人教版 (2019)选择性必修3第3节 发酵工程及其应用教学设计

第3节    发酵工程及其应用

(一)教学目标

1.概述发酵工程及其基本环节。

2.举例说明发酵工程在生产上有重要的应用价值。

(二)教学重点和难点

1.教学重点

发酵工程的基本环节、发酵工程的应用。

2.教学难点

发酵工程的基本环节。

(三)教学过程

一、导入新课

利用教材“从社会中来”中的素材，明确青霉素的生产成本和价格因为发酵工程的应用而大大降低，引发学生追问发酵工程的奥秘，进而引导学生分析现代工业青霉素究竟是怎样生产的。由此逐步建构出发酵工程的概念。

二、分析发酵工程的基本环节

结合学生的实践经验来分析发酵工程的基本环节，加深他们对发酵工程基本环节的理解。让学生自主构建流程图，使他们对发酵工程的基本环节形成一个整体认识。

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。结合教材P22图1-9发酵工程的基本环节和发酵罐示意图了解发酵工程基本环节。同时分析和讨论P23有关问题对发酵工程基本环节进行分析,总结归纳在发酵工程中对选择的菌种需要考虑的因素，利用教材设计的旁栏思考题，引导学生可从生物与环境相适应的观点理解菌种选育的思路。为了满足微生物的生长需要，对发酵条件要如何进行调控。发酵工程与传统发酵技术对比，在产物分离和提纯方有了很大改进之处。

在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了减少或避免污染物的产生和排放，实现清洁生产，应该对排出的气体和废弃培养液进行二次清洁或灭菌处理。

引导学生绘制发酵工程的基本流程图。在绘制流程图的过程中认识：发酵工程是多个技术环节的集成，任何一个环节出现问题，都可能导致无法获得产品。在生产过程中除了要考虑技术、经济等因素，还应该考虑是否对环境友好，只有对环境友好才能实现可持续发展。

三、发酵工程的应用

结合教材中的内容，归纳发酵工程在各个领域的应用情况。

发酵工程在食品工业、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。

食品工业是微生物最早开发和应用的领域。在我们的日常生活中,利用发酵工程生产的食品以及与食品有关的产品主要有生产传统的发酵产品、生产各种各样的食品添加剂、生产酶制剂等。

我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，结合教材P24、P25流程图，对啤酒的工业化生产流程进行分析，进一步认识发酵工程在食品工业中的应用。

在医药工业上青霉素的发现和产业化生产推动了发酵工程在医药领域的应用和发展。之后，发酵工程逐步扩展到了其他抗生素、多种氨基酸、激素和免疫调节剂等的生产领域。

从自然界选育出优良菌株，再通过发酵工程大规模发酵生产制成的活菌或其代谢物产品等应用于现代农牧业的很多方面，如生产微生物肥料、生产微生物农药、生产微生物饲料等。

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，做出了越来越大的贡献。鼓励学生将来利用所学知识更好地完善发酵工艺，投身于发酵产业，为人类的美好生活提供更多的产品。

四、引导学生构建本节知识网络

五、充分利用本地资源，促进课本知识和生活经验的深度融合

本节课所涉及的发酵工程对于绝大多数学生来说是陌生的。组织开展研学活动，带领学生实地参观本地啤酒厂，让学生看看大型的发酵设备,听工厂技术人员的介绍，从而对发酵工程的基本环节、传统发酵技术和现代发酵工程的异同等有直观的了解。