资源简介

第 1 章 发酵工程
第3节 发酵工程及其应用
年级 高二年级 授课时间 1课时
课题 第3节 发酵工程及其应用
教材分析 本节是全章的核心与升华，承担着将具体操作技术（如培养基配制、无菌操作）系统整合为完整工业生产体系的关键任务，其地位至关重要。 从知识结构看，本节内容遵循了 “理论—流程—应用”的清晰逻辑主线。第一部分系统阐述发酵工程的基本环节，通常以一个概括性流程图（菌种选育→扩大培养→发酵罐控制→分离纯化）为核心，将前两节分散的知识点串联成一个工业化生产的有机整体，这是实现知识目标1和2的载体。第二部分则通过丰富的应用实例（如在食品、医药、农业等领域的应用），生动展现该工程体系的巨大价值，服务于知识目标3和情感态度目标。 教材的编写特点是高度概括与广泛列举相结合。流程部分抽象性强，需要教师利用经典案例（如青霉素的生产史） 进行贯穿讲解，将流程图中的每一步“激活”，帮助学生建立工程思维。应用部分信息量大但深度有限，教学时需避免简单罗列，应引导学生从具体产品（如啤酒、抗生素）中反向提炼出发酵工程的共性优势（如规模化、可控性、产品纯度高），从而完成从感性认识到理性分析的飞跃。
教学目标 【知识目标】 1.能准确概述发酵工程的概念及其工业化生产的实质。 2.能系统阐述发酵工程的基本环节（菌种选育与保藏 → 培养基的配制与灭菌 → 扩大培养 → 发酵罐内主发酵 → 产品的分离与纯化等）。 3.能举例说明发酵工程在食品工业（如啤酒、酱油）、医药工业（如抗生素、疫苗）和农业（如微生物肥料）等领域的广泛应用，并阐明其巨大的生产价值和经济、社会效益。 【能力目标】 分析与归纳能力：通过分析青霉素或味精等经典产品的生产流程案例，能够归纳出发酵工程生产的一般模式与核心技术要点。 2.比较与辨析能力：能够比较传统发酵技术（如家庭酿酒）与现代发酵工程在规模、控制、纯度、效率等方面的主要区别，理解技术进步的关键所在。 3.迁移与应用能力：能够根据一种新发酵产品（如某种酶或药物）的生产需求，尝试设计其生产流程的关键步骤，将理论知识应用于新情境。 【情感态度与价值观目标】 体会科学技术的价值：深刻感受发酵工程作为生物技术核心支柱之一，对推动社会生产力发展、提高人类生活质量的重大贡献，树立“科学技术是第一生产力”的观念。2.培养社会责任感：关注发酵工程在解决粮食安全、能源短缺、环境污染和疾病防治等全球性挑战中的潜力，激发对生物技术领域的兴趣和投身相关事业的志向。 3.树立工程与安全理念：认识到发酵工程是一项严谨的系统工程，理解无菌操作、参数监控和质量控制的重要性，初步建立生物安全生产与伦理的责任意识。
教学重、难点 1.发酵工程的基本环节。 2.发酵工程的应用。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 【播放视频】 教师播放视频：二战期间最伟大的发明——青霉素 【情境材料】 青霉素是世界上第一个应用于临床的抗生素。早期科学家只能从青霉菌中提取少量青霉素，它的价格贵如金。随着高产菌种的选育、发酵技术的发展等，青霉素步入了产业化生产的道路。如今，1瓶规格160万单位的青霉素注射剂的价格只要1元左右。 【提问】 思考1：在工业上，青霉素是怎样生产的？ 通过发酵工程生产 思考2：什么是发酵工程？ 指利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。 思考3：发酵工程基本环节是什么？ 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，产品分离、提纯等方面。 学生：观看视频，思考青霉素的发明需要哪些原理。 学生观看教师展示的PPT，思考回答相应问题。
新知探究 一、发酵工程的基本环节 【知识讲解】 教师根据学生回答，展示发酵工程的基本环节的PPT ，适当补充讲解，让学生充分理解相应知识点。 1.选育菌种 （1）选育目的：获得性状优良的菌种 （2）菌种来源 （3）实例 ①生产柠檬酸需筛选产酸量高的黑曲霉； ②使用基因工程改造的啤酒酵母生产啤酒,可加速发酵、缩短生产周期。 2.扩大培养 （1）目的：获得更多的菌种，确保有充足的菌体参与发酵。 （2）原因：工业发酵罐的体积一般比较大(几十立方米到几百立方米)，因此需要接入的菌种总体积大（几立方米到几 （3）培养基——一般为液体培养基（可以使微生物与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率，有利于微生物的繁殖。） 思考：怎样扩大培养？ 将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 3.配制培养基 （1）配制原则 目的明确、营养协调、pH适宜 （根据菌种的代谢特点，选择不同的材料配制培养基） （2）营养构成 碳源、氮源、水、无机盐及特殊营养要求等 （3）注意 在生产实践中，培养基的配方要经过反复试验（不断优化培养基成分、比例等）才能大规模应用。 4.灭菌 （1）目的 避免因杂菌污染而影响产品的品质和产量。 （2）原因 发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。(杂菌与菌种之间形成的种间竞争关系使产量下降，或杂菌产生的代谢物抑制菌种的生长使产量下降。) 注意：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 （3）实例 在青霉素生产过程中如果有杂菌污染，某些杂菌会分泌青霉素酶，将青霉素分解掉。 5.接种 将扩大培养后的菌种投放到发酵罐中。 6.发酵罐内发酵 （1）地位 ☆发酵工程的中心环节 （2）发酵过程的监控 ①随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等，了解发酵进程。 ②要及时添加必需的营养成分， ③要严格控制温度、pH和溶氧量等发酵条件。 思考：为什么要严格控制发酵条件？ ①环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且影响微生物代谢物的形成；（例如：谷氨酸的发酵生产： 在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。） ②严格控制发酵条件，有利于使发酵全过程处于最佳状态。 发酵罐示意图： 6.发酵罐内发酵 （3）发酵条件及相应的调节和控制方法 发酵条件包括温度、pH、溶解氧、通气量等： ①温度：通过向冷却夹层通入冷水来调控； 温度升高原因:微生物分解有机物释放的能量； 机械搅拌也会产生一部分热量。 ②pH：在培养基中加入缓冲液，在发酵过程中加酸或碱； PH变化主要原因：培养基中营养成分的利用和 代谢产物的积累。 ③需氧型：通过空气入口通入空气，并调整搅拌叶轮转 速增加溶解氧。 厌氧型：需封闭空气入口，建立厌氧环境等。 7.分离、提纯产物 分离、提纯产物的方法措施 8.获得产品 【活动一：阅读与思考】 教师引导学生观看视频并阅读教材相关内容，思考下列问题：（3min） 【小组讨论】 思考.讨论 发酵工程基本环节分析 1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素？ ①在低成本的培养基上能迅速生长繁殖； ②生产所需代谢物的产量高； ③发酵条件易控制； ④菌种不易变异，退化等。 2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？ 要对温度、pH和溶解氧等发酵条件严格控制，使其最适合微生物的生长繁殖，同时要及时添加必需营养成分。 3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？ 传统发酵技术获得的产物一般不是单一的组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会再对产物进行分离和提纯处理，或者仅采用简单的沉淀、过滤等方法来分离提纯产物。 发酵工程中使用的分离和提纯产物的方法较多。在产物的初分离阶段，常采用沉淀、萃取、膜分离、吸附或离子交换等方法；在进一步纯化阶段，会采用液相层析法、结晶法等方法。发酵工程产物无论是代谢物还是菌体本身，都需要进行质量检查，合格后才能成为正式产品。 4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？ 不能。因为在进行发酵生产时，微生物及其代谢物中都可能含有危害环境的物质。为了避免污染环境，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。 旁栏思考 某镇特产一种美酒，以下是对该镇环境的描述：四面环山，地势低洼，气候炎热，具有独特的微生物种群，因为与外界的空气对流循环较缓慢，所以微生物种群较稳定。这对你理解发酵工程中菌种选育的重要性有什么启示？ 我国幅员辽阔，地理生态环境多样，这为各种微生物的生长繁殖提供了条件，还有利于发酵工程选育菌种。优良的菌种不仅具有健壮，不易退化，其发酵产品的产量高、质量稳定等优点，它往往还会赋予发酵产品独特的风味，因此菌种选育环节很大程度上决定了生产发酵产品的成败。 【趣味交互活动】 教师引导学生开展趣味互动 生物工程师：发酵工程闯关 学生认真聆听并做笔记。 学生回应互动，明确本模块的核心知识。 学生观看PPT视频并阅读课本，小组合作讨论完成任务。 学生积极参与教师在PPT上展示的活动。及时反馈课堂学习情况。
习题巩固 教师展示PPT上的试题并引导、督促学生认真答题，根据学生的答题情况，及时得到反馈，针对性补充讲解相关知识。 1.（2025·甘肃·高考真题）我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是（　　） A．传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程 B．工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵 C．通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状 D．大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数 2. 下列关于发酵工程及其应用的叙述，错误的是（ ） A．性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得 B．由于工业发酵罐体积大，所以在发酵之前需要对菌种进行扩大培养 C．发酵工程的产品就是微生物的代谢物，可根据产物的性质选择适宜的方法提纯 D．培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌，以避免杂菌污染影响发酵过程 答案：1.B 2.C 学生思考回答问题，加深对发酵工程的基本环节相关概念的理解。
