1、专题 1 传统发酵技术的应用 课题 1.1 果酒和果醋的制作 一、【课题目标】 （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 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 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、
2、【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】 制作过程中发酵条件的控制 四、 【教学方法】 启发式教学 五、 【教学工具】 多媒体课件 六、 【教学过程】 （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）进行新课 （阅读“果酒制作的原理” ，引导考学生自学基础知识。 ） 1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
3、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”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
4、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实验设计 21 实验流程 课件展示流程图 （讨论并完成
5、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）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发酵操
6、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 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
7、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 区别 酒精发酵 醋酸发酵 微生物 温度 氧气 联系 酒精发酵为醋酸发酵提供_。 向发酵液中通入 无菌空气 。 4结果分析与评价 41 实验现象： 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
8、和 pH 等。 （2）方法：（填表，注意对照原则） 5、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 本节课主要学习了以下几个问题： 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 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
9、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
10、种类也能引起 pH 的变化。答案：C 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，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 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 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 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 。
11、（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，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 （2）出芽生殖 （3）无氧呼吸 （4）自身的生长繁殖 （5）C 12H22O11+H2O2C 6H12O6 C6H12O62C 2H5OH+2C
12、O2+能量 （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
13、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
14、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 酶 酶 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】 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】 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 动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同
15、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】 葡萄酒的类别 葡萄酒若以颜色区分，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） 。
