-3段,明确发酵工程在农牧业上有段,明确发酵工程在农牧业上有哪些应用?哪些应用?微生物农药防治和化学农药防治的比较项目微生物农药防治化学农药防治防治机理优点缺点利用微生物或代谢物进行防治成本低、无污染,可以维持生态平衡防治速度慢利用化学药剂(如杀虫剂、杀鼠剂)等进行防治见效快,操作简单成本高,污染环境,不利于维持生态平衡一、发酵工程的运用一
13、、发酵工程的运用(二)运用:3.在农牧工业上的应用:实战训练实战训练3.我国是名副其实的发酵大国,发酵工程在食品工业、医药工业及农牧业等许多领域得到了广泛的应用。下列相关叙述错误的是()A.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物、酶和菌体本身B.利用酵母菌等菌种的发酵工程生产的单细胞蛋白,可作为食品添加剂C.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵可生产乙型肝炎疫苗D.利用发酵工程生产的微生物农药,作为化学防治的重要手段,可用于防治病虫害一、发酵工程的运用一、发酵工程的运用(二)运用:4.在其他方面的应用:问题问题7:7:阅读课本阅读课本2727页第页第4-64-6段,明确发酵工程在其他方面
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