《《微生物發(fā)酵及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)與案例》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《《微生物發(fā)酵及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)與案例(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、《微生物發(fā)酵及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)與案例
目標(biāo)的確定
與本節(jié)對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容是“舉例說(shuō)出發(fā)酵與食品生產(chǎn)”,而本節(jié)標(biāo)題定為《微生物發(fā)酵及其應(yīng)用》。事實(shí)上,微生物發(fā)酵在現(xiàn)實(shí)生活中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了食品工業(yè)的范疇。因此,本節(jié)內(nèi)容一開(kāi)始時(shí)并沒(méi)有局限于食品生產(chǎn),而是從比較大的視角──發(fā)酵工程史話(huà)引入,然后探秘發(fā)酵過(guò)程,再舉例說(shuō)出發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系。為此,本節(jié)主要教學(xué)目標(biāo)確定為:通過(guò)了解發(fā)酵工程發(fā)展的歷史,體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者間的關(guān)系;說(shuō)出微生物發(fā)酵生產(chǎn)的基本過(guò)程;舉例說(shuō)出微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系;關(guān)注與微生物發(fā)酵有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題等。教學(xué)設(shè)計(jì)思路
教學(xué)實(shí)施的程序
教學(xué)
內(nèi)容
教學(xué)活動(dòng)
教
2、學(xué)手段和方法
預(yù)期目標(biāo)
1.復(fù)習(xí)提問(wèn),引入新課。
師:同學(xué)們?cè)诔踔袝r(shí)學(xué)習(xí)過(guò)微生物發(fā)酵與食品,我們的日常生活中也接觸到許多發(fā)酵食品,請(qǐng)同學(xué)們思考這樣一個(gè)問(wèn)題:哪些食品是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的?相應(yīng)的發(fā)酵種類(lèi)是什么?
生:酸奶、泡菜,它們都是乳酸發(fā)酵。
師:很好!還有其他食品嗎?想一想,我們每天吃的主食有通過(guò)發(fā)酵制作的嗎?
生:饅頭、面包。
師:對(duì),實(shí)際上,我們經(jīng)常食用的許多食品,以及使用的一些藥品,它們的生產(chǎn)過(guò)程都離不開(kāi)微生物發(fā)酵。那么,微生物發(fā)酵是如何發(fā)展起來(lái)的?其生產(chǎn)過(guò)程怎樣?它還可應(yīng)用在哪些方面?現(xiàn)在我們就一起來(lái)解答這些問(wèn)題。
學(xué)生很可能回答不全,教師可提示。
投影或板書(shū):第
3、一節(jié)微生物發(fā)酵及其應(yīng)用
聯(lián)系日常生活的實(shí)例,在回憶舊知識(shí)的基礎(chǔ)上,引入新課,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化從社會(huì)中來(lái)的意識(shí)。
2.新課──發(fā)酵工程史話(huà)的學(xué)習(xí)。
師:現(xiàn)在人們能夠利用微生物發(fā)酵來(lái)大規(guī)模地生產(chǎn)食品、藥品等許多產(chǎn)品,那么,人們今天的成績(jī)是如何一步步取得的呢?下面我們先來(lái)學(xué)習(xí)第一個(gè)問(wèn)題:發(fā)酵工程史話(huà)。
首先,請(qǐng)大家閱讀教材發(fā)酵工程史話(huà)標(biāo)題下的第一自然段。
從這段文字的敘述中,能夠看出,人類(lèi)的祖先很早就會(huì)在不知微生物發(fā)酵原理的情況下,利用微生物發(fā)酵技術(shù)來(lái)生產(chǎn)多種產(chǎn)品,這個(gè)方面還有我們中華民族的貢獻(xiàn)。由此可見(jiàn),發(fā)酵技術(shù)是從生產(chǎn)實(shí)踐中一步步產(chǎn)生的。
師:下面請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)閱讀第二自然
4、段。
第二自然段的核心內(nèi)容是,隨著兩位科學(xué)家研究出發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì)和人們對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)不斷深入后,誕生了傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)。這充分說(shuō)明了發(fā)酵技術(shù)需要基礎(chǔ)科學(xué)研究的指導(dǎo),即科學(xué)研究促進(jìn)了技術(shù)的發(fā)展。
