2019-2020年高中生物 果酒和果醋的制作教案 新人教版選修1.doc

2019-2020年高中生物 果酒和果醋的制作教案 新人教版選修1課題目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。2掌握發(fā)酵作用的基本原理和方法。3學(xué)習(xí)制作果酒、果醋的實(shí)際操作技能。4設(shè)計(jì)并安裝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)果酒及果醋的裝置（二）過(guò)程與方法1引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力，獲取新知識(shí)的能力以及用簡(jiǎn)約科學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)問(wèn)題的能力。2培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力。3培養(yǎng)學(xué)生利用已建立的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度的教育。 2體驗(yàn)和感受生物技術(shù)給人類(lèi)生活帶來(lái)的變化。 3培養(yǎng)學(xué)生合作精神。課題重點(diǎn) 說(shuō)明果酒和果醋的制作原理，設(shè)計(jì)制作裝置，制作出果酒和果醋課題難點(diǎn) 制作過(guò)程中發(fā)酵條件的控制教學(xué)方法 啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)工具 多媒體課件教學(xué)過(guò)程（一）引入新課俗語(yǔ)“無(wú)酒不成席”、“開(kāi)門(mén)五件事、油鹽醬醋茶”。酒和醋是人們?nèi)粘Ｉ铍x不開(kāi)的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。從這節(jié)課開(kāi)始，我們以果酒、果醋等為例學(xué)習(xí)一些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。（二）進(jìn)行新課（閱讀“果酒制作的原理”，引導(dǎo)考學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。）1基礎(chǔ)知識(shí)11 果酒制作原理（1）利用的微生物是酵母菌，其異化作用類(lèi)型是兼性厭氧型，明確酵母菌發(fā)酵的反應(yīng)式：有氧條件：無(wú)氧條件：（2）影響酒精發(fā)酵的主要環(huán)境條件有溫度、氧氣和pH。酒精發(fā)酵是一般將溫度控制在1825范圍內(nèi)，在20時(shí)最適宜。酒精發(fā)酵過(guò)程中，要保持缺氧、酸性環(huán)境。（閱讀教材資料，師生討論并完成思考14。）思考1為什么在酒精發(fā)酵過(guò)程中往往“先通氣后密封”？“通氣”的目的是使酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖 ?！懊芊狻钡哪康氖鞘菇湍妇M(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精 。思考2酒精發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生“先來(lái)水后來(lái)酒”現(xiàn)象，其原因是什么？酵母菌首先進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進(jìn)行無(wú)氧呼吸才產(chǎn)生酒精。思考3葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因？在發(fā)酵過(guò)程中葡萄皮的色素進(jìn)入到發(fā)酵液中。思考4酵母菌是如何進(jìn)行生殖的？酵母菌在環(huán)境適宜時(shí)進(jìn)行出芽生殖，環(huán)境不適宜時(shí)產(chǎn)生孢子進(jìn)入休眠狀態(tài)。（閱讀果醋制作的原理，引導(dǎo)考學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)）12 果醋制作原理（1）利用的微生物是醋酸菌 ，其異化作用類(lèi)型是需氧型。在氧氣和糖源都充足時(shí)，降糖分解形成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)可將乙醇轉(zhuǎn)變成乙醛，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成醋酸。明確醋酸發(fā)酵的反應(yīng)式。（2）醋酸發(fā)酵的最適宜溫度為 3035 。（師生討論并完成思考56）思考5影響醋酸發(fā)酵的環(huán)境因素還有哪些？氧氣和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層“白膜”。它是怎樣形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)21 實(shí)驗(yàn)流程課件展示流程圖（討論并完成思考7，提問(wèn)）思考7酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的區(qū)別和聯(lián)系：區(qū)別酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵微生物溫度氧氣聯(lián)系酒精發(fā)酵為醋酸發(fā)酵提供_。（閱讀資料，學(xué)生討論完成發(fā)酵過(guò)程的設(shè)計(jì)。）22 設(shè)計(jì)發(fā)酵裝置：根據(jù)圖14a、4b回答（1）在酒精發(fā)酵過(guò)程中，每隔一段時(shí)間（12h）擰松瓶蓋或打開(kāi)排氣口，其原因是什么？在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生CO2 ，防止瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)高引起爆裂。（2）在醋酸發(fā)酵過(guò)程中，需要注意什么？要持續(xù)向發(fā)酵液中補(bǔ)充氧氣。（3）在圖14b裝置中：充氣口的作用是在 醋酸 發(fā)酵中補(bǔ)充氧氣；排氣口的作用是在發(fā)酵中排出 CO2或殘余氣體 ；出料口的作用是便于 取樣檢查和放出發(fā)酵液 ；排氣口膠管長(zhǎng)而彎曲的作用是防止 防止空氣中雜菌感染 。3發(fā)酵操作31材料選擇和處理選擇新鮮優(yōu)質(zhì)的葡萄，然后依次沖洗、除去枝梗和榨汁。