第三节 传统发酵技术教学设计高中生物北师大版2019选择性必修3 生物技术与工程-北师大版2019

第三节传统发酵技术教学设计高中生物北师大版2019选择性必修3生物技术与工程-北师大版2019科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第三节传统发酵技术教学设计高中生物北师大版2019选择性必修3生物技术与工程-北师大版2019教学内容分析一、教学内容分析1.本节课的主要内容包括传统发酵技术的概念、类型（如果酒、果醋、腐乳、泡菜制作），涉及酵母菌、醋酸菌、毛霉等微生物的作用，以及各类发酵的基本原理和流程。2.教学内容与学生已有知识的联系：基于必修1中细胞呼吸（酵母菌无氧呼吸）、微生物类型及代谢等知识，将抽象理论应用于实际发酵过程，深化对微生物代谢与生物技术关系的理解。核心素养目标二、核心素养目标通过传统发酵技术实例，深化微生物代谢与发酵产物关系的生命观念；分析不同发酵中微生物作用及条件控制，提升逻辑推理与模型建构的科学思维；参与发酵实验设计与优化，增强基于证据的科学探究能力；认识传统发酵技术在食品生产、文化传承中的应用价值，形成科技服务生活的社会责任意识。教学难点与重点1.教学重点：明确微生物在传统发酵中的核心作用及发酵条件控制。例如，酵母菌无氧呼吸产酒精（果酒）、醋酸菌有氧转化产乙酸（果醋）、毛霉分泌蛋白酶分解蛋白质（腐乳）等微生物代谢原理；果酒发酵中温度控制（18-25℃抑制杂菌）、泡菜发酵中盐浓度（5%-10%）抑制杂菌等条件控制的核心参数。

2.教学难点：理解微生物代谢类型与发酵条件的逻辑关系，以及条件控制的实际应用。例如，泡菜发酵中乳酸菌无氧环境与亚硝酸盐生成的矛盾，需解释缺氧条件如何促进乳酸菌繁殖同时抑制硝化菌；腐乳发酵中加盐腌制与酶活性的关系，需说明盐浓度如何平衡防腐与蛋白酶活性；果酒与果醋发酵中氧气需求差异的逻辑，需对比酵母菌与醋酸菌的代谢类型差异。教学资源准备四、教学资源准备1.教材：北师大版2019选择性必修3《生物技术与工程》第三节传统发酵技术教材。2.辅助材料：发酵过程步骤图、微生物形态图、条件控制对比图表、传统发酵技术应用视频。3.实验器材：果酒/果醋发酵装置、泡菜坛、腐乳模具、酵母菌粉、醋酸菌液、食盐等，确保器材安全。4.教室布置：分组讨论区、实验操作台，保障合作学习与实验操作空间。教学过程**导入环节**（5分钟）

同学们，早上好！今天我们要学习的是传统发酵技术。请大家先回想一下，你们吃过哪些用传统方法制作的食品？（停顿，等待学生回答）比如家里的泡菜、超市买的果酒，或者腐乳。这些美味的食品背后，都隐藏着微生物的“魔法”。打开课本第45页，我们看到第三节标题——传统发酵技术。这节课，我们将一起揭开这些食品的制作奥秘，探究微生物如何通过代谢为我们创造风味。

**新课讲授**（25分钟）

首先，我们需要明确什么是传统发酵技术。课本第45页第一段指出：传统发酵技术是利用天然微生物或特定微生物的代谢活动，生产或加工食品的技术。它的特点是“天然”“经验传承”，比如古代人用粮食酿酒，用蔬菜做泡菜，都是通过观察自然现象总结出来的。

然后是果醋制作。果醋是在果酒基础上进一步发酵的，关键微生物是醋酸菌。课本第47页指出，醋酸菌是好氧菌，需要氧气参与代谢，将酒精氧化为乙酸（醋酸）。反应方程式是：C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+H₂O。所以，果醋发酵和果酒发酵最大的区别是什么？对，氧气！果酒需要无氧，果醋需要有氧。我们在制作果醋时，需要不断向发酵液中通入氧气，比如用气泵或定期搅拌。

