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新课程标准实验教科书——高二生物选修1 1.1 果酒和果醋的制作(教案)


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普通高中课程标准实验教科书——生物选修 1[人教版]

课题 1 果酒和果醋的制作
★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 情感, 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.. ★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 ★课题难点 课题难点 制作过程中发酵条件的控制 ★教学方法 教学方法 启发式教学 ★教学工具 教学工具 多媒体课件 ★教学过程 教学过程
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(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 . 1.1 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:①有氧条件: ②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. ①酒精发酵是一般将温度控制在 18~25℃范围内,在 20℃时最适宜. ②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 1~4.) 〖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) 1.2 果醋制作原理

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(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 30~35 ℃. (师生讨论并完成思考 5~6) 〖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 . 2.1 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: 区别 微生物 温度 氧气 联系 酒精发酵为醋酸发酵提供____________. 酒精发酵 醋酸发酵

(阅读[资料],学生讨论完成发酵过程的设计.) 2.2 设计发酵装置:根据图 1-4a,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 1-4b 装置中: ①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气; ②排气口的作用是在发酵中排出 CO2 或残余气体 ;
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③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ; ④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.发酵操作 . 3.1 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 . 3.2 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 . 3.3 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 18~25℃ 范围内,发酵时间控制在 10~12 天左右. (3)醋酸发酵的温度要控制在 30~35℃范围内,发酵时间控制在 7~8 天左右,并保 持不断 充气 . (学生分组讨论并完成思考 11~12) 〖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.结果分析与评价 . 4.1 实验现象: 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 酒精发酵 醋酸发酵

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4.2 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) 操作 发酵液 蒸馏水 3mol/LH2SO4 饱和重铬酸钾溶液 现象 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 课堂总结, 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 C.仅在有氧条件下生长 B.仅在有水条件下繁殖 D.生存温度都超过 80℃ ( ) 试管甲 2mL 试管乙 -

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,
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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 C.微生物细胞数目的增加 B.微生物呼出的 CO2 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 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,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

酶 (5)C12H22O11+H2O→2C6H12O6 (五)巩固练习

酶 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量

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
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分别是(

) B.大豆粉和有氧 D.大豆粉和无氧

A.玉米粉和有氧 C.玉米粉和无氧 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 答案:D 3.生产用菌种的来源主要是( ) B.溶氧控制 ) D.酶的控制

C.pH 控制

①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基 A.①②④ 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( ①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型 A.①②①③ 答案:B 5.下列叙述能够防止发酵液被污染的是( A.榨汁机要清洗干净,并晾干 B.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 D.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 ) ) B.③②①① C.③②①② D.②②③① ) B.①③④ C.②③④ D.①②③

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C.酵母菌只在酒精发酵中发挥作用 D.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 C.N,P,S,K,Ca,Mg 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 C.Ph=2.5 答案:C 9.葡萄的糖分是( ) B.温度 20℃左右 D.pH—6 . ) B.C,H,O,N,P,S D.C,H,O )

①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖 A.①②③④⑤ 答案:D 10.关于发酵的叙述,正确的是( A.发酵就是无氧呼吸 B.发酵就是发酵工程 C.发酵就是只获得微生物的代谢产物 D.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 ★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? ) B.③④ C.①③④⑤ D.③⑤

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★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. ★资料袋 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).

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