第3節 發酵工程簡介
第3節 發酵工程簡介
知識方面
（1）發酵工程的概念（知道）。
（2）發酵工程中培養基的配制、菌種選育、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離、提純等相關內容（知道）。
（3）有關發酵工程在醫藥工業和食品工業中應用的內容（知道）。
教學重點：發酵工程的概念和內容
教學難點：在發酵過程中，如何保證菌種生長和代謝的正常進行
一、設疑引出新課題
前面我們學習了有關微生物的代謝的內容，我們知道了微生物的代謝是指微生物細胞內所發生的全部的化學反應。在微生物的代謝過程中，會產生多種多樣的代謝產物，如氨基酸、維生素、抗生素等。而且，這些代謝產物又是我們人類所需要的。那我們能不能通過微生物的培養來大量生產各種代謝產物呢？這就是我們今天所要討論的“發酵工程”。
二、進行新課
（一）介紹谷氨酸發酵的生產實例
教師活動：出示谷氨酸棒狀桿菌合成谷氨酸的途徑的投影片，指導學生觀察并作適當講解。
討論后教師小結如下：從投影片我們可以看出，谷氨酸棒狀桿菌在一定的條件下能夠利用環境中的營養物質來合成谷氨酸。下面我們就來看看在工廠里是怎樣應用谷氨酸棒狀桿菌來生產谷氨酸的。
提出問題：谷氨酸發酵最重要的無疑就是選擇菌種了，是不是所有的谷氨酸棒狀桿菌都可用于谷氨酸發酵生產呢？我們應該選育什么樣的谷氨酸棒狀桿菌作為菌種呢？
教師活動：以前面出示的投影片為依托組織學生就所提問題進行討論。
討論后教師小結：只有選擇細胞膜通透較強，在細胞內不積累谷氨酸的谷氨酸棒狀桿菌做菌種才有可能獲得大量的谷氨酸。
提出問題：有了菌種用什么樣的培養基去培養呢？
教師活動：通過復習有關培養基的知識，使學生理解培養基應滿足微生物生長所需要的碳源、氮源、水、無機鹽和生長因子等營養需求。教師活動：出示谷氨酸發酵所需培養基的成分表格并指導學生觀察、思考。
通過討論使學生把培養基中的各種成分按照水、無機鹽、氮源、碳源、生長因子的分類方法進行分類，進而得出這種培養基能滿足谷氨酸棒狀桿菌所需各種營養的結論。
提出問題：這種培養基從組成成分和物理性質上看屬于哪種培養基？
通過討論得出結論：從物理性質上看是液體培養基，從化學成分上看是天然培養基。
提出問題并組織學生討論：在工業生產過程中常采用這種天然成分作為營養物質的液體培養基，這在發酵生產中有什么好處呢？
引導學生通過討論得出以下結論：
（1）液體培養基能使營養物質在發酵過程中得到充分的利用，還能為菌體提供更大的生存空間。同時，也有利于生產過程中培養條件的控制以及產物的提取。
（2）采用天然物質作營養物質既能滿足菌體的營養需求，又能降低生產成本，還能減少對環境的污染。提出問題：有了菌種和合適的培養基，那發酵的主體設備又該是什么樣的呢？教師活動：出示發酵罐的示意圖，并對發酵罐的組成結構進行簡單介紹。通過介紹使學生了解發酵的主體設備由發酵罐及其控制部分構成。提出問題：設備中的這些控制部分在生產過程中有什么用呢？