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2019-2020年高中生物 制作泡菜并檢驗亞硝酸鹽含量教案 新人教版選修1 ★課題目標 （一）知識與技能 泡菜制作過程中乳酸菌發(fā)酵的原理；泡菜中亞硝酸鹽含量變化及測定 （二）過程與方法 乳酸菌發(fā)酵與細胞呼吸的聯(lián)系；測定亞硝酸鹽時的化學操作 （三）情感、態(tài)度與價值觀 認同勞動人民在時間中利用微生物進行泡菜制作的技能；對泡菜中亞硝酸鹽含量的測定，引導學生關(guān)注食品安全，維護身體健康 ★課題重點 制作泡菜并測定泡菜中亞硝酸鹽含量 ★課題難點 泡菜中亞硝酸鹽含量的測定] ★教學方法 啟發(fā)式教學 ★教學工具 多媒體課件 ★教學過程 （一）引入新課 泡菜不但味美，而且還可以提高人的食欲。泡菜是怎樣制作的？泡菜中含有亞硝酸鹽，亞硝酸鹽有什么危害？怎樣測定泡菜中亞硝酸鹽含量？ （二）進行新課 閱讀“乳酸菌發(fā)酵”，完成基礎(chǔ)知識學習 1．基礎(chǔ)知識 1．1制作泡菜所用微生物是 乳酸菌 ，其代謝類型是 異養(yǎng)厭氧 型。在 無氧 條件下，降糖分解為 乳酸 。反應式為： 1．2 常見的乳酸菌有 乳酸鏈球菌 和 乳酸桿菌 ，生產(chǎn)酸奶的是 乳酸桿菌 。 〖思考1〗含抗生素牛奶不能生產(chǎn)酸奶的原因是 抗生素殺死乳酸菌 。 活動2：閱讀“亞硝酸鹽”，回答下列問題： 1．3 亞硝酸鹽在食品生產(chǎn)中常用作 食品添加 劑。 1．4 國家規(guī)定肉制品中不超過30mg/kg，醬腌菜中不超過20mg/kg，嬰兒奶粉中不超過2mg/kg。 1．5亞硝酸鹽被吸收后隨 尿液 排出體外，但在 適宜pH 、 溫度 和 一定微生物 作用下形成致癌物質(zhì) 亞硝胺 。 〖思考2〗日常生活中不宜食用放置時間過長和變質(zhì)蔬菜的原因是什么？ 亞硝酸鹽含量較高。 2．實驗設(shè)計 2．1實驗流程：填寫流程圖。 修整、洗滌 晾曬、切分 原料加工 條狀或片狀 加鹽 泡菜鹽水 加入_______ 并裝壇 〖思考3〗在哪些操作過程中會感染乳酸菌？ 原料加工和裝瓶。 2．2泡菜的制作 ①將新鮮蔬菜預先處理成條狀或片狀。 ②泡菜鹽水按清水和鹽為 4∶1 質(zhì)量比配制煮沸冷卻備用。 ③預處理的新鮮蔬菜裝至半壇時放入 蒜瓣、生姜、香辛料 等佐料，并繼續(xù)裝至八成滿。 ④倒入配制好的鹽水，使鹽水 浸沒全部菜料 。 ⑤蓋上泡菜壇蓋子，并用 水 密封發(fā)酵。發(fā)酵時間受到 溫度 影響。 〖思考4〗泡菜壇內(nèi)的“白膜”是怎樣形成的？ 產(chǎn)膜酵母繁殖。 2．3 測定亞硝酸鹽含量的原理 在 鹽酸酸化 條件下，亞硝酸鹽與 對氨基苯磺酸 發(fā)生 重氮化 反應后，與 N-1-萘基乙二胺鹽酸 鹽結(jié)合形成 玫瑰紅 色染料，與已知濃度的 標準顯色液 目測比較，估算泡菜中亞硝酸鹽含量。 3．發(fā)酵操作 3．1 泡菜壇的選擇標準是 火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好 ，否則容易引起蔬菜腐爛 。 3．2 腌制時要控制腌制的 時間 、 溫度 和 食鹽 的用量。 〖思考5〗導致細菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加的因素有食 鹽用量不足10％ 和 腌制時間過長 。一般在腌制 10 天后亞硝酸鹽含量開始降低。 4．結(jié)果分析與評價 4．1 測定亞硝酸鹽的含量 （1）需要配制的溶液有： 對氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽溶液、亞硝酸鈉溶液、提取劑、氫氧化鋁乳液和氫氧化鈉溶液。 〖思考6〗哪些溶液需要避光保存？提取劑的成分有哪些？ 對氨基苯磺酸溶液、N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽溶液；氯化鎘和氯化鋇。 （2）配制標準顯色液的基本步驟是： ①用 刻度移液管 吸取體積0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL的 亞硝酸鈉 溶液分別置于比色管中，另取1支比色管為空白對照。 ②向各管加入2.0mL 對氨基苯磺酸溶液 混勻靜置3～5分鐘。 ③向各管加入1.0mL N-1-萘基乙二胺鹽酸鹽 溶液。 ④最后用 蒸餾水 定容到50mL。 活動9：閱讀“制備樣品處理液”，討論并回答下列問題： （3）制備樣品處理液的步驟是： ①稱取 0.4 kg泡菜，粉碎榨汁，過濾得約200mL汁液。 ②取100mL汁液倒入500mL容量瓶，添加200mL 蒸餾水 和100mL 提取劑 ，搖床振蕩1h，再加40mL 氫氧化鈉溶液 ，最后用 蒸餾水 定容到500mL并立刻 過濾 獲得濾液。 ③將濾液60mL移入100mL容量瓶，用 氫氧化鋁乳液 定容后過濾，獲得 無色透明 的濾液。 活動10：閱讀“比色”，討論并回答下列問題： （4）比色的步驟是： ①將40mL濾液移入50mL比色管中，并編號。 ②分別依次加入2.0mL的 對氨基苯磺酸溶液 和1.0mL的 N-1-萘基乙二胺鹽酸溶液 ，并定容到50mL，混勻靜置15min。 ③觀察顏色變化，并與 標準顯色液 比較，記錄亞硝酸鹽含量。 ④計算樣品濾液（40mL）中亞硝酸鹽含量。計算公式是： 〖思考7〗經(jīng)測定某樣品濾液中亞硝酸鹽含量為5.0g，40mL濾液的質(zhì)量為41.3g，則泡菜中亞硝酸鹽含量為 0.12mg/kg 。 4．2制作的泡菜一般在 10 天之后食用最好，原因是 亞硝酸鹽含量明顯降低 。 〖思考8〗在酸奶制作過程 會 （不會、會）產(chǎn)生亞硝酸鹽。 （三）課堂總結(jié)、點評 泡菜的制作 原理 在無氧條件下，乳酸菌將糖分解為乳酸（反應式）。 設(shè)計 原料選擇、預處理 調(diào)味裝壇 發(fā)酵 成品 操作 泡菜壇的選擇 腌制時間、溫度和食鹽量的控制 亞硝酸鹽含量測定 原理 亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸反應后，在與N-1-萘基乙二胺鹽酸生成玫瑰色染料，并與標準液比較確定亞硝酸鹽含量。 步驟 配制溶液 配制標準液 配制樣品液 比色計算 結(jié)果分析與評價 亞硝酸鹽的形成、含量變化及其危害 （四）實例探究 例1．以下不屬于發(fā)酵的是 A、利用需氧型青霉菌生產(chǎn)青霉素 B、缺氧時人的組織細胞產(chǎn)生乳酸 C、利用酵母菌的無氧呼吸獲得酒精 D、利用乳酸菌制作泡菜 解析：解答該題首先要理解發(fā)酵的概念，發(fā)酵是指在生產(chǎn)實際中，人們通過微生物的培養(yǎng)，大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程。這里有3個要點，一是用于生產(chǎn)，二是培養(yǎng)微生物，三是生產(chǎn)代謝產(chǎn)物。根據(jù)概念可知，生產(chǎn)代謝產(chǎn)物青霉素有一個培養(yǎng)青霉菌的過程；生產(chǎn)酒精有一個培養(yǎng)酵母菌的過程；制作泡菜實質(zhì)是培養(yǎng)乳酸菌，使其利用菜中的營養(yǎng)物質(zhì)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物乳酸的過程。因此，A、C、D都符合發(fā)酵的概念。而B項中雖有代謝產(chǎn)物乳酸，但不是微生物所為，也不存在培養(yǎng)微生物的過程，更不是用于生產(chǎn)，因此不屬于發(fā)酵。 答案：B 例2．將等量萌發(fā)的種子和煮沸自然冷卻后的種子分別放入甲、乙兩個試管中，如下圖所示本實驗中石蠟油短期內(nèi)不影響生物的生長）。兩試管中均無空氣存在。據(jù)圖分析回答： （1）甲試管放置幾個小時后，管內(nèi)頂部出現(xiàn)氣泡，其中的氣體成分主要是________；將該氣體引入________溶液中，可使該溶液變混濁。 （2）甲試管中產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象是種子進行________________造成的，寫出表示這一過程的反應式________________________________。 （3）乙試管在與甲試管同樣的時間內(nèi)，試管內(nèi)頂部未出現(xiàn)氣泡，原因是 ________________________________。 （4）乙試管繼續(xù)放置幾天，一些微生物開始繁殖，導致試管內(nèi)頂部也出現(xiàn)少量氣體，這是這些微生物從試管中的________獲得了所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進行新陳代謝的結(jié)果。一般來說，微生物所需要的營養(yǎng)要素可歸納成_______、_______、______、_________和_______五大類。 （5）這些微生物可能的來源是（答出兩個來源即可。）________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)題意，試管中無空氣，所以甲試管頂部的氣體是種子進行無氧呼吸產(chǎn)生的CO2，CO2能使Ca（OH）2溶液變混濁。被煮沸過的種子已死亡，新陳代謝已停止，不能進行呼吸作用。微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)包括碳源、氮源、生長因子、無機鹽和水，死亡的種子可以為微生物的生長提供所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。乙試管中微生物可能的來源有：未滅菌的試管內(nèi)壁的菌類、操作過程中帶入的菌類、石蠟油中的菌類、鐵絲網(wǎng)上的菌類、種子表面耐高溫的沒有被殺死的菌類等。 答案：（1）CO2 、Ca(OH)2(2)無氧呼吸 C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量（3）被煮沸過的種子已經(jīng)死亡，不能進行呼吸作用（4）死亡種子中、碳源、 氮源、生長因子、無機鹽、水（5）未滅菌的試管內(nèi)壁的菌類、操作過程中帶入的菌類、石蠟油中菌類、鐵絲網(wǎng)上的菌類、種子表面耐高溫的沒有被殺死的菌類。 ☆綜合應用 例3．腐乳味道鮮，易于消化、吸收，是因為其內(nèi)主要含有的營養(yǎng)成分是 A．無機鹽、水、維生素 　　B．氯化鈉、氨基酸、甘油和脂肪酸 C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸　　D．蛋白質(zhì)、脂肪、氯化鈉、水 解析：豆腐的主要營養(yǎng)成分是蛋白質(zhì)和脂肪。在毛霉等多種微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等營養(yǎng)成分 答案：C （五）鞏固練習 1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不當泡菜腐爛。下列原因中正確的是 ①罐口密閉缺氧，抑制了乳酸菌的生長繁殖 ②罐口封閉不嚴，氧氣抑制了乳酸菌的生長繁殖 ③罐口封閉不嚴，氧氣抑制了其他腐生菌的生長和繁殖 ④罐口封閉不嚴促進了需氧腐生菌的生長和繁殖 A、①③ B、②④ C、②③ D、①④ 答案:B 2．乳酸菌培養(yǎng)液中常含有一定濃度的葡萄糖，但當葡萄糖濃度過高時，反而抑制微生物的生長，原因是 A、碳源供應太充足 B、細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離 C、改變了乳酸菌的pH值 D、葡萄糖不是乳酸菌的原料 答案:B 3．夏天，煮沸過的肉湯很快就會腐爛變質(zhì)，主要原因是 A、蛋白質(zhì)被破壞 B、細菌大量繁殖C、肉湯中水分過多 D、空氣使肉氧化分解 答案:B 4．