思考9先沖洗后去枝梗的目的是什么？ 防止雜菌感染 。32 防止發(fā)酵液被污染為防止發(fā)酵液被雜菌污染，實(shí)驗(yàn)中所用的 榨汁機(jī) 、 發(fā)酵裝置 等器械進(jìn)行消毒，并使發(fā)酵裝置處于 封閉 狀態(tài)。思考10在實(shí)際生產(chǎn)中，還要對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行煮沸處理，其目的是什么？消滅發(fā)酵液中的雜菌 。33 控制發(fā)酵條件（1）發(fā)酵液裝瓶后保持 1/3 的剩余空間。（2）酒精發(fā)酵的溫度要控制在 1825 范圍內(nèi)，發(fā)酵時(shí)間控制在 1012 天左右。（3）醋酸發(fā)酵的溫度要控制在 3035范圍內(nèi)，發(fā)酵時(shí)間控制在 78 天左右，并保持不斷 充氣 。（學(xué)生分組討論并完成思考1112）思考11在發(fā)酵液裝瓶后問(wèn)什么要保持1/3的剩余空間？暫時(shí)存儲(chǔ)發(fā)酵產(chǎn)生的CO2，起到緩沖作用。思考12在醋酸發(fā)酵過(guò)程中需要向發(fā)酵液中補(bǔ)充氧氣，你認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法是向發(fā)酵液中通入 無(wú)菌空氣 。4結(jié)果分析與評(píng)價(jià)41實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：發(fā)酵酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵氣味和味道氣泡和泡沫發(fā)酵液顏色混濁混濁，液面形成白色菌膜42 檢驗(yàn)：酒精發(fā)酵后是否有究竟產(chǎn)生，可用 重鉻酸鉀 來(lái)檢驗(yàn)。（1）原理：在酸性條件下 重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈灰綠色。【補(bǔ)充】為了控制和了解發(fā)酵進(jìn)程，不斷進(jìn)行取樣檢查，其中檢查的項(xiàng)目有原料濃度、產(chǎn)物濃度、發(fā)酵菌含量、溶氧量和pH等。（2）方法：（填表，注意對(duì)照原則）操作試管甲試管乙發(fā)酵液2mL蒸餾水3mol/LH2SO4飽和重鉻酸鉀溶液現(xiàn)象5、相關(guān)鏈接為了提高果酒和果醋的產(chǎn)量和品質(zhì)，抑制其他微生物的生長(zhǎng)，還應(yīng)直接向發(fā)酵液中加入人工培養(yǎng)的優(yōu)良菌種 。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：1果酒和果醋制作的原理2制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程3實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)學(xué)生應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)掌握果酒和果醋制作的原理，并且學(xué)會(huì)分析操作過(guò)程中注意的問(wèn)題。通過(guò)小組討論、聯(lián)系生活來(lái)提高合作探究的能力，并且增強(qiáng)學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。（四）實(shí)例探究例1生產(chǎn)果醋用的醋酸菌等細(xì)菌都具有的特征是 （ ）A都是異養(yǎng)生物 B僅在有水條件下繁殖C僅在有氧條件下生長(zhǎng) D生存溫度都超過(guò)80解析：細(xì)菌的生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素：碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、水生長(zhǎng)因子，其中碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子因細(xì)菌種類(lèi)的不同，所需的種類(lèi)也不一樣，而水是所有微生物生長(zhǎng)共同所需要的物質(zhì)。細(xì)菌按同化作用可分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種；按異化作用可分為需氧型和厭氧型。答案：B例2發(fā)酵過(guò)程中，不會(huì)直接引起pH變化的是A營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗 B微生物呼出的CO2C微生物細(xì)胞數(shù)目的增加 D次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累解析：微生物發(fā)酵過(guò)程中，微生物的代謝會(huì)消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可能造成酸堿物質(zhì)消耗不均，從而引起pH的變化；微生物的呼吸作用還會(huì)產(chǎn)生大量的CO2引起pH的變化；同時(shí)產(chǎn)物的種類(lèi)也能引起pH的變化。答案：C綜合應(yīng)用例3在啤酒生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過(guò)程大致如下：將經(jīng)過(guò)滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和啤酒。根據(jù)上述過(guò)程，回答以下問(wèn)題：（1）該過(guò)程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)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進(jìn)行 作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。（4）經(jīng)測(cè)定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它發(fā)酵產(chǎn)物。其余1.5%則用于 。（5）請(qǐng)寫(xiě)出由麥芽糖葡萄糖酒精的反應(yīng)方程式。解析：酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，有氧時(shí)酵母菌能通過(guò)出芽生殖的方式大量繁殖，種群數(shù)量增加很快，無(wú)氧時(shí)能分解糖類(lèi)產(chǎn)生酒精，釋放出的能量，大部分儲(chǔ)存在發(fā)酵產(chǎn)物中，極少數(shù)用于自身生長(zhǎng)發(fā)育。