第1章發(fā)酵工程第3節(jié)發(fā)酵工程及其應用教學分析教學分析教學目標1.讓學生分析發(fā)酵工程的示意圖，說出發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，理解并記住各環(huán)節(jié)的要求和注意事項。（生命觀念、科學思維）2.讓學生了解發(fā)酵工程的應用，總結發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)及其他方面的應用，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，培養(yǎng)社會責任意識。（科學思維、社會責任）3.分析啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，掌握啤酒工業(yè)化生產(chǎn)各步驟的目的，進一步認同發(fā)酵工程與傳統(tǒng)發(fā)酵相比其優(yōu)勢所在。（科學思維）教學重難點重點：1.發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的分析。2.發(fā)酵工程在生產(chǎn)、生活中的應用。難點：發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的分析。教學方法采用直觀教學法、講述法、啟示法、討論法等教學方法，準備PPT。課時安排1課時教學準備多媒體，學案，PPT等。教學設計教學設計人體被細菌感染，可通過靜脈注射抗生素進行治療。青霉素是世界上第一個應用于臨床的抗生素，我們在學習新課之前先通過視頻來了解一下青霉素（視頻播放）。在前面已學習過傳統(tǒng)發(fā)酵技術、微生物的培養(yǎng)技術。在工業(yè)上，青霉素究竟是如何生產(chǎn)的呢？什么是發(fā)酵工程？根據(jù)學生回答情況，課件展示發(fā)酵工程的概念。(設計意圖:由視頻導入，能激發(fā)學生的學習興趣，同時通過問題引入本節(jié)課的學習內容，效果較好。)新課講授任務一、發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)請閱讀教材P22~23圖19，思考并完成學案中的問題。教學任務：引領學生自主閱讀教材，寫出發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，剖析發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)各步驟涉及的問題，并通過表格歸納總結發(fā)酵工程各環(huán)節(jié)的注意事項。通過學生答案展示、合作交流、思維碰撞，掌握發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)各步驟中的具體操作。教學實施：【師】讓學生通過閱讀教材，自主寫出發(fā)酵工程的基本流程。通過自主完成學案中4個思考題，分析發(fā)酵工程基本流程中各環(huán)節(jié)的注意事項?！旧扛鶕?jù)教材內容自主書寫發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)。獨立思考并回答學案中的4個思考題。問題回答：1.從自然界中獲取、誘變育種、基因工程；工業(yè)發(fā)酵要想在短時間內得到大量的發(fā)酵產(chǎn)物，則需要大量菌體。2.發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。一旦有雜菌污染，可能導致產(chǎn)量大大下降。3.（1）溫度。原因：微生物分解有機物釋放的能量，機械攪拌也會引起溫度升高。調節(jié)方法：常用冷卻水進行溫度的調節(jié)。（2）pH。原因：培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分的利用和代謝產(chǎn)物的積累。調節(jié)方法：在培養(yǎng)基中添加緩沖液，在發(fā)酵過程中加酸或堿。4.發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥；發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物，根據(jù)產(chǎn)物的性質采取適當?shù)奶崛　⒎蛛x和純化措施。【師】通過表格歸納總結發(fā)酵工程主要環(huán)節(jié)中的注意事項?！旧客瓿杀砀裰袃热?。評價設計：根據(jù)學生問題的回答情況及【歸納總結】表格的完成情況，通過學生互評、教師點評檢測學生對發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)這部分內容的掌握情況。(設計意圖:通過分析教材中發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)示意圖，深度剖析基本環(huán)節(jié)中各步驟的具體操作及注意的問題，通過學生的自主歸納對知識進行整合。)任務二、發(fā)酵工程的應用請閱讀教材P24~27相關內容，說出發(fā)酵工程的優(yōu)點，并完成學案中的問題。教學任務：引領學生自主閱讀教材發(fā)酵工程的應用，通過閱讀教材，熟記發(fā)酵工程的優(yōu)點。通過自主構建發(fā)酵工程應用部分的概念模型，理順發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)以及其他方面的應用。通過讓學生獨立完成學案中的【遷移訓練】，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，檢測對知識的掌握情況。教學實施：【師】寫出發(fā)酵工程的優(yōu)點。讓學生自主構建發(fā)酵工程的應用的概念模型?！旧繉W生回答發(fā)酵工程的優(yōu)點。展示所構建的發(fā)酵工程的應用的概念模型。【師】進一步講解發(fā)酵工程在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)以及其他方面的應用的實例。并讓學生自主完成學案中的【遷移訓練】?！旧繉W生自主完成【遷移訓練】，展示答案并進行講解。評價設計：根據(jù)學生模型構建情況及【遷移訓練】答題情況，通過學生互評、教師點評檢測學生對發(fā)酵工程的應用內容的掌握情況。(設計意圖:通過構建發(fā)酵工程的應用概念圖模型，掌握相關基礎知識。