西北师范大学生命科学学院市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006-8,西北师大生科院,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Grassland Management,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,20068,西北师大生科院,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006-8,西北师大生科院,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006-8,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Grassland Management,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006-8,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,西北师范大学 生命科学学院,.12.15,张爱梅,微生物工程,1/50,教学情况及说课,2/50,一、,对教学工作了解及个人教学工作情况介绍,3/50,1.,个人教学工作情况介绍,姓名,：,张爱梅,学位,：,博士,职称,：,副教授,学院,：,生命科学学院,4/50,主讲专业课,：,微生物学，微生物工程，微生物及微生物工程试验,主讲综合教育类选修课,：,食品与生活，饮料加工,5/50,建立友好,师生关系,1.,认真踏实地备课,2.,热情饱满地上课,3.,客观合理地考评,Text 2,Text 3,教师,“,教,”,教师与学生,学生,“,学,”,2.,对教学工作了解,1.,端正学习态度，增强学习主动性,2.,正确学习方法提升学习效率,3.,利用丰富学习资源，拓展思维,6/50,二、对,所讲课程讲解,7/50,说教学重,难点,说教学内容,说教材,说学法,说教学,评价方法,说教学目标,说教法,说学生,8/50,微生物工程使用教材是由曹军卫主编，由“科学出版社”出版二十一世纪高等院校教材（第二版）。,1,说教材,9/50,微生物工程原理,微生物工程下游加工工程,微生物工程生产设备,微生物工程生产工艺和产品举例,2,说教学内容,10/50一条根本,：,菌种,培养基,发酵过程控制,产品,两个基础：,生物学基础；工程学基础,三大模块：,微生物工程原理；微生物工程生产设备；生产工艺和产品举例,四大内容：,菌种,（起源、选育、保藏、代谢调整）；,培养基,（成份、配制、用途、灭菌）；,发酵,（工艺控制、参数检测、动力学）；,发酵相关设备,（培养基灭菌设备、发酵设备、空气 除菌设备、产品纯化设备）,11/50,教学,重点,：,微生物工程原理和微生物工程生产设备。,教学,难点,：,微生物工程生产设备。,3,说教学重难点,12/50,级生物技术专业学生,已修,微生物学,已修,高等数学,已修,物理化学,4,说学生,13/50,5,说教法,直观演示法,举例说明法,14/50,6,说教学目标,熟悉微生物工程,基本原理,及,惯用术语,了解发酵工业控制特征及共性,深入了解发酵工程,过程优化,与,生产放大,15/50,7,说学法,课前简明预习,课中分析归纳,课后总结记忆,16/50,8,说教学评价方法,对学生，平时考查与期末考试相结合。,对教师，听取意见和提议，完善教学。,17/50,教学演示,18/50,第八章 微生物反应动力学,19/50,P,（产物）,S,（底物）,X,（菌体）,动力学,F,（发酵）,20/50,第一节,工业化发酵类型,第二节,分批培养动力学,第三节,连续培养动力学,本章内容,21/50,一,.,工业化发酵类型,常见分类方式,按工艺流程分类,按动力学类型分类,二,.,分批培养动力学,微生物生长动力学,营养物质消耗动力学,产物合成动力学,本节课内容,22/50,23,（一）,常见分类方式,按发酵原料分为：,淀粉类物质发酵、废水发酵,等,按发酵形式分为：,固体发酵、液体深层发酵,等,按氧气需求分为：,需氧发酵、厌氧发酵,等,按发酵产物分为：,氨基酸发酵、抗生素发酵,等,一,.,工业化发酵类型,23/50,24,（二）按工艺流程分类,分批发酵：,一次投料，一次接种，一次收获。,连续发酵：,新鲜,培养基连续加入，含产品发酵液以,相同流速,排出。,流加发酵：,需要中途进行,补料,。