二、发酵工程的应用 【知识讲解】 教师展示PPT，讲解知识点，引导学生思考并做笔记。 (一) 在食品工业上的应用 1. 生产传统发酵产品 (1)酱油的生产 (2)各种酒类的生产 【活动二：阅读与思考】 教师引导学生阅读课本P24~25页的【思考·讨论】，明确啤酒的工业化生产流程，完成讨论问题：（3min） 【小组讨论】 1.酵母菌酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？ “通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖； “密封”的目的是使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。 2.啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？ 酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸。 3.与传统的手工发酵相比，在上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 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。 教师播放视频： 4.现在市面上流行一种“精酿”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、不进行过滤和消毒处理等。有人认为饮用“精酿”啤酒比饮用“工业”啤酒更健康，你怎么看待这个问题？“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？ 应该辩证地看待这一产品。一方面，这类产品具有多样化的特点，能够满足一些人对独特口感的需求，或者满足一些人的时尚追求。 另一方面，这类产品是手工作坊式生产的，存在啤酒品质不稳定、价格昂贵的问题。 【知识讲解】 教师根据学生回答情况，适当补充讲解， 2. 生产各种各样的食品添加剂 (1)利用黑曲霉发酵生产柠檬酸。 (2)利用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸，经处理制成味精。 食品添加剂的作用 1.增加食品的营养 2.改善食品的口味、色泽和品质 3.延长食品的保存期 3. 生产酶制剂 (1)常见酶制剂 α-淀粉酶、β-淀粉酶、果胶酶、氨基肽酶、脂肪酶 (2)酶制剂应用 用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品品质和口味、延长储存期和提高产量等 (3)酶制剂来源 少数由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产 (二) 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 (三) 在农牧业上的应用 1. 生产微生物肥料 (1)微生物肥料的作用 利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力、改良土壤结构、促进植株生长；有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。 (2)常见微生物肥料 根瘤菌肥、固氮菌肥 2. 生产微生物农药 (1)微生物农药的作用 利用微生物或其代谢物来防治病虫害 (2)防治类型 属于生物防治 (3)常见微生物农药 3. 生产微生物饲料 (1)原理 微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快。 (2)实例1——单细胞蛋白 以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业废料等为原料，通过发酵获得的大量微生物菌体,即单细胞蛋白。（不是细胞提取物、代谢产物） 单细胞蛋白应用——食品添加剂、微生物饲料。 (3)实例2——乳酸菌 在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力。 (四) 其他方面的应用 1.解决资源短缺与环境污染问题 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。 2.将极端微生物应用于生产实践 (1)极端微生物： 能在极端恶劣的环境（如高温、高压、高盐和低温等环境）中正常生活的微生物。 (2)应用 嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂 嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量 学生阅读课本，学生思考并认真做笔记。 学生回应互动，明确发酵工程的应用的内容。 学生观看PPT并阅读课本，小组合作讨论完成任务。 学生认真观看视频，之后思考问题4。 学生积极回应互动，自主完成实验。 回应互动，认真聆听并做笔记。
习题巩固 教师展示PPT上的试题，引导学生认真完成习题，及时巩固。 1.下列关于发酵工程在食品工业上应用的叙述，错误的是（　　） A．生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿造酱油 B．生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口味但不能增加食品的营养 C．生产食品酸度调节剂，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得 D．生产酶制剂，少数酶制剂由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产 2.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．发酵产品既可以是微生物的代谢产物，也可以是微生物细胞本身 B．啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在主发酵阶段完成 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 答案：1.B 2.D 学生思考回答问题，加深对发酵工程的应用相关概念的理解。 .
