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2019-2020年高中生物《果酒和果醋的制作》教案8 新人教版選修1 課標要求 說明果酒和果醋制作的原理，設計制作果酒和果醋的裝置，完成果酒和果醋的制作 教學目標 知識：1．了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術在日常生活中的應用。 2．掌握發(fā)酵作用的基本原理和方法。 3．學習制作果酒、果醋的實際操作技能。 4．設計并安裝簡單的生產果酒及果醋的裝置 情感：1．對學生進行科學方法和科學態(tài)度的教育。 2．體驗和感受生物技術給人類生活帶來的變化。 3．培養(yǎng)學生合作精神。。 能力：1．引導學生主動參與探究過程，培養(yǎng)學生搜集和處理科學信息的能力，獲取新知識的能力以及用簡約科學術語表達問題的能力。 2．培養(yǎng)學生綜合分析能力。 3．培養(yǎng)學生利用已建立的知識解決實際問題的能力。 教學重點 說明果酒和果醋的制作原理，設計制作裝置，制作出果酒和果醋 教學難點 制作過程中發(fā)酵條件的控制 課時安排 教學3課時 習題2課時（見基礎練習、創(chuàng)新練習、全練習題） 課前準備 自制PPT、收集有關圖片及文字資料、果酒和果醋的制作的視頻資料 教學過程 （啟發(fā)式教學，結合PPT） (第一課時) 簡介有關生物技術實踐的內容 （一）新課背景 簡介發(fā)酵的概念（廣義和狹義） 俗語“無酒不成席”、“開門五件事、油鹽醬醋茶”。酒和醋是人們日常生活離不開的傳統(tǒng)發(fā)酵產品。在中華民族悠久的歷史長河中，很多事物都走在世界前列，酒也一樣，有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中，有許多關于酒的有趣傳說。猿猴釀酒說——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中，一段時間后，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。 拓展有關酒知識：見PPT （二）進行新課 （閱讀“果酒制作的原理”，引導學生自學基礎知識。） 1．基礎知識 1．1 果酒制作原理 （1）利用的微生物是酵母菌，其異化作用類型是兼性厭氧型，明確酵母菌發(fā)酵的反應式： ①有氧條件： 酶 C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量 ②無氧條件： 酶 2C2H5OH+O2 →2CH3CHO+2H2O 酶 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸） （2）影響酒精發(fā)酵的主要環(huán)境條件有溫度、氧氣和pH。 ①酒精發(fā)酵是一般將溫度控制在18～25℃范圍內，在20℃時最適宜。 ②酒精發(fā)酵過程中，要保持缺氧、酸性環(huán)境。 （閱讀教材資料，學生討論并完成思考1～4。） 〖思考1〗為什么在酒精發(fā)酵過程中往往“先通氣后密封”？ “通氣”的目的是使酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖 。 “密封”的目的是使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精 。 〖思考2〗酒精發(fā)酵過程中發(fā)生“先來水后來酒”現(xiàn)象，其原因是什么？ 酵母菌首先進行有氧呼吸產生了水，然后進行無氧呼吸才產生酒精。 〖思考3〗葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因？在發(fā)酵過程中葡萄皮的色素進入到發(fā)酵液中。 〖思考4〗酵母菌是如何進行生殖的？ 酵母菌在環(huán)境適宜時進行出芽生殖，環(huán)境不適宜時產生孢子進入休眠狀態(tài)。 （閱讀果醋制作的原理，引導考學生自學基礎知識） 1．2 果醋制作原理 （1）利用的微生物是醋酸菌 ，其異化作用類型是需氧型。 在氧氣和糖源都充足時，降糖分解形成醋酸： 酶 C6H12O6 → 3CH3COOH（醋酸） 當缺少糖源時可將乙醇轉變成乙醛，并進一步轉變成醋酸： 酶 2C2H5OH+O2 →2CH3CHO+2H2O 酶 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸） （2）醋酸發(fā)酵的最適宜溫度為 30～35 ℃。 （學生討論并完成思考5～6） 〖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。 （第二課時） 2．實驗設計 2．1 實驗流程 課件展示流程圖 （討論并完成思考7，提問） 〖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］，學生討論完成發(fā)酵過程的設計。） 2．2 設計發(fā)酵裝置：根據(jù)圖1－4a、4b回答 （1）在酒精發(fā)酵過程中，每隔一段時間（12h）擰松瓶蓋或打開排氣口，其原因是什么？ 在發(fā)酵過程中產生CO2 ，防止瓶內氣壓過高引起爆裂。 （2）在醋酸發(fā)酵過程中，需要注意什么？要持續(xù)向發(fā)酵液中補充氧氣。 （3）在圖1－4b裝置中：①充氣口的作用是在 醋酸 發(fā)酵中補充氧氣； ②排氣口的作用是在發(fā)酵中排出 CO2或殘余氣體 ； ③出料口的作用是便于 取樣檢查和放出發(fā)酵液 ； ④排氣口膠管長而彎曲的作用是防止 防止空氣中雜菌感染 。 3．發(fā)酵操作 3．1材料選擇和處理 選擇新鮮優(yōu)質的葡萄，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 。 3．2 防止發(fā)酵液被污染 為防止發(fā)酵液被雜菌污染，實驗所用的榨汁機、發(fā)酵裝置等器械進行消毒，并使發(fā)酵裝置處于封閉狀態(tài)。 〖思考10〗在實際生產中，還要對發(fā)酵液進行煮沸處理，其目的是什么？ 消滅發(fā)酵液中的雜菌 。 3．3 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 18～25℃ 范圍內，發(fā)酵時間控制在 10～12 天左右。 （3）醋酸發(fā)酵的溫度要控制在 30～35℃范圍內，發(fā)酵時間控制在 7～8 天左右，并保持不斷充氣 。 （學生分組討論并完成思考11～12） 〖思考11〗在發(fā)酵液裝瓶后問什么要保持1/3的剩余空間？暫時存儲發(fā)酵產生的CO2，起到緩沖作用。 〖思考12〗在醋酸發(fā)酵過程中需要向發(fā)酵液中補充氧氣，你認為最經濟實用的方法是向發(fā)酵液中通入 無菌空氣 。 （第三課時） 4．結果分析與評價 4．1實驗現(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 4．2 檢驗： 酒精發(fā)酵后是否有酒精產生，可用重鉻酸鉀來檢驗。 （1）原理：在酸性條件下 重鉻酸鉀與酒精反應呈灰綠色。 【補充】為了控制和了解發(fā)酵進程，不斷進行取樣檢查，其中檢查的項目有原料濃度、產物濃度、發(fā)酵菌含量、溶氧量和pH等。 （2）方法：（填表，注意對照原則） 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、相關鏈接 為了提高果酒和果醋的產量和品質，抑制其他微生物的生長，還應直接向發(fā)酵液中加入人工培養(yǎng)的優(yōu)良菌種 。 （三）課堂總結、點評 （四）實例探究 例1．生產果醋用的醋酸菌等細菌都具有的特征是 （ ） 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 D．生存溫度都超過80℃ 解析：細菌的生長所必需的營養(yǎng)元素：碳源、氮源、無機鹽、水生長因子，其中碳源、氮源、無機鹽、生長因子因細菌種類的不同，所需的種類也不一樣，而水是所有微生物生長共同所需要的物質。細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)酵過程中，不會直接引起pH變化的是 A．營養(yǎng)物質的消耗 B．微生物呼出的CO2 C．微生物細胞數(shù)目的增加 D．次級代謝產物的積累 解析：微生物發(fā)酵過程中，微生物的代謝會消耗大量的營養(yǎng)物質，可能造成酸堿物質消耗不均，從而引起pH的變化；微生物的呼吸作用還會產生大量的CO2引起pH的變化；同時產物的種類也能引起pH的變化。答案：C （五）鞏固練習 1．利用酵母菌發(fā)酵生產酒精時，投放的適宜原料和在生產酒精階段要控制的必要條件分別是( C ) A．玉米粉和有氧 Ｂ．大豆粉和有氧 C．玉米粉和無氧 Ｄ．大豆粉和無氧 2．嚴格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進行的關鍵，直接關系到是否能得到質量高，產量多的理想產物，通常所指的發(fā)酵條件不包括( D ) A．溫度控制 B．溶氧控制 C．pH控制 D．酶的控制 3．生產用菌種的來源主要是( D ) ①自然環(huán)境 ②收集菌株篩選 ③購置生產用菌種 ④培養(yǎng)基 Ａ．①②④ Ｂ．①③④ C．②③④ Ｄ．①②③ 4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌異化作用的類型依次是( B ) ①需氧型 ②厭氧型 ③兼性厭氧型 A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③① 5．下列敘述能夠防止發(fā)酵液被污染的是( ABCD ) Ａ．榨汁機要清洗干凈，并晾干 Ｂ．發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分數(shù)為70％的酒精消毒 C．裝入葡萄汁后，封閉充氣口 Ｄ．發(fā)酵裝置的排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接 6．關于酵母菌的敘述，錯誤的是( BCD ) A．酵母菌代謝類型為異養(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 Ｄ．酵母菌在含青霉素的培養(yǎng)基中不能生存 7．在微生物的細胞中，占細胞干重90%以上的化學元素為（ B ） A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O 8．下列條件不是酵母菌快速生長繁殖因素的是(C ) A．含糖量高的培養(yǎng)基 B．溫度20℃左右 C．Ph＝2．5 Ｄ．pH—6 9．葡萄的糖分是( D ) ①乳糖 ②麥芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖 A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤ 10．關于發(fā)酵的敘述，正確的是( D ) Ａ．發(fā)酵就是無氧呼吸 Ｂ．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物 Ｄ．發(fā)酵是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產各種代謝產物的過程 拓展： 葡萄酒的類別 葡萄酒若以顏色區(qū)分，可分為白酒、紅酒和玫瑰紅酒，但無論是紅葡萄或白葡萄所壓榨出來的果汁都是沒有顏色的，所以白酒可以用紅葡萄釀造，紅酒是由于在釀造時連葡萄的皮一起發(fā)酵，吸收紅葡萄皮所釋放出來的色素而成為有顏色的紅葡萄酒，如將紅葡萄皮提早分開，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間長短不一，故顏色的深淺也不一致。白葡萄皮因沒有色素效果，故釀造時并沒有連皮一起發(fā)酵。 葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所謂釀造葡萄酒，簡單來說，只是把葡萄壓榨后的果汁，在發(fā)酵過程中將果糖轉換成酒精，如果果糖全部轉成酒精，則我們稱這些為不甜或乾(dry)的酒，如在轉換個程中，提前終止發(fā)酵，保留多一點糖份，便變成甜酒。 葡萄在發(fā)酵過程時，并同時產生熱能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒會讓汽泡跑掉，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（只有在法國香檳產區(qū)依規(guī)定釀制之汽泡酒，才能命名香檳，法國其它地區(qū)或世界各地之釀制，只能稱作汽泡酒）。