師:好,請(qǐng)大家繼續(xù)閱讀后四個(gè)自然段的內(nèi)容。從中能夠看出,發(fā)酵技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷向前發(fā)展,從傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)到現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè),再到微生物工程,它不僅成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要支柱,而且和基因工程技術(shù)的結(jié)合使它如虎添翼。由此看來(lái),生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心是技術(shù),同時(shí)科學(xué)技術(shù)又是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程。
投影或板書(shū):
一、發(fā)酵工程史話(huà)
學(xué)生先閱讀教材相應(yīng)的段落,教師就此段落提煉出有關(guān)科學(xué)價(jià)值觀的教育素材
自然過(guò)
5、渡到發(fā)酵工程史話(huà)。
讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)是從生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生的。
讓學(xué)生體驗(yàn)技術(shù)需要以基礎(chǔ)科學(xué)研究作指導(dǎo),科學(xué)、技術(shù)間存在相互作用。
讓學(xué)生認(rèn)同生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心是技術(shù),以及科學(xué)技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程。
3.新課──發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程探秘。
師:在很多家庭的日常生活中,味精是不可缺少的調(diào)味品,那么,你知道它的化學(xué)成分是什么嗎?
生:谷氨酸鈉。
師:對(duì)!有人認(rèn)為食用味精對(duì)人體有毒害作用,從生物學(xué)的角度,你如何看待這個(gè)問(wèn)題?
生:味精是谷氨酸的一種鈉鹽,食用后在體內(nèi)能分解成谷氨酸,而谷氨酸是人體的一種必需氨基酸,所以食用味精對(duì)人體不會(huì)有毒害作用。
師:非常好!適當(dāng)添加味精對(duì)人體無(wú)害,且能
6、增添菜肴的鮮味。我國(guó)已成為國(guó)際上味精生產(chǎn)大國(guó),年產(chǎn)約6.5105 t。你想知道味精是怎樣在現(xiàn)代化的工廠中生產(chǎn)出來(lái)的嗎?請(qǐng)大家翻到教科書(shū)P76~77?,F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程非常復(fù)雜,為避繁就簡(jiǎn),突出主干,教科書(shū)用流程圖來(lái)展示發(fā)酵的基本過(guò)程。為便于同學(xué)們的理解,我們以味精生產(chǎn)為例,來(lái)探秘它的發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程。
味精生產(chǎn)的第一步是選育出能產(chǎn)生谷氨酸的細(xì)菌菌種,如谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等。這些細(xì)菌先是從自然界中分離出來(lái)的,再用誘變、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)處理,便可得到高產(chǎn)的菌種。
由于谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌是細(xì)菌,其同化作用類(lèi)型是異養(yǎng)型的,所以要大量培養(yǎng)這些細(xì)菌,就需根據(jù)細(xì)菌的代謝特點(diǎn)配制相應(yīng)
7、的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基如何配制可參看教科書(shū)中關(guān)于配制培養(yǎng)基的解釋。
由于生產(chǎn)中要采用單一菌種發(fā)酵,整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不能混入其他微生物(雜菌),所以生產(chǎn)味精的培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌,并進(jìn)行無(wú)菌操作。
在味精生產(chǎn)過(guò)程中,由于發(fā)酵罐的體積很大,需要的菌種(種子)量就多。為提高發(fā)酵罐中的發(fā)酵效率,縮短生產(chǎn)時(shí)間,要把谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種,經(jīng)過(guò)培養(yǎng),達(dá)到一定數(shù)量后,才能接入到發(fā)酵罐中,即要先經(jīng)過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)后再接種。
當(dāng)谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種接入發(fā)酵罐后,這些細(xì)菌就會(huì)利用罐內(nèi)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖,同時(shí)產(chǎn)生大量的谷氨酸。為使發(fā)酵過(guò)程處于最佳狀態(tài),現(xiàn)代化的味精生產(chǎn)企業(yè),其發(fā)酵罐