答案：（1）既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸酶酶（2）出芽生殖 （3）無(wú)氧呼吸 （4）自身的生長(zhǎng)繁殖（5）C12H22O11+H2O2C6H12O6 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（五）鞏固練習(xí)1利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的適宜原料和在生產(chǎn)酒精階段要控制的必要條件分別是( )A玉米粉和有氧 大豆粉和有氧C玉米粉和無(wú)氧 大豆粉和無(wú)氧答案：C2嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進(jìn)行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高，產(chǎn)量多的理想產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件不包括( )A溫度控制 B溶氧控制 CpH控制 D酶的控制答案：D3生產(chǎn)用菌種的來(lái)源主要是( )自然環(huán)境 收集菌株篩選 購(gòu)置生產(chǎn)用菌種 培養(yǎng)基 C 答案：D4酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌異化作用的類(lèi)型依次是( )需氧型厭氧型 兼性厭氧型A C 答案：B5下列敘述能夠防止發(fā)酵液被污染的是( )榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分?jǐn)?shù)為70的酒精消毒C裝入葡萄汁后，封閉充氣口發(fā)酵裝置的排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接答案：ABCD6關(guān)于酵母菌的敘述，錯(cuò)誤的是( )A酵母菌代謝類(lèi)型為異養(yǎng)、兼性厭氧B酵母菌主要繁殖方式為孢子生殖C酵母菌只在酒精發(fā)酵中發(fā)揮作用酵母菌在含青霉素的培養(yǎng)基中不能生存答案：BCD7在微生物的細(xì)胞中，占細(xì)胞干重90%以上的化學(xué)元素為（ ）A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、SC.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O答案：B8下列條件不是酵母菌快速生長(zhǎng)繁殖因素的是( )A含糖量高的培養(yǎng)基 B溫度20左右 CPh25 pH6答案：C9葡萄的糖分是( ) 乳糖 麥芽糖 葡萄糖 蔗糖 果糖A C 答案：D10關(guān)于發(fā)酵的敘述，正確的是( )發(fā)酵就是無(wú)氧呼吸發(fā)酵就是發(fā)酵工程C發(fā)酵就是只獲得微生物的代謝產(chǎn)物發(fā)酵是通過(guò)微生物的培養(yǎng)來(lái)大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過(guò)程答案：D（三）練習(xí)2.提示：大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)行更為全面周詳?shù)目紤]，如原料的來(lái)源與選擇、菌種的培育與選擇、發(fā)酵的設(shè)備、發(fā)酵條件的自動(dòng)化控制，以及如何嚴(yán)格控制雜菌污染；等等。此外，無(wú)論是葡萄酒或葡萄醋，實(shí)驗(yàn)時(shí)所檢測(cè)的發(fā)酵液，并非商品意義上的產(chǎn)品。在實(shí)際生產(chǎn)中還需沉淀過(guò)濾、滅菌裝瓶等獲得成品酒或醋。葡萄酒還需在一定設(shè)施和條件下（如橡木桶和地窖）進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。3.提示：需考慮廠房、設(shè)備投資、原材料采購(gòu)、工人人數(shù)及工資、產(chǎn)品種類(lèi)、生產(chǎn)周期、銷(xiāo)售渠道、利潤(rùn)等問(wèn)題。教學(xué)體會(huì)本課題學(xué)習(xí)的內(nèi)容和生活聯(lián)系比較密切，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)探究果酒和果醋的制作流程，并且通過(guò)和同學(xué)的合作完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)可以聯(lián)系必修中微生物的相關(guān)內(nèi)容，注重知識(shí)的前后聯(lián)系。對(duì)于實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)則可以通過(guò)討論完成。資料袋葡萄酒的類(lèi)別葡萄酒若以顏色區(qū)分，可分為白酒、紅酒和玫瑰紅酒，但無(wú)論是紅葡萄或白葡萄所壓榨出來(lái)的果汁都是沒(méi)有顏色的，所以白酒可以用紅葡萄釀造，紅酒是由于在釀造時(shí)連葡萄的皮一起發(fā)酵，吸收紅葡萄皮所釋放出來(lái)的色素而成為有顏色的紅葡萄酒，如將紅葡萄皮提早分開(kāi)，讓酒的顏色變淡，即成為玫瑰紅酒。每家酒廠的玫瑰紅酒由于葡萄皮與酒接觸的時(shí)間長(zhǎng)短不一，故顏色的深淺也不一致。白葡萄皮因沒(méi)有色素效果，故釀造時(shí)并沒(méi)有連皮一起發(fā)酵。 葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所謂釀造葡萄酒，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，只是把葡萄壓榨后的果汁，在發(fā)酵過(guò)程中將果糖轉(zhuǎn)換成酒精，如果果糖全部轉(zhuǎn)成酒精，則我們稱(chēng)這些為不甜或乾(dry)的酒，如在轉(zhuǎn)換個(gè)程中，提前終止發(fā)酵，保留多一點(diǎn)糖份，便變成甜酒。 葡萄在發(fā)酵過(guò)程時(shí)，并同時(shí)產(chǎn)生熱能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒會(huì)讓汽泡跑掉，但如把汽泡保存于葡萄酒中，便成為汽泡葡萄酒(Sparkling wine)，香檳便是名聞世界之代表作（只有在法國(guó)香檳產(chǎn)區(qū)依規(guī)定釀制之汽泡酒，才能命名香檳，法國(guó)其它地區(qū)或世界各地之釀制，只能稱(chēng)作汽泡酒）。