,24/50,25,依,菌体生长,，碳源利用,和,产物生成,改变，,Gaden,将微生物发酵过程分为三种类型：,（三）按动力学类型分类,第,I,类型（生长相关型）,第,II,类型（生长部分相关型）,第,III,类型（生长不相关型）,25/50,26,第,I,类型,：,生长相关型,产物直接起源于产能初级代谢，菌体生长与产物形成不分开。,菌体生长类型：终产物就是菌体本身。,比如：酵母，蘑菇菌丝,代谢产物类型：产物积累与菌体增加平行。,比如：酒精，葡萄糖酸发酵,菌体比生长速率,碳源利用比速率,产物形成比速率,时间,/h,26/50,第,II,类型,:,生长部分相关型,发酵第一时期，菌体快速增加；第二时期，产物高速形成。生长出现两个峰碳源利用在两个时期都很高。,比如：柠檬酸发酵,时间,/h,菌体比生长速率,碳源利用比速率,产物形成比速率,27/50,28,第,III,类型,:,生长不相关型,产物是在基质消耗和菌体生长到达稳定时，菌体利用中间代谢反应来形成，即产物形成和初级代谢是分开。,比如：抗生素发酵。,时间,/h,菌体比生长速率,碳源利用比速率,产物形成比速率,28/50,29,二,.,分批培养动力学,分批培养,-,整个过程处于不稳定状态,（,细胞浓度、基质浓度、产物浓度,）,29/50,30,1.,微生物生长动力学,微生物在一个密闭系统中生长情况：,:,比生长速率（,s,-1,）,X,：细胞干重浓度,（,kg/m,3t,：,时间（,s,）,d X/d t=X,30/50,31,时间,菌体浓度对数,延迟期,对数生长久,减速期,稳定时,衰亡期,延迟期：,对数生长久,:,倍增时间,：,t,d,减速期,:,稳定时：,;,衰亡期,:,31/50,32,微生物生长速度,：,f(,S,，,M,，,T,，,pH,，,DO,),在一定条件下,(,限制性基质,),：,f(,S,),32/50,33,Monod,研究了基质浓度与生长速度关系,Monod,方程,米氏方程,:,m,/,2,m,33/50,34,：比生长速率（,s,-1,),S,：限制性基质浓度,(mol/m,3,),Ks,：饱和常数,(mol/m,3,),max,:,最大比生长速率（,s,-1,),34/50,35,Monod,方程参数求解,将,Monod,方程取倒数可得：,(,双倒数法,),S,35/50,36,例：,在一定条件下培养大肠杆菌，得以下数据：,求在该培养条件下，大肠杆菌,max,，,Ks,和,t,d,?,解：,将数据整理,S(mg/l),6,33,64,153,221,(h,-1,),0.06,0.24,0.43,0.66,0.70,S/,100,137.5,192.5,231.8,311.3,S,6,33,64,153,221,36/50,37,max,1.11(h,-1,);,Ks,97.6 mg/L,t,d,ln2/,max0.64 h,37/50,38,基质包含细胞生长与代谢所需各种营养成份，其消耗分为三个方面：,合成新细胞；,细胞维持生命；,合成代谢产物。,2.,基质消耗动力学,38/50,39,Y,X/S,：,生长得率系数,Y,P/S,：,产物得率系数,m,：维持系数,39/50,40,m,：,维持系数,单位质量干菌体在单位时间内因维持代谢消耗基质量，是微生物一个特征值,(mol/g,h),。,40/50,41,3.,产物合成动力学,产物包含三大类：,菌体,酶制剂,代谢产物,41/50,42,以产物生产率作为菌体生长率和菌体量函数（,Luedeking,和,Piret,模型）,K,1,：,与菌体生长关联细胞生产能力,K,2,：,非生长关联比生长速率,42/50,43,按,k,1,，,k,2,常数分,k,1,0,，,k,2,=0,，,生长相关型,k,1,0,，,k,2,0,，,生长部分相关型,k,1,=0,，,k,2,0,，,生长不相关型,43/50,44,分批培养过程反应速度描述,小结：,发酵类型,44/50,谢 谢！,45/50,培养基原料,培养基配料罐,主发 酵罐,去菌体分离及后处理,pH,调整液,种子罐,空气过滤器,无菌空气,无菌空气,空气压缩机,锅炉,蒸 汽,琼脂斜面,摇瓶,连消装置,培养基,配料,种子培养,微生物反应,接种,菌种提纯,分批培养示意图,46/50,F,S,X,P,F,S,0,X,0,流入速度,=,流出速度,=F,连续培养示意图,47/50,48,倍增时间,细胞浓度增加一倍所需时间。,lnX,t,-lnX,0,（,t,t,0,),d X/d t=X,积分,48/50,49,生长得率系数,：,Y,X/S,=-dX/dS,或,X/,S,Y,X/S,：,生长得率系数,（以消耗基质为基准细胞得率系数）,X,：,干细胞生长量,S,：,基质消耗量,49/50,产物得率系数,：,Y,P/S,=-dP/dS,或,P/,S,Y,P/S,：,产物得率系数,（相当于基质消耗实际产物得率）,P,：,产物生成量,50/50,