1、专题专题 1 1 传统发酵技术的应用传统发酵技术的应用 课题课题 1.1 1.1 果酒和果醋的制作果酒和果醋的制作 一、【课题目标】课题目标】 （一）知识与技能（一）知识与技能 1了解传统发酵技术在日常生活中的应用。 2掌握发酵作用的基本原理和方法。 3学习制作果酒、果醋的实际操作技能。 4设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置 （二）过程与方法（二）过程与方法 1引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简 约科学术语表达问题的能力。 2培养学生综合分析能力。 3培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。 （三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值
2、观 1对学生进行科学方法和科学态度的教育。 2体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。 3培养学生合作精神。 。 二、 【课题重点】课题重点】 说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋 三、 【课题难点】课题难点】 制作过程中发酵条件的控制 四、 【教学方法】教学方法】 启发式教学 五、 【教学工具】教学工具】 多媒体课件 六、 【教学过程】教学过程】 （一）引入新课（一）引入新课 俗语“无酒不成席” 、 “开门五件事、油盐酱醋茶” 。酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。 从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。 （二）（二）进行新课进行新课 （阅读“果
3、酒制作的原理” ，引导考学生自学基础知识。 ） 1 1基础知识基础知识 11 果酒制作原理 （1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：有氧条 件： 无氧条件： （2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和 pH。 酒精发酵是一般将温度控制在 1825范围内，在 20时最适宜。 酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。 （阅读教材资料，师生讨论并完成思考 14。 ） 思考 1为什么在酒精发酵过程中往往“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无氧呼吸产生酒精 。 思考 2酒精发酵过程中发生“先来水后来酒
4、”现象，其原因是什么？ 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。 思考 3葡萄酒呈现深红色的原因？ 在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。 思考 4酵母菌是如何进行生殖的？ 酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。 （阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识） 12 果醋制作原理 （1）利用的微生物是醋酸菌 ，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋 酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。 （2）醋酸发酵的最适宜温度为 3035 。 （师生讨论并完成思考 56） 思考 5影响醋酸发酵的
5、环境因素还有哪些？氧气和 pH。 思考 6 醋瓶子、 未喝干的啤酒瓶子放置久了， 在醋和啤酒表面形成一层 “白膜” 。 它是怎样形成的？ 醋酸菌大量繁殖形成的。 2 2实验设计实验设计 21 实验流程 课件展示流程图 （讨论并完成思考 7，提问） 思考 7酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系： （阅读资料 ，学生讨论完成发酵过程的设计。 ） 22 设计发酵装置：根据图 14a、4b 回答 （1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？ 在发酵过程中产生 CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。 （2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？ 要持续向发酵液中补充氧气。 （3）
6、在图 14b 装置中： 充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气； 排气口的作用是在发酵中排出 CO2 或残余气体 ； 出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ； 排气口胶管长而弯曲的作用是防止 防止空气中杂菌感染 。 3 3发酵操作发酵操作 31 材料选择和处理 选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。 思考 9先冲洗后去枝梗的目的是什么？ 防止杂菌感染 。 32 防止发酵液被污染 为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的 榨汁机 、 发酵装置 等器械进行消毒，并使发酵装置处于 封闭 状态。 思考 10在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？ 消灭发酵液中的杂菌 。 33
7、 控制发酵条件 （1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。 （2）酒精发酵的温度要控制在 1825 范围内，发酵时间控制在 1012 天左右。 （3） 醋酸发酵的温度要控制在 3035范围内， 发酵时间控制在 78 天左右， 并保持不断 充气 。 （学生分组讨论并完成思考 1112） 思考 11在发酵液装瓶后问什么要保持 1/3 的剩余空间？ 暂时存储发酵产生的 CO2，起到缓冲作用。 思考 12在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入 无菌空气 。 4 4结果分析与评价结果分析与评价 41 实验现象： 区别 酒精发酵 醋酸发酵 微生物 温度 氧气 联系
8、 酒精发酵为醋酸发酵提供_。 发酵 酒精发酵 醋酸发酵 气味和味道 气泡和泡沫 发酵液颜色 混浊 混浊，液面形成白色菌膜 42 检验： 酒精发酵后是否有究竟产生，可用 重铬酸钾 来检验。 （1）原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。 【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发 酵菌含量、溶氧量和 pH 等。 （2）方法： （填表，注意对照原则） 5 5、相关链接、相关链接 为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优 良菌种 。 （三）课堂总结、点评（三）课堂总结、点评 本节课主要学习了以下几个
