青霉素的发酵教案.docx
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青霉素的发酵教案.docx
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青霉素的发酵教案
项目式教学法教案:
青霉素的发酵
一、任务背景
本项目是抗生素类药物的生产,项目引导旨在学生进行抗生素生产前掌握一些必备的基础知识,包括青霉素、红霉素和链霉素的基本知识。
本任务是青霉素的发酵生产,从青霉素发酵的整个生产工艺流程来训练学生对发酵工程的掌握,针对的培训工种为菌种培育工、微生物发酵工、微生物发酵灭菌工、发酵液提取工、微生物发酵药品精制工、抗生素酶裂解工。
二、培养目标
1、知识目标
【明确】明确青霉素、结构特点、理化性质及作用机理。
【熟悉】青霉素的定义、分类和命名。
【掌握】青霉素发酵的的工艺特点、要求及一般原理和控制过程。
2、技能目标
【1】能熟练进行微生物的初步分离、纯化、鉴定及保藏。
【2】能熟练进行青霉素的发酵生产。
3、素质目标
【1】基本素质:
能根据需要,确定信息渠道,通过阅读、访谈等方式,收集信息,能用准确的语言表达工作成果。
【2】职业素质:
能够按照岗位职责要求,完成各项实训任务,养成良好的职业道德
【3】道德素质:
能够遵守生产纪律,爱护仪器,节约能源,认真工作,严格遵守仪器操作规程,爱护公共财产,具有安全意识。
三、教学重点与难点
【教学重点】青霉素发酵的工艺流程
【教学难点】青霉素发酵的条件控制
四、教学流程
教学环境分析
1.多媒体教室及北京东方仿真操作系统
2.开放式图书馆及电子阅览室
3.微生物实训室
组织形式
分组,分工,协作共同完成,分成8个小组,每个小组6人;
每组班组长一名(指定),负责接受任务并分配任务;
每组技术总监一名(指定),负责监督操作步骤;
每组工艺员一名(指定),负责监督工艺规范;
每组考核员一名(轮流),负责考核操作过程。
教学设计思想
项目教学
情景式教学
描述
1、工作任务驱动法
2、理论结合实践教学
3、体验式学习法
4、引导教学法
教学过程设计
教学步骤
时间分配
教学方法
1、资讯
Ø由车间主任(教师扮演)向班组长(学生扮演)交代任务;
Ø教师讲解知识要点。
重点讲解青霉素的生产工艺流程及发酵过程中的参数调整;
Ø班组长向班组成员分配工作任务。
90分钟
引导法
讲授法
角色扮演教学法
2、计划
Ø学生在掌握相关知识点后,分小组讨论;
Ø学生利用立体教学资源制定实施计划初稿;
Ø教师指导和答疑,但并不参与决策。
45分钟
小组讨论法
3、决策
Ø以小组为单位上交计划初稿;
Ø抽2个小组进行初稿汇报,教师点评;
Ø师生互动,修订实施计划,制定最终方案。
45分钟
4、实施:
首先在仿真系统进行仿真操作,熟练后进入实训车间进行实际操作。
Ø学员按照实施方案、维修手册工艺规范进行操作;
Ø教师现场提供指导,解决学生在操作中出现的各问题;
Ø教师对实施过程进行监督,规范工作行为,严格监督学生的操作,并对学生与设备的安全进行督导;
Ø工艺员监督工艺规范性和协调好小组成员之间的合作,避免安全事故的发生;
Ø技术总监监督操作步骤并作业完成进度情况,观察每组成员的工作态度及劳动纪律,并做好记录;
操作过程180分钟
工作任务驱动法
5、检查
Ø学员生产完毕,检验产品,分析数据结果,得出生产报告;
Ø教师、技术总监和工艺员检查产品报告;
Ø小组总结生产经验,并探索更佳工艺流程方案。
60分钟
6、评价
Ø各小组上交相关资料,并准备小组答辩。
Ø抽2个小组答辩;
Ø教师对各小组的本次学习任务完成情况进行点评、分析,提出发展建议;
Ø着重强调作业的规范、流程和安全意识等,培养学生的职业素养和职业能力。
45分钟
五、教学内容
1、生产前准备
(1)查找资料,了解青霉素生产基本知识
a.什么类的化合物成为青霉素?
青霉素的分子结构及其衍生物?
b.青霉素的作用机理及应用?
c.青霉素理化性质?
d.青霉素生产菌有哪些生物学特性?
(2)确定生产技术、生产菌种和工艺路线
a.生产技术:
微生物发酵技术
b.菌种:
产黄青霉(Penicilliumchrosogenum)
c.发酵工艺流程图
2、菌种培养
(1)生产孢子的制备
将砂土保藏的孢子用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的培养基进行斜面培养,经传代活化。
最适生长温度在25~26℃,培养6~8d,得单
菌落,再转斜面,培养7~9d,得斜面孢子。
移植到优质小米(或大米)固体培养基上,25℃生长6~7d,制得小米孢子。
(2)种子罐和发酵罐培养工艺
采用三级发酵,一级发酵在小罐中进行,将生产孢子按一定接种量移入种子罐内,25℃培养40~45h,菌丝浓度达40%(体积分数)以上,形态正常,即移入繁殖罐内,主要是让孢子萌芽形成菌丝,制备大量种子。
通常在25℃培养13~15h,菌丝体积达40%以上,残糖在1.0%左右,无菌检查合格便可作为种子,按30%接种量移入发酵罐,此时的发酵为三级发酵,除了继续大量繁殖菌丝外主要是生产青霉素。
3、青霉素的发酵过程控制
整个发酵过程中需要进行控制的参数主要为:
培养基、温度、PH、溶氧量、菌丝生长速度形态与浓度、泡沫等以上六个主要因素。
结合下图菌种生长曲线,调控整个发酵过程。
4、青霉素的提取工艺过程
(1)提取过程
(2)精制流程
(3)成品鉴定
(4)青霉素钠的含量测定方法
【A】碘量法测定
精密称定样品5g,溶解后置于100mL容量瓶中,稀释至刻度,即为供试液,精密量取5mL,置于碘瓶中,加1mol/L的氢氧化钠溶液放置20min,再加1mL1mol/L盐酸和5mLpH4.5乙酸钠缓冲液,精密加入0.01mol/L碘滴定液15mL,密塞,摇匀,在20~25曟暗处放置20min,用0.01mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定,至近终点时加淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消失。
另精密量取供试液5mL,置于碘瓶中,加缓冲液5mL,精密加入碘滴定液15mL,同法操作,作为空白。
【B】高效液相色谱法
色谱条件与系统适用性试验:
用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂,以0.1mol/L磷酸二氢钾溶液(用磷酸调节pH至2.5)灢乙腈(70暶30)为流动相,检测波长为225nm,流速为1.0mL/min。
取青霉素对照品和2灢苯乙酰胺各适量,加水制成1mL中含各约0.2mg的混合溶液,取20毺L注入高效液相色谱仪,记录色谱图,色谱峰流出顺序为2灢苯乙酰胺、青霉素。
两峰之间的分离度应不小于2.0,理论板数按青霉素峰计算不低于1600。
六、项目总结
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