课堂小结 回应互动，认真聆听并适当补充笔记。
练习与应用 教师展示PPT上的试题并引导、督促学生认真答题，根据学生的答题情况，及时得到反馈，针对性补充讲解相关知识。 一、概念检测 与传统发酵技术相比,发酵工程的产品种类更加丰富,产量和质量明显提高。判断下列相关表述是否正确。 (1) 发酵工程与传统发酵技术最大的区别就是前者可以利用微生物来进行发酵。（ ） (2) 发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。（ ） (3) 在发酵工程的发酵环节中,发酵条件变化不仅会影响微生物的生长繁殖,也会影响微生物的代谢途径。（ ） (4)通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白。（ ） 答案： × √ √ × 二、拓展应用 1.在青霉素的发酵生产过程中，人们遇到了两个问题。请你运用所学知识或查阅资料，并发挥想象力，提出解决这些问题的思路。 (1) 青霉素发酵是高耗氧过程，如何能够保证在发酵过程中给微生物持续高效地供氧呢？(提示：血红蛋白具有携带O2的能力) 可以用基因工程的方法，将血红蛋白基因转入青霉素生产菌来提高菌体对氧的吸收和利用率。 (2)在发酵过程中，总有头孢霉素产生。人们通过对青霉素生产菌代谢途径的研究发现，在青霉素与头孢霉素的合成过程中，它们有一个共同的前体，这个前体经过两种不同酶的作用分别合成两个产物。如何改造青霉素生产菌使其只生产青霉素或者只生产头孢霉素呢？ 可以对两种酶的基因进行改造或敲除其中一种酶的基因，从而使青霉素生产菌只生产一种产物。 2.通过微生物发酵，可以将粮食(如玉米、小麦等)及各种植物纤维加工成燃料乙醇；将燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配，就形成了目前在我国多地广泛使用的乙醇汽油。乙醇汽油的环保性令人称道。调查显示，使用乙醇汽油与使用普通汽油相比，排放到空气中的NO2、 CO等均有不同程度下降。有人认为燃料乙醇“可再生”；但也有人认为，生产燃料乙醇需要消耗大量粮食,会增加粮食短缺的风险。请你尝试通过查阅资料, 评估这一风险，并说明在生产时应如何规避这一风险。 这一风险是存在的。在生产燃料乙醇时，为了规避这一风险，应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇，还有利于防止问题粮食流入市场。 3.（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（　　） A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬 答案：C 4.（2024·山东·高考真题）在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是（　　） A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 答案：D 学生思考回答问题，加深对发酵工程及其应用概念的理解。