根據(jù)所學知識完成【遷移訓練】，檢測學生知識掌握情況，促進學生將所學知識聯(lián)系生產(chǎn)、生活實踐，培養(yǎng)學生的社會責任意識。)任務三、啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程請閱讀教材P24~25相關內容，完成學案思考題。教學任務：通過分析啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，回答相關問題，知道工業(yè)生產(chǎn)啤酒的基本流程，并理解其具體操作步驟的目的。通過【聯(lián)系生活】，小組討論，合作探究，辯證地看待啤酒的大規(guī)模生產(chǎn)與小規(guī)模制作。教學實施：【師】人們現(xiàn)在喝的啤酒大部分為工業(yè)化生產(chǎn)。具體的生產(chǎn)流程是怎樣的？分為幾個階段？具體操作步驟的目的分別是什么？與傳統(tǒng)發(fā)酵相比，工業(yè)化生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質量更好？【生】回答提出的問題以及學案中的問題?！編煛渴忻嫔狭餍械摹熬劇逼【疲话悴惶砑邮称诽砑觿?、不進行過濾和消毒處理，小規(guī)模釀造，發(fā)酵時間長、產(chǎn)量低、價格高，有人認為“精釀”啤酒更健康、更好，你如何看待這個問題？【生】應該辯證地看待這一產(chǎn)品。一方面，這類產(chǎn)品具有多樣化的特點，能夠滿足一些人對獨特口感的需求，或者滿足一些人的時尚追求。另一方面，這類產(chǎn)品是手工作坊式生產(chǎn)的，存在啤酒品質不穩(wěn)定、價格昂貴的問題。評價設計：根據(jù)學生對學案思考題的回答情況以及【聯(lián)系生活】的討論、展示情況，通過小組互評、教師點評檢測學生對啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程的基本內容的掌握情況。(設計意圖:通過問題的回答對基本知識進行檢測，掌握啤酒工業(yè)化生產(chǎn)基本流程的主要內容。通過討論生活中的相關問題，讓學生學會辯證地看待問題，提高學生的科學思維、批判性思維。)評價反饋評價反饋完成學案中的當堂訓練。課堂小結課堂小結對發(fā)酵工程及其應用，我們主要從三部分進行了學習。第一部分：發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，一般包括菌種的選育，擴大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)物的分離、提純，獲得產(chǎn)品。第二部分：發(fā)酵工程的應用，學習了發(fā)酵工程的特點，在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)和其他方面的應用。第三部分：啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程，主要包括主發(fā)酵、后發(fā)酵兩個階段，主發(fā)酵主要包括發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵，后發(fā)酵主要包括消毒、終止。布置作業(yè)布置作業(yè)完成課后作業(yè)（30分鐘）。教學反思教學反思本節(jié)課在課堂上教師采用了問題引導的方式開展教學。在整個教學過程中，充分發(fā)揮學生學習的主動性，鼓勵他們大膽去發(fā)表自己的想法、主動地獲取知識，打造高效課堂。反思整堂課，主要在以下幾方面做得較好：（1）通過問題引導、概念圖模型構建、小組討論等方式進行課堂學習，學生的學習積極性較高；（2）大部分學生能夠掌握發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)，能夠運用所學知識解決實際生活中的問題。本節(jié)課也有不足之處：時間分配不夠合理。在教學過程中，教師發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)的問題處理部分消耗了較多的時間，學生在練習中遇到問題來不及充分思考和交流，影響了教學效果。板書設計板書設計備課資源備課資源影響發(fā)酵生產(chǎn)的因素在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，影響發(fā)酵效果的因素主要有以下幾個方面：（1）菌種的選育：發(fā)酵是利用微生物來生產(chǎn)產(chǎn)品，菌種至關重要。每一種微生物的代謝特征不同，產(chǎn)生特定產(chǎn)物的能力也不同。利用基因工程構建的具有特殊生產(chǎn)力的基因工程菌，也要全面了解其生產(chǎn)產(chǎn)物的規(guī)律、影響產(chǎn)物生成的各種因素以及控制生產(chǎn)的辦法，在實驗室中進行驗證并進一步擴大規(guī)模地驗證，才能將篩選出的菌種用于大規(guī)模生產(chǎn)。（2）發(fā)酵培養(yǎng)基的組成：培養(yǎng)基的組成十分關鍵，使用的培養(yǎng)基必須要滿足微生物生長繁殖的需要，才能有利于微生物大量合成產(chǎn)物。（3）純種發(fā)酵與滅菌：現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)絕大多數(shù)采用純種發(fā)酵，既可以保證高產(chǎn)也可以保證生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質量的穩(wěn)定。污染是發(fā)酵工業(yè)的大敵，滅菌和無菌操作至關重要。發(fā)酵所涉及的發(fā)酵罐、空氣過濾系統(tǒng)等設備必須經(jīng)120℃以上的高壓蒸汽進行徹底滅菌。（4）不同階段的溫度：溫度主要通過影響微生物細胞內的大分子物質的活性來影響微生物的生命活動。每種微生物都有最適合其生長的溫度范圍，且生長、繁殖、發(fā)酵或代謝物積累所需要的最適溫度也不同。例如：乳酸鏈球菌在34℃繁殖速度最快，在25~30℃細胞產(chǎn)量最高，在40℃時發(fā)酵速度最快，在30℃乳酸產(chǎn)量最高。因此，研究不同微生物生長或積累代謝物的最適溫度，采用變溫發(fā)酵，對提高發(fā)酵生產(chǎn)效率具有重要意義。（5）培養(yǎng)基的pH：培養(yǎng)基的pH對微生物的影響主要是引起細胞膜電荷變化，以及影響營養(yǎng)物質的離子化程度，從而影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收。pH也會影響生物活性