8、均有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),能對(duì)發(fā)酵過(guò)程中的各種條件嚴(yán)格控制,以大幅度地提高生產(chǎn)率。需要說(shuō)明的是,谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌均是好氧菌,因此,發(fā)酵過(guò)程中要不斷地通入無(wú)菌空氣,以滿(mǎn)足它們生長(zhǎng)繁殖的需要。
在溫度為30~37 ℃、pH為7~8的條件下,經(jīng)28~32 h,發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)液中就會(huì)生成大量的谷氨酸,隨后,將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離出來(lái),用適量的Na2CO3溶液中和(形成谷氨酸鈉結(jié)晶)后,再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、濃縮、離心分離等步驟,便成了味精。這便是味精生產(chǎn)的最后一步,即分離、提純產(chǎn)物,獲得產(chǎn)品。
投影或板書(shū):
二、發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程探秘──以味精生產(chǎn)為例
由于這部分內(nèi)容學(xué)生較陌生,因此以教師講解為主。
板
9、書(shū):1.菌種的選育:如谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等
板書(shū):2.培養(yǎng)基的配制:水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源、生長(zhǎng)因子等
板書(shū):3.滅菌:去掉雜菌
板書(shū):4.擴(kuò)大培養(yǎng)和接種:先大量培養(yǎng)谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種,再將菌種接入發(fā)酵罐
板書(shū):5.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵:由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制條件
板書(shū):6.分離、提純產(chǎn)物
→產(chǎn)品:谷氨酸→谷氨酸鈉
讓學(xué)生了解發(fā)酵生產(chǎn)的基本過(guò)程。
4.新課──發(fā)酵與食品生產(chǎn)。
師:正因?yàn)槿藗儗?duì)微生物發(fā)酵生產(chǎn)的過(guò)程研究得非常透徹,所以現(xiàn)在我們能利用微生物發(fā)酵技術(shù)來(lái)生產(chǎn)多種產(chǎn)品。請(qǐng)大家翻到教科書(shū)P77,看討論專(zhuān)欄,4個(gè)同學(xué)一組來(lái)完成這個(gè)討論。
師:哪個(gè)小組愿意把自
10、己討論的結(jié)果和大家交流?
生:饅頭、面包、泡菜等是直接由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的。味精、醋、醬油等是經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的食品添加劑。
師:很好!實(shí)際上發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系最為密切,其產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同學(xué)們現(xiàn)在所知的。如想進(jìn)一步了解,請(qǐng)閱讀教科書(shū)P78的內(nèi)容。
投影或板書(shū):
三、發(fā)酵與食品生產(chǎn)
先給學(xué)生5 min完成討論,再讓2~3個(gè)組的學(xué)生發(fā)言。
讓學(xué)生感到要學(xué)習(xí)的內(nèi)容離自己很近,激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者間的關(guān)系。
5.小結(jié)及布置調(diào)查活動(dòng)。
師:今天這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了有關(guān)微生物發(fā)酵及其應(yīng)用的內(nèi)容,大家應(yīng)了解微生物發(fā)酵生產(chǎn)的基本過(guò)程,同時(shí)能舉例說(shuō)出微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系。我們應(yīng)該利用所學(xué)的知識(shí)去關(guān)注微生物發(fā)酵在社會(huì)中的應(yīng)用,為此,請(qǐng)大家利用課余時(shí)間完成一個(gè)調(diào)查活動(dòng),調(diào)查活動(dòng)的內(nèi)容和要求見(jiàn)教科書(shū)P78“到社會(huì)中去”欄目,大家可根據(jù)自己的興趣和條件任選一個(gè)題目去調(diào)查,調(diào)查完成后,寫(xiě)一份調(diào)查報(bào)告,供大家交流。
感興趣的學(xué)生可以個(gè)人或小組合作,選擇一個(gè)內(nèi)容去調(diào)查。最終完成的調(diào)查報(bào)告,經(jīng)教師評(píng)價(jià)后,張貼出來(lái),辦一個(gè)專(zhuān)欄供大家參觀。
為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)學(xué)以致用的平臺(tái),同時(shí)喚起學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)。