9、问题： 1果酒和果醋制作的原理 2制作果酒和果醋的实验流程 3实验操作中的注意事项 4实验结果分析与评价 学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组讨论、联 系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。 （四）实例探究（四）实例探究 例 1生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是 （ ） A都是异养生物 B仅在有水条件下繁殖 C仅在有氧条件下生长 D生存温度都超过 80 解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、 生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌
10、按同 化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：B 例 2发酵过程中，不会直接引起 pH 变化的是 A营养物质的消耗 B微生物呼出的 CO2 C微生物细胞数目的增加 D次级代谢产物的积累 解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而 引起 pH 的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的 CO2 引起 pH 的变化；同时产物的种类也能引起 pH 的 变化。答案：C 综合应用综合应用 例 3在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤 酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降
11、，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当 糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题： （1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是 。 （2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。 （3）酒精主要是啤酒酵母菌进行 作用产生的代谢产物。 （ 4 ） 经 测 定 酵 母 菌 消 耗 的 糖 中 ， 98.5% 形 成 了 酒 精 和 其 它 发 酵 产 物 。 其 余 1.5% 则 用 于 。 （5）请写出由麦芽糖葡萄糖酒精的反应方程式。 解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生 殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快
12、，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵 产物中，极少数用于自身生长发育。 答案： （1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 操作 试管甲 试管乙 发酵液 2mL 蒸馏水 3mol/LH2SO4 饱和重铬酸钾溶液 现象 （2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖 （5）C12H22O11+H2O2C6H12O6 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 （五）巩固练习（五）巩固练习 1利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( ) A玉米粉和有氧 大豆粉和有氧 C玉米粉和无氧 大豆粉和无氧 答案：C 2严格控制发酵条件是保证发
13、酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产 物，通常所指的发酵条件不包括( ) A温度控制 B溶氧控制 CpH 控制 D酶的控制 答案：D 3生产用菌种的来源主要是( ) 自然环境 收集菌株筛选 购置生产用菌种 培养基 C 答案：D 4酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( ) 需氧型厌氧型 兼性厌氧型 A C 答案：B 5下列叙述能够防止发酵液被污染的是( ) 榨汁机要清洗干净，并晾干 发酵瓶要清洗干净，用体积分数为 70的酒精消毒 C装入葡萄汁后，封闭充气口 发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接 答案：ABCD 6关于酵母菌的叙述，错误
14、的是( ) A酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧 B酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖 C酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存 答案：BCD 7在微生物的细胞中，占细胞干重 90%以上的化学元素为（ ） A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O 答案：B 8下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( ) A含糖量高的培养基 B温度 20左右 CPh25 pH6 答案：C 9葡萄的糖分是( ) 乳糖 麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 果糖 A C 答案：D 10关于发酵的叙述，正确的是( ) 发酵就是无氧呼吸 发酵就是发酵工程 C发酵就是
15、只获得微生物的代谢产物 发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程 答案：D 七、 【课余作业】课余作业】 1、查阅资料，自主尝试利用现有材料酿制果酒 2、假如你是一位企业经理，准备上一条果醋生产线，你觉得应该在生产过程中注意那些安全问题？ 八、 【教学体会】教学体会】 本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果 酶 酶 醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。有关实验原理的教学可以联系必修中微生物 的相关内容，注重知识的前后联系。对于实验流程的设计则可以通过讨论完成。 九、 【资料袋】资料袋】 葡萄酒的类别葡萄酒的类别 葡萄
16、酒若以颜色区分，可分为白酒、红酒和玫瑰红酒，但无论是红葡萄或白葡萄所压榨出来的果汁都 是没有颜色的，所以白酒可以用红葡萄酿造，红酒是由于在酿造时连葡萄的皮一起发酵，吸收红葡萄皮所 释放出来的色素而成为有颜色的红葡萄酒，如将红葡萄皮提早分开，让酒的颜色变淡，即成为玫瑰红酒。 每家酒厂的玫瑰红酒由于葡萄皮与酒接触的时间长短不一，故颜色的深浅也不一致。白葡萄皮因没有色素 效果，故酿造时并没有连皮一起发酵。 葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在发酵过 程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾(dry)的酒，如在转换个程中， 提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。 葡萄在发酵过程时，并同时产生热能和二氧化碳（汽泡） ，通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但如把汽泡 保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒(Sparkling wine)，香槟便是名闻世界之代表作（只有在法国香槟产 区依规定酿制之汽泡酒，才能命名香槟，法国其它地区或世界各地之酿制，只能称作汽泡酒） 。
