高中生物选修1优质学案：1.1果酒和果醋的制作

1、高中生物选修一专题1I传统发酵技术的应川课题1果酒和果醋的制作学习目标1能从酵母菌、醋酸菌的菌种特性、来源和代谢类型等角度说明果酒和果醋的制作原理。2. 能简述果酒和果醋制作的流程，自行设计果酒和果醋的制作装置，制作果酒和果醋。丨自主栋理U迦I预知概念I一、果酒制作的原理1菌种酵母菌。(1) 菌种来源：在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌。(2) 代谢类型：异养兼性厌氧型。2. 发酵原理(1) 有氧条件下，酵母菌可实现大量繁殖。反应式为：C6H126+ 602 酶 >6CO2+ 6H?O。(2) 无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵产生酒精。酶反应式为：C6H

2、126> 2C2H5OH + 2CO2。3. 影响酒精发酵的环境条件(1) 温度：酵母菌生长的最适温度是20一n左右；酒精发酵一般将温度控制在825_(2) 酒精发酵过程中，要保持无氧、酸性环境。4. 葡萄酒呈现深红色的原因在酒精发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素进入发酵液中使酒呈红色。二、果醋制作的原理1菌种醋酸菌。(1) 菌种来源：人工接种醋酸菌。(2) 代谢类型：异养需氧型。2. 发酵原理(1) 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。酶反应式为：C6H1206+ 202 2CH3COOH + 2CO2+ 2H2O。(2) 当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌将

3、乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸-酶反应式为：C2H5OH+ O2CH3COOH+ H2O03. 影响醋酸发酵的环境条件(1) 醋酸菌的最适生长温度是 3035 Co(2) 氧气充足。三、果酒和果醋制作的实验设计1实验流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵16果醋果酒2实验装置(1) 各结构名称与作用 充气口，通入无菌空气。 排气口，排出CO20 出料口，取样检杳和放出发酵液(2) 装置的使用方法 制作果酒时，打开排气口，但不能打开充气口；制作果醋时，适时通过充 气口充气。四、操作提示1材料的选择与处理选择新鲜的葡萄，先冲洗，再除去枝梗。2防治发酵液被污染清洗榨汁机和发酵瓶，并用体积分数为70%的

4、酒精消毒。3. 控制发酵条件(1) 氧气控制：葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约 1/3的空间(2) 温度及时间控制温度时间果酒制作1825 C10 12 d果醋制作30 35 C78 d五、结果分析与评价1. 初步鉴定项目酒精发酵醋酸发酵气味和味道酒香味食醋味气泡和泡沫有气泡和泡沫无气泡和泡沫2. 进一步鉴定(1) 酒精发酵的结果检测酸性条件下重铬酸钾溶液和酒精发生反应，呈现灰绿色。(2) 醋酸发酵的结果检测可通过检测和比较发酵前后的PH作进一步的鉴定。I过程评价I1. 酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精()2. 各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒()3. 由于醋酸菌对氧气的含量

5、相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气()4. 只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵()5. 果酒发酵的温度一般控制在3035 C,果醋发酵的温度一般控制在1825 C ()6. 在果酒和果醋的制作过程中，简易装置中的充气口、排气口都要打开（）答案1. 2.×3. 4.×5.×6.×I联想质疑I吃荔枝开车 瞬间变“酒驾”葡萄酒具有抑制脂肪在人体中堆积，护理心脏，调节女性情绪之功效无氧的条件下，葡萄酒自然发酵，氧气充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成 醋酸。酵母菌、醋酸菌果酒的颜色来源于果皮果醋具有杀菌的作用果酒如何转化成果醋的?提示：醋酸菌在缺乏糖

6、源时，当氧气充足时可以将酒精转化为乙醛， 再将乙醛转 化为醋酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸e怖生航科学探究1果酒和果醋的制作原理1. 两种菌种的比较细胞类型代谢类型最适生长温度酵母菌真核细胞异养兼性厌氧型繁殖温度：20 C左右发酵温度：1825 C醋酸菌原核细胞异养需氧型生长温度：3035 C2.在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？提示 “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 酵母菌进行酒精发酵产生酒精。3. 果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？提示发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数其他微生物的生命活动受到

7、抑 制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。4. 醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件， 请说明原因。提示 醋酸菌是好氧菌，在生活过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋 酸菌的死亡。探究应用1. 下列与果酒、果醋制作的相关叙述，错误的是 （）A. 生产过程中都需要利用真菌，但种类不同B. 可从打开瓶盖的食醋中得到醋酸菌，加入果酒中制果醋C. 当糖源等条件充足时，醋酸菌可以直接分解葡萄汁中的糖成醋酸D. 果酒发酵后期放气时间间隔可延长解析参与果醋制作的微生物是醋酸菌，属于细菌，不是真菌， A错误；可从 打开瓶盖的食醋中得到醋酸菌，加入果酒中制果醋， B正确；