第三个是腐乳制作。课本第48页提到，腐乳的关键微生物是毛霉。毛霉能分泌蛋白酶和脂肪酶，将豆腐中的蛋白质分解为氨基酸，脂肪分解为脂肪酸，这些小分子物质赋予了腐乳独特的风味。那么，腐乳制作中“加盐”的目的是什么？你们小组可以讨论一下。（学生讨论后回答）没错，一是抑制杂菌生长，二是利于豆腐成形，三是调节渗透压，影响毛霉的代谢活动。课本第48页“思考与讨论”还提到，腐乳制作时“长满毛霉的豆腐”需要“切成小块”，这是为了增大毛霉与豆腐的接触面积，促进酶的作用。

最后是泡菜制作。泡菜的关键微生物是乳酸菌，它进行无氧呼吸产生乳酸，使泡菜呈酸味。但课本第49页特别提到，泡菜发酵过程中可能会产生亚硝酸盐，这是需要注意的安全问题。为什么会产生亚硝酸盐？因为蔬菜中含有硝酸盐，在缺氧条件下，硝酸盐还原菌会将硝酸盐还原为亚硝酸盐。如何减少亚硝酸盐？课本第49页建议：腌制时间控制在8天左右，亚硝酸盐含量会达到峰值后下降；盐浓度控制在5%-10%，过高抑制乳酸菌，过低杂菌过多。

**学生活动**（15分钟）

现在，我们进行小组探究活动。全班分成4组，每组负责一种发酵技术：1组果酒，2组果醋，3组腐乳，4组泡菜。请结合课本内容，完成以下任务：

1.列出该技术的关键微生物、代谢类型、产物；

2.总结该技术最关键的控制条件（温度、氧气、盐浓度等），并解释原因；

3.分析该技术中可能存在的问题及解决方法。

（学生分组讨论，教师巡视指导，每组选代表发言）

**实验探究模拟**（20分钟）

**难点突破**（10分钟）

同学们，我们之前提到，泡菜发酵中“缺氧”有利于乳酸菌繁殖，但可能导致亚硝酸盐积累，这似乎是矛盾的。如何理解这个矛盾？（引导学生思考）其实，乳酸菌是厌氧菌，缺氧时大量繁殖，产生乳酸降低pH，抑制硝酸盐还原菌（它们是兼性厌氧菌，pH低时活性降低）。但初期乳酸菌数量不足时，硝酸盐还原菌仍会活动，导致亚硝酸盐短暂积累。所以，控制腌制时间就能解决这个问题——等乳酸菌占据优势，亚硝酸盐就会被分解。这就是课本第49页“泡菜中亚硝酸盐含量变化曲线”呈先升后降的原因。

**总结提升**（5分钟）

**作业布置**（5分钟）

课后请大家完成：1.完成课本第51页“练习与应用”第1、2题；2.设计一份家庭简易果酒制作方案，包括材料（葡萄、白糖、酵母）、步骤（清洗、破碎、发酵、过滤）、条件控制（温度、氧气）；3.查阅资料，了解一种你家乡的传统发酵食品，分析其微生物原理和条件控制。下节课我们分享大家的成果。

今天的课就到这里，下课！学生学习效果**1.知识体系构建与深化**

学生能够准确复述传统发酵技术的概念（北师大版教材第45页），明确其利用天然微生物代谢活动的本质。针对四种典型发酵（果酒、果醋、腐乳、泡菜），学生能独立列出关键微生物（酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌）、代谢类型（无氧呼吸/有氧呼吸/酶促分解）及对应产物（酒精、乙酸、氨基酸/脂肪酸、乳酸）。例如，学生可解释果酒发酵中酵母菌无氧呼吸方程式（C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂），并说明果醋发酵需醋酸菌将酒精氧化为乙酸（C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+H₂O），体现对教材第46-47页代谢原理的深度理解。

**2.条件控制能力的迁移应用**

学生能结合教材中的参数（第46-49页），分析不同发酵技术的核心控制条件。如：

-**果酒发酵**：明确温度需控制在18-25℃（抑制杂菌繁殖），严格密封以维持无氧环境；

-**泡菜制作**：掌握盐浓度5%-10%的临界值（过高抑制乳酸菌，过低导致杂菌滋生），并理解腌制时间需达8天以上以规避亚硝酸盐峰值（对应教材第49页曲线图）；

-**腐乳制作**：解释加盐量与蛋白酶活性的