細菌細胞壁與植物細胞壁的區(qū)別是 A、功能不同 B、細菌細胞壁具流動性 C、組成不同 D、細菌可形成芽孢 答案:C 5．下列有關(guān)細菌的敘述中正確的是 A、細菌只能進行分裂生殖 B、分裂生殖時大型環(huán)狀DNA平均分配 C、分裂生殖時細胞質(zhì)平均分配 D、分裂生殖時DNA平均分配 答案:C 6．關(guān)于微生物的敘述中，正確的是 A、所有的微生物都是形體微小、結(jié)構(gòu)簡單、對人類有害的 B、微生物包含了除動物界、植物界以外的一切生物 C、所有微生物均屬于原核生物界、真菌界、原生生物界 D、細菌、放線菌、酵母菌都屬于原核生物 答案:B 7．耐熱性最強的細菌結(jié)構(gòu)是 A、質(zhì)粒 B、芽孢 C、細胞質(zhì) D、核糖體 答案:B 8．下列有關(guān)細菌代謝的敘述中，正確的是 A、細菌沒有細胞器，只能進行無氧呼吸B、細菌的蛋白質(zhì)合成在自身的核糖體上進行 C、細菌的代謝終產(chǎn)物也是CO2和H2O D、細菌的儲藏性顆粒是蛋白質(zhì)，淀粉，脂肪 答案:B 9．下列細胞中不能合成蛋白質(zhì)的是 A．乳酸菌 B．醋酸菌 C．成熟紅細胞 D．酵母菌 答案:C 10．葡萄糖是細胞進行有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，實驗過程中提供18O2，則18O2進入酵母菌細胞后，最先出現(xiàn)的放射性化合物是 A．丙酮酸 B．乳酸 C．二氧化碳 D．水 答案:D ★課余作業(yè) 1．從形態(tài)上來看，乳酸菌呈 短桿 狀；從結(jié)構(gòu)上來看，乳酸菌為 原 核細胞。 2．根據(jù)你的理解，匯出泡菜中亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時間的變化趨勢曲線，并分析回答： 亞硝酸鹽含量 發(fā)酵時間（d） （1）亞硝酸鹽含量在第 4 天達到最高峰。 （2）亞硝酸鹽含量升高的原因是 蔬菜組織和細菌內(nèi)的硝酸還原酶的活性增強，將硝酸鹽還原為亞硝酸 。 （3）亞硝酸鹽含量降低的原因是 蔬菜組織和細菌內(nèi)的硝酸還原酶的活性減弱，硝酸鹽還原減少 。 ★教學體會 課題背景通過日常生活中人們喜愛的泡菜食品，引入主題，引導學生關(guān)注食品安全，維護身體健康。在教學過程中，可以讓學生列舉一些自己喜歡的泡菜，以充分調(diào)動學生的興趣，激發(fā)學生求知欲，從而順利進入本課題的研究。 ★資料袋 泡菜的歷史和功效 《三國史記》記載，神文王于683年娶王妃時下令準備的聘禮中包括醬油、大醬、醬汁類等食品，說明發(fā)酵食品當時已非常普及。即，泡菜類早已從3000年前開始在中國以(菹)為名出現(xiàn)，三國時代傳至我國，經(jīng)過統(tǒng)一新羅時代、高麗時代，其制作方法不斷改變。在當時，泡菜可能是以蘿卜為主原料的泡蘿卜、咸菜、醬菜為主。據(jù)估計，今天的以整稞白菜和辣椒面為主原料的泡菜類是隨著朝鮮時代中期以后白菜和辣椒傳到我國時開始普及的。 1. 泡菜隨著發(fā)酵，產(chǎn)生抗菌作用。 有害菌的作用在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸菌的作用下得到抑制，且在隨著發(fā)酵的成熟產(chǎn)生酸味的乳酸菌，不僅使泡菜更具美味，還能抑制腸內(nèi)的其他菌，防止不正常的發(fā)酵，抑制病菌。 2. 另外，泡菜還能預防過分攝取肉類或酸性食品時，因血液的酸性化導致的酸中毒。在泡菜中使用的主材料均含有許多水分。因此，營養(yǎng)素的成分顯得比較少，但乳酸菌具有抑制腸內(nèi)有害菌的繁殖，凈化腸胃的作用。 3. 泡菜還有助于成人病的預防，對肥胖、高血壓、糖尿病、消化系統(tǒng)癌癥的預防也有效果。 4. 此外泡菜類因蔬菜類的液汁和食鹽等的復合作而有凈化胃腸的作用。泡菜促進胃腸內(nèi)的蛋白質(zhì)分解酶-胃蛋白酶的分泌，并使腸內(nèi)微生物的分布趨于正?；?