8、当糖源等条件充足 时，醋酸菌可以直接分解葡萄汁中的糖成醋酸， C正确；果酒发酵后期，酵母菌活动逐渐减弱，产生的二氧化碳逐渐降低，放气时间间隔可延长，D正确。答案A2. 下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是 ()A. 果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌B. 无论是制作果酒或果醋，都需要不断充入氧气C. 果酒和果醋制作过程中都一定有气体产生D. 酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵解析果酒制作需要的菌种是酵母菌，果醋制作需要的菌种是醋酸菌，A错误;由于酵母菌要在无氧条件下才能够产生酒精，所以在酒精发酵阶段不能通入氧气，B错误；酵母菌在发酵过程中始终有 CO2气体产生，而醋酸菌在缺少糖源的

9、 发酵过程中无气体产生，C错误；酵母菌可以通过无氧呼吸将葡萄糖转化成酒精，醋酸菌可以在氧气和糖源都充足的条件下将葡萄糖转化成醋酸，D正确 答案D科学探究2果酒和果醋的制作过程1. 发酵装置的设计及关键操作观察上面两套发酵装置，回答:(1)用图1装置制作葡萄酒时，每隔12 h左右拧松瓶盖的目的是什么？能否打开瓶盖，为什么?提示 酵母菌发酵过程会产生C02,拧松瓶盖的目的是放出C02,防止发酵瓶爆 裂。不能打开瓶盖，以防止杂菌污染。填表回答图2装置管口 1、2、3的名称及在果酒、果醋制作时的用法或作用名称用法或作用制作果酒制作果醋管口 1管口 2管口 3提示 排气口 打开，排出酒精发酵产生的 CO

10、2打开，排出醋酸发酵产生的CO2充气口 关闭，制造无氧环境进行酒精发酵连接充气泵充入无菌空气出料口 在制作果酒、果醋过程中均可用来取样检测微生物的数量、发酵液的PH等，并放出发酵液(3) 图2装置中为什么要通过长而弯曲的胶管与瓶身连接？提示既能够排气，又能够防止空气中微生物的污染。(4) 在冲洗葡萄时，为什么不能反复多次冲洗葡萄？为什么要先冲洗，再去除枝梗？提示菌种来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌，反复冲洗会减少菌种数量。先冲洗再去除枝梗以避免去枝梗时容易引起葡萄破损，被杂菌污染。图2装置葡萄汁的量不能够超过发酵瓶容积的，原因是提示 2/3先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖， 消耗完氧气后再进行酒

11、精发酵；同时，防止发酵过程中因为产生 CO2造成发酵液溢出2. 在果酒、果醋制作过程中，需要控制的不同条件有哪些？提示 温度不同，因为二者所用的菌种不同。制葡萄酒的过程中，将温度严格 控制在1825 C ；制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在3035 C。气体条 件不同，酒精发酵先通气后密封；果醋发酵需适时通入无菌空气。3. 发酵结果的分析(1) 酒精发酵是否有酒精产生，可用 溶液来检测，在酸性条件下，若呈现则说明有酒精产生。提示重铬酸钾灰绿(2) 制作果酒时若经检测酒精产量不足，分析可能的原因： 若经检测发酵液中酵母菌数量适宜， 可能的原因是O 若经检测发酵液中酵母菌数量不足，可能的原因有 O

12、 提示 发酵瓶密封不严 冲洗葡萄过度、发酵瓶中加入的发酵液过多等(3) 制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，最可能的原因是 O 提示氧气不足O归纳总结1. 果酒和果醋的发酵装置n 出料口童葺亘荃(1) 各管口的作用 充气口：在果醋发酵时连接充气泵进行充气。 排气口：在果酒发酵和果醋发酵时排出产生的 CO2o 出料口：用来取样检测、放出发酵产物。(2) 使用方法制作果酒时，应关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入氧气2. 果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制比较项目果酒制作果醋制作制作流程挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵醋酸发酵果酒果醋发酵温度18 25 C30 35 C发酵时间10 12 d78

13、 d气体控制先通气一段时间再密封发酵瓶；预留发酵瓶1/3的空间需不断通入无菌空气杂困控制 实验材料的冲洗和实验用具的消毒 酸性的发酵液具有抑菌的作用 发酵困种迅速形成优势种X联系制作果醋时，可在果酒发酵的基础上进行果醋发酵探究应用1图甲为果酒和果醋制作的实验流程， 图乙为某同学设计的果酒和果醋的发酵装 置。请据图回答下列问题：累滋冲诜一榕汁_酒析 1科 EJfc酵一罔甲览酒"¾制作走殺. ¾ftQ½K完成图甲中的实验流程，贝U矩形框内应为 。(2) 由果酒转变成果醋的制作时，需要改变的环境条件是 和。(3) 图乙装置中的充气口在酒精发酵过程中要关闭，而排

