教案：果酒和果醋的制作

普通高中课程标准实验教材生物选修1人教版主题1果酒和醋的生产主题目标(a)知识和技能1.了解传统发酵技术在日常生活中的应用。2.掌握发酵的基本原理和方法。3.学习制作果酒和醋的实用技巧。4.设计并安装一个简单的生产果酒和醋的装置(2)过程和方法1.引导学生积极参与探究过程，培养学生收集和处理科学信息、获取新知识和用简单的科学术语表达问题的能力。2.培养学生的综合分析能力。3.利用已有的知识培养学生解决实际问题的能力。(3)情感、态度和价值观1.用科学的方法和态度教育学生。2.体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。3.培养学生的合作精神。关键主题阐述了果酒和果醋的生产原理，设计了生产装置，生产出果酒和果醋。这个题目的难点生产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(a)开设新课程俗话说，“无酒无席”，“五物开门，油、盐、酱、醋、茶”。葡萄酒和醋是传统的发酵产品，人们离不开它们。从这节课开始，我们将以果酒和醋为例来学习一些传统的发酵技术。(二)开设新的课程(阅读果酒制作原理，引导学生自学基础知识。)1.基础知识1.1果酒的生产原理(1)所用微生物为酵母，其异化型为兼性厌氧型。酵母发酵的反应式定义如下：好氧条件：厌氧条件：(2)影响酒精发酵的主要环境条件是温度、氧气和酸碱度(1)酒精发酵一般控制在18 25的温度范围内，以20最为适宜。(2)酒精发酵过程中，应保持缺氧和酸性环境。(阅读教材，师生讨论并完成思考1 4。)思考1为什么酒精发酵中经常使用“密封前通气”？“通气”的目的是使酵母能够进行有氧呼吸，以便大量繁殖。“密封”的目的是使酵母通过厌氧呼吸产生酒精。思考2酒精发酵过程中“先水后酒”现象的原因是什么？酵母首先进行有氧呼吸产生水分，然后进行无氧呼吸产生酒精。思考3为什么葡萄酒会呈现深红色？在发酵过程中，葡萄皮色素进入发酵液。酵母是如何繁殖的？酵母在环境适宜时发芽，在环境不适宜时产生的孢子进入休眠状态。(阅读果醋生产原理，引导学生自学基础知识)1.2果醋的生产原理(1)所用微生物为醋酸菌，其异化类型为好氧。当氧气和糖源充足时，葡萄糖被还原和分解形成乙酸；当没有糖源时，乙醇可以转化为乙醛并进一步转化为乙酸。澄清醋酸发酵的反应公式。(2)醋酸发酵的最适温度为30 35。(教师和学生讨论并完成思考5 6)还有哪些其他环境因素影响醋酸发酵？氧气和ph值。思考6醋瓶和未着色的啤酒瓶保存了很长时间，在醋和啤酒的表面形成了一层“白色薄膜”。它是如何形成的？醋酸菌是通过大量繁殖形成的。2.试验设计2.1实验过程课件显示流程图(讨论并完成思考7，提问)思维7酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：差异酒精发酵醋酸发酵微生物温度氧接触酒精发酵为醋酸发酵提供_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(阅读资料)，学生讨论发酵过程的设计。)2.2发酵装置的设计：根据图1-4a和4b回答(1)在酒精发酵过程中，每隔一段时间松开瓶盖或打开排气口的原因是什么(1)通气口的作用是在醋酸发酵过程中补充氧气；(2)排气口的作用是在发酵过程中排出CO2或残余气体；(3)出料口的作用是便于取样检验和发酵液的排放；(4)长而弯曲的排气软管的作用是防止空气中杂菌的感染。3.发酵操作3.1材料选择和处理选择新鲜优质的葡萄，然后依次清洗、去枝、榨汁。思考9先洗干净，然后去除树枝的目的是什么？防止杂菌感染。3.2防止发酵液污染为了防止发酵液被杂菌污染，对实验中使用的榨汁机、发酵装置等仪器进行了灭菌，并保持发酵装置处于封闭状态。思考10在实际生产中，煮沸发酵液的目的是什么？清除发酵液中的杂菌。3.3发酵条件的控制(1)发酵液装瓶后保留1/3的剩余空间。(2)酒精发酵温度应控制在18 25范围内，发酵时间应控制在10 12天左右。(3)醋酸发酵温度应控制在30 35范围内，发酵时间应控制在7 8天内，并应保持连续通气。(学生分组讨论并完成思考11 12)思考11发酵液装瓶后，应该怎样保持1/3的剩余空间？发酵产生的CO2被暂时储存以起到缓冲作用。思考12在醋酸发酵过程中，需要向发酵液中添加氧气。你认为最经济实用的方法是在发酵液中加入无菌空气吗？4.结果分析和评估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的颜色泥泞的混浊，液体表面形成白色细菌膜4.2检查：发酵后是否产生酒精可以用重铬酸钾来检验。(1)原理：重铬酸钾和酒精在酸性条件下反应呈灰绿色。补充为了控制和了解发酵过程，进行了连续的抽样检查。检验项目包括原料浓度、产品浓度、发酵菌含量、溶解氧和酸碱度等。(2)方法：(填写表格，注意比较的原则)操作试管a试管b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食醋的产量和质量，抑制其他微生物的生长，还应在发酵液中直接加入人工培养的优良菌株。(三)课堂总结，评论本课主要研究了以下问题：1.果酒和醋的生产原理2.果酒和醋的实验工艺3.实验操作中的注意事项4.实验结果的分析和评价学生应注重果酒和醋的生产原理，并学会分析操作过程中的问题。通过小组讨论和与生活的接触，我们可以提高我们合作和探索的能力，增强我们学习生物学的兴趣。(四)案例研究例1。醋杆菌和其他用于生产果醋的细菌具有以下特征()A.它们都是异养生物。它们只在水中繁殖C.仅在有氧条件下生长。存活温度超过80分析：细菌生长所需的营养元素有碳源、氮源、无机盐和水生长因子。其中，碳源、氮源、无机盐和生长因子因细菌类型不同而需要不同的类型，水是所有微生物生长的共同物质。根据同化作用，细菌可分为自养型和异养型。根据异化，可分为好氧型和厌氧型。回答：b例2。在发酵过程中，不会直接引起酸碱度变化的是A.微生物呼出的二氧化碳对营养物质的消耗C.微生物细胞数量的增加分析：在微生物发酵过程中，微生物的新陈代谢会消耗大量的营养物质，这可能会造成不均衡的消耗在啤酒生产过程中，发酵是一个重要的环节。生产过程大致如下：将灭菌后的麦芽汁充氧，接种啤酒酵母，并送入发酵罐。开始时，酵母迅速增殖，糖含量下降，酒精浓度逐渐增加，泡沫增加。当糖含量下降到一定程度时，发酵结束。最后，我们分别出口有形材料和啤酒。根据以上流程，回答以下问题：(1)该过程表明啤酒酵母的异化具有以下特征。(2)早期，酵母快速繁殖的主要途径是。(3)酒精主要是酿酒酵母作用产生的代谢产物。(4)酵母消耗的糖中，98.5%形成酒精和其他发酵产物。剩余的1.5%被使用。(5)请写出麦芽糖葡萄糖酒精的反应方程式。分析：酵母在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸。在有氧条件下，酵母可以通过出芽繁殖大量繁殖，并且数量迅速增加。在厌氧条件下，酵母可以分解糖产生酒精，释放的大部分能量储存在发酵产物中，而少数能量用于自身的生长和发育。答：(1)有氧和无氧呼吸都可以进行(2)出芽繁殖(3)无氧呼吸(4)自我生长和繁殖(5)酶C12H 2O 11 H2O2C 6H 12O 6酶C6H12O62C2H5OH 2CO2能量(5)巩固练习1.利用酵母发酵生产酒精，在酒精生产阶段投入适当的原料和必要的控制条件有()A.玉米粉和好氧大豆粉和好氧C.玉米粉和厌氧大豆粉和厌氧答：c2.严格控制发酵条件是保证正常发酵的关键，直接关系到能否获得高质量、高产量的理想产品，通常指发酵条件不包括()A.温度控制b .溶解氧控制c. ph控制d .酶控制回答：d3.生产菌株的来源主要有()(1)自然环境；(2)菌种收集和筛选；(3)生产菌株的购买；(4)培养基A.bcd回答：d4.酵母、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒杆菌的异化类型有()好氧型厌氧型兼性厌氧型A.回答：b5.以下描述可以防止发酵液被污染()榨汁机应该清洗和干燥发酵瓶应该用70%的酒精清洗和消毒。c、葡萄汁灌满后，密封充气口D.发酵装置的排气口应通过长而弯曲的橡胶管与瓶体相连答：ABCD6.关于酵母的叙述，错误是()A.酵母的代谢类型是异养和兼性厌氧B.酵母的主要繁殖方式是孢子繁殖。酵母只在酒精发酵中起作用酵母不能在含有青霉素的培养基中存活答：BCD7.在微生物的细胞中，占干细胞重量90%以上的化学元素是()A.碳、氢、氧、氮、硼、碳、氢、氧、氮、磷、硫C.氮、磷、硫、钾、钙、镁、镉、氢、氧回答：b8.下列条件不是酵母快速生长和繁殖的因素()A.含糖量高的培养基。温度约20。C.酸碱度=2.5酸碱度6答：c9.葡萄的含糖量是()乳糖麦芽糖葡萄糖蔗糖果糖A.回答：d10.关于发酵的叙述，正确的是()A.发酵是无氧呼吸B.发酵是发酵工程发酵就是只获得微生物的代谢产物发酵是通过微生物培养大量生产各种代谢产物的过程回答：d(3)实践2.提示：大规模生产需要更全面、更彻底的考虑，如原料的来源和选择、菌种的培养和选择、发酵设备、发酵条件的自动控制以及如何严格控制杂菌污染。等等。此外，无论是葡萄酒还是葡萄醋，实验中测试的发酵液都不是商业意义上的产品。在实际生产中，还需要沉淀过滤、杀菌和装瓶来获得成品酒或醋。葡萄酒还需要在特定的设施和条件下(如橡木桶和酒窖)进行后续发酵，以获得特定的风味和颜色。3.提示：应考虑工厂、设备投资、原材料采购、工人数量和工资、产品类型、生产周期、销售渠道、利润等问题。教学经历这个话题的内容与生活密切相关。在教学中，应充分激发学生的学习兴趣，积极探索果酒和食醋的生产过程，并与同学合作完成相关实验设计。实验原理的教学可以与必修课微生物相关内容联系起来，强调前后知识的联系。实验过程的设计可以通过讨论来完成。装备葡萄酒类别葡萄酒根据颜色可分为白葡萄酒、红葡萄酒和玫瑰红葡萄酒。然而，从红葡萄或白葡萄中榨出的果汁没有颜色。因此，白葡萄酒可以用红葡萄酿造。红酒是用葡萄皮发酵并吸收酿造过程中从红葡萄皮中释放的色素而制成的有色红酒。例如，红葡萄皮被提前分离，使葡萄酒颜色变浅，这就是所谓的玫瑰红酒。由于葡萄皮和葡萄酒的接触时间不同，每个葡萄酒厂的玫瑰红葡萄酒颜色深浅不同。白葡萄皮没有色素作用，所以在酿造过程中不会一起发酵。葡萄成熟时含有