复习与提高 教师展示PPT上的试题，引导学生认真完成习题，及时巩固。 1.某化工厂为了处理排出污水中的一种有害的、难以降解的有机化合物A，其研究团队用化合物A、磷酸盐、镁盐和微量元素等配制了培养基，成功地筛选出能高效降解化合物A的细菌 (目的菌)。实验的主要步骤如图所示，请分析回答问题。 (1)在培养基中加入化合物A的目的是筛选出可以降解化合物A的微生物，这种培养基属于选择培养基。 (2)培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量显著降低的培养液，接入新的培养液中连续培养，使目的菌的数量扩增。 (3)若要研究目的菌的生长规律，可挑取单个菌落进行液体培养，再采用细菌计数板计数方法进行计数。请你预测目的菌的种群数量会发生怎样的变化。 “S”形增长 (4)将目的菌用于环境保护实践时，还有哪些问题需要解决？ 目的菌能否在自然环境中大量生长繁殖、是否会产生对环境有害的代谢物、降解化合物A后是否会产生二次污染等问题都需要研究清楚后，才能进行实践。 (5)有人提出，可以通过改造细菌的基因来获得能够降解化合物A的细菌，请分析这种方法是否可行。 可行。这是后面将要学习的基因工程的基本思路。 2.某个高温日，某校三位高中学生相约去吃冰激凌，之后两人都出现腹泻现象，于是他们怀疑冰激凌中的大肠杆菌含量超标。老师建议他们利用学过的有关微生物培养的知识对此冰激凌进行检测。经过一番资料查阅，他们提出了如下实验设计思路。 立即去卖冰激凌的小店再买一个同样品牌的同种冰激凌；配制伊红—亚甲蓝琼脂培养基(该培养基可用来鉴别大肠杆菌，生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色，并有金属光泽)、灭菌、倒平板；取10 mL刚融化的冰激凌作为原液，然后进行梯度稀释，稀释倍数为1×10~1×105；取每个浓度的冰激凌液各0.1mL，用涂布平板法进行接种，每个浓度涂3个平板，一共培养18个平板；在适宜温度下培养48h,统计菌落数目。 (1)请你从下面几个角度对这三位同学的思路进行评议。 ①他们只打算对一个冰激凌进行检测，理由是：两个人吃过冰激凌后，都拉肚子了，所以再检测一个就足以说明问题。你同意这样的观点吗？为什么？ 不同意。提示：只检测一个冰激凌数据太少，不能排除偶然因素的影响。 (1)请你从下面几个角度对这三位同学的思路进行评议。 ②有没有必要对冰激凌原液进行梯度稀释？为什么？【提示：我国卫生部门规定的饮用水标准是：1mL自来水中细菌总数不可以超过100个(37℃培养48h), 不得检出总大肠菌群】 没有必要。提示：根据国家的标准，自来水中总大肠菌群不得检出。即使冰激凌中大肠杆菌数目超标了，也不可能很离谱，如果进行梯度稀释，最后得到的菌落数可能不在计数要求的范围内，从而导致结果误差大。解答这个问题的时候，应该让学生明白并不是所有的细菌检测培养都需要进行梯度稀释，而是要根据实际情况来确定培养方案。 ③他们认为，在用该方法统计菌落数目时不需要设计对照组，所以只准备培养18个平板。你认为在这项检测中是否需要对照组？为什么？ 需要设置对照组。严格来说，应该设置两组对照组。一组为阴性对照组，平板不进行涂布或者用无菌水涂布；另一组为阳性对照组，平板上涂布大肠杆菌。前者可以说明培养基是否被污染，后者可以说明该培养基能否培养出大肠杆菌。 (2)下图所示为4种菌落分布图，一般不能由涂布平板法得到的是 B 。 (3)在完善实验设计思路后，三位同学进行了实验。培养结果显示，除了深紫色菌落，还有其他菌落存在，这说明了什么？如果以菌落数代表样品中的大肠杆菌数量，则统计结果比实际值是偏大还是偏小？为什么？ 说明冰激凌中不仅有大肠杆菌，还有其他细菌或真菌等。统计结果比实际值偏小。因为有些菌落可能会重叠，统计时容易将其误认为是一个菌落，并且这种计数方法统计的是活菌的数目。 (4)如果实验结果显示，检测的冰激凌中大肠杆菌含量超标了。接下来他们应该做什么？ 应该马上去小店告知店主这批冰激凌不能再卖了；还要告知食品卫生管理部门，以对这批冰激凌的来源进行追踪调查。其他合理答案也可。 3.（2025·广西南宁·二模）柠檬酸是一种天然存在于柠檬、橙子等柑橘类水果中的有机酸，具有帮助消化，促进肝脏的代谢等功能。工业生产柠檬酸时，可用红薯粉为原料经黑曲霉发酵获得，如图为黑曲霉发酵工程生产柠檬酸的简要流程图。下列相关叙述错误的是（　　） A．利用平板划线法将黑曲霉接种至 甲培养基时，接种环只蘸取一次菌液 B．将甲中的黑曲霉转移至乙中的液 体培养基，目的是对菌种进行扩大培养 C．α-淀粉酶可将红薯中的淀粉水解 以提供碳源和氮源等营养物质 D．发酵罐内柠檬酸发酵是该工程的中心环节，需严格控制温度、pH等环境条件 答案：C 4.（2024·河北沧州·模拟预测）安化黑茶是一种发酵茶，其制作流程包括杀青、初揉、渥堆、复揉、烘焙、压制和发花等。其中杀青是指将茶叶放入300℃左右的铁锅中炒制2分钟，而发花是形成“金花”的关键环节。“金花”是冠突散囊菌(一种霉菌)发酵的产物。冠突散囊菌是对人体有益的菌类，能分泌淀粉酶和氧化酶，可催化茶叶中的淀粉转化为单糖，并催化多酚类化合物氧化，转化成对人体有益的物质，使茶叶的口感等特性优化。下列相关叙述错误的是（ ） A．杀青能减少茶叶中营养成分的分解 B．揉捻有利于后续微生物发酵的进行 C．安化黑茶的制作需利用霉菌等多种细菌进行发酵 D．培养冠突散囊菌时往往将培养基调至酸性 答案：C 学生思考回答问题，加深对本章发酵工程相关概念的理解。
板书设计 第一章 第3节 发酵工程及其应用 板书设计 一、发酵工程：工业化生产体系 概念：利用微生物，在适宜条件下，规模化生产目标产物。 中心环节：发酵罐内培养与控制。 二、基本环节（流程图式核心板书） 菌种选育 → 培养基配制（灭菌）→ 扩大培养 → 发酵罐发酵（控制：温、pH、氧）→ 分离纯化 → 获得产品 三、重要应用（表格归纳） 四、核心特点：规模化、自动化、可控性强。
教学反思 本节内容既是本章的理论总结，也是生物学知识与工程实践的重要结合点。在教学实践后，我围绕教学目标、教学过程和教学效果进行了深入的反思。 一、教学亮点与成功之处 本节课通过精心设计的流程图示板书法，将六个核心环节清晰地呈现在学生面前，有效帮助学生建立系统化思维。贯穿始终的青霉素生产案例分析，使抽象的工程概念变得具体可感，学生能够将理论环节与实际生产一一对应，理解各环节的逻辑关联。课堂中的对比讨论活动（传统发酵vs现代工程）激发了学生思维，通过小组分析不同领域的应用实例，学生不仅掌握了知识，更培养了迁移应用的能力。多媒体的恰当运用，如发酵车间的实景图片、参数监控动画等，增强了教学的直观性和时代感。 二、存在问题与改进方向 在教学实施中，我发现部分学生对“工程”思维的理解仍停留在表面，虽然能复述环节，但对其中的优化逻辑（如为何要控制pH、溶解氧）理解不深。应用实例部分信息量较大，部分学生陷入“听故事”状态，未能主动提炼共性价值。针对期末考试的习题训练表明，学生在综合情境题（如结合基因工程、条件优化的题目）上表现较弱，暴露了知识整合能力的不足。 三、教学改进策略 在后续教学中，我将进行三方面改进：一是强化探究性教学，例如设置“如何提高某种酶产量”的微型项目，让学生自主设计优化方案，深化工程思维。二是建立“实例-原理”双通道，不仅用实例解释原理，更要引导学生从实例中反推原理，培养分析能力。三是加强跨章节知识整合，设计综合题，将发酵工程与基因工程、细胞工程等内容有机联系，提升学生解决复杂问题的能力。 四、总结 本节教学让我深刻体会到，技术类内容的教学必须坚持“实践导向”和“思维训练”并重。既要让学生知道“是什么”，更要理解“为什么”和“怎么用”。只有将知识置于真实的生产情境中，引导学生像工程师一样思考，才能培养出具有科学素养和实践能力的时代新人。
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