生物:1.1《果酒和果醋的制作》教案.doc
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金太阳新课标资源网 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 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 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 制作过程中发酵条件的控制 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★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 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 (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 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____________。 (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 ; 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 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 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 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 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 酶 酶 (2)出芽生殖 (3)无氧呼吸 (4)自身的生长繁殖 (5)C12H22O11+H2O→2C6H12O6 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+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 B.大豆粉和有氧 C.玉米粉和无氧 D.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 C.pH控制 D.酶的控制 答案:D 3.生产用菌种的来源主要是( ) 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 B.①③④ C.②③④ D.①②③ 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 B.③②①① C.③②①② D.②②③① 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 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 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.含糖量高的培养基 B.温度20℃左右 . C.Ph=2.5 D.pH—6 答案:C 9.葡萄的糖分是( ) ①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖 A.①②③④⑤ B.③④ C.①③④⑤ D.③⑤ 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 ★(三)练习 2.提示:大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制,以及如何严格控制杂菌污染;等等。此外,无论是葡萄酒或葡萄醋,实验时所检测的发酵液,并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。 3.提示:需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。 ★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 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)。 第 10 页 共 10 页 金太阳新课标资源网- 配套讲稿:
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- 果酒和果醋的制作 生物 1.1 果酒 制作 教案
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