14、气口在该过程中应开放，目的是排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是(4) 果汁发酵后是否有酒精产生，可用检验。(5) 葡萄在制作果酒的过程中，不需要对葡萄灭菌的原因是 解析(1)醋酸菌可以利用乙醇进行发酵，酒精发酵后可以进行果醋发酵，所以图甲方框中的内容是醋酸发酵。（2）醋酸菌是好氧菌，因此由果酒转变成果醋的 制作时，需要通入氧气，且温度升高到 3035 °C。（3）果酒发酵是在无氧环境中 进行的，因此图乙装置中的充气口在果酒发酵时关闭。酵母菌无氧呼吸时，除了产生酒精，还会释放二氧化碳，因此排气口在果酒发酵时排出的气体是由酵母菌 产生的Co2。排气口要通过一个长而弯曲的胶

15、管与瓶身连接，其目的是避免空气中其他微生物进入发酵装置（防止空气中的微生物污染）。（4）酒精可用酸性重铬酸 钾来检验，在酸性条件下由橙色变成灰绿色。（5）葡萄在制作果酒的过程中，不需要对葡萄灭菌的原因是在缺氧、 酸性的发酵液中，酵母菌迅速成为优势种，抑 制杂菌生长；同时，灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行。答案（1）醋酸发酵（2）通入氧气 温度升高到3035 C （或提高温度）（3）充气口关闭是使酵母菌无氧呼吸产生酒精，排气口开放是排出酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳避免空气中其他微生物进入发酵装置（或防止空气中的微生物污染）（4）酸性重铬酸钾（5）在缺氧、酸性的发酵液中，酵母菌迅速成

16、为优势种，抑制杂菌生长；同时灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行2. 如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是（）A. 改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B. 果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C. 果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D. 气体入口与气体出口可以交换使用解析根据题意和图示分析可知：图示是利用酵母菌和醋酸菌制作果酒和果醋 的装置示意图，其中培养基入口能补充营养物质； 气体入口能通入气体；气体出 口能排出气体。改变通入气体种类（氧气或氮气），可以研究呼吸作用类型对发酵 的影响，A正确；果酒发酵中期通入氮气，酵母菌因

17、缺氧将从有氧呼吸转变为无 氧呼吸，产生酒精，B正确；由于温度能影响微生物酶的活性，所以果醋的发酵 周期与实验设定的温度密切相关，C正确；由于气体入口的导管长，能伸到培养 液中，而气体出口的导管短，没有伸到培养液中，所以气体入口与气体出口不可 以交换使用，D错误。答案DIfluS整會 IT菌种：酵母菌有氧条件进行大量繁殖果酒制作反应式：C6Hl26+ 602S 6CO2+ 6H2O原理无氧条件进行酒精发酵反应式：C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2菌种：醋酸菌果醋制作 K 氧气、糖源充足，把糖分解为醋酸原理原糖源不充足，将乙醇转变为乙醛，再转变为醋酸漳堂达厢I“腺祗达折1.下面是利用微生

18、物制作果酒、果醋的流程示意图，请据图判断下列说法正确的是（）挑选葡萄冲洗榨汁A醋酸发酵果醋A. 制作果酒时，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌B. 榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为 30%的盐酸消毒C. A过程是酒精发酵，A过程完成后，只需要提高一定的温度就能进行果醋发酵D. 根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等解析制作果酒时，用清水冲洗葡萄皮表面不能除去葡萄皮表面上的白色杂菌；榨汁前要将榨汁机清洗晾干，发酵瓶需要清洗干净并用体积分数为 70%的酒 精消毒；A过程是酒精发酵，A过程完成后，需要打开充气口并适当提高温度才 能进行果醋发酵。答案D2. 下列鉴定果酒和

19、果醋制作是否成功的方法中，不合理的是（）A. 通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定B. 通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化进行鉴定C. 对于果醋通过品尝的方法进行鉴定D. 通过检测果醋发酵前后发酵液的 PH变化进行鉴定解析通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化不能鉴定果酒制作是否成功。答案B3. （2018海南卷，30）葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简 易装置如图所示。回答下列问题:（1）试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用 甲装置酿制葡萄酒的优点是 答出两点即可）。葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是答出两点即可）。（3）某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组（乙A和乙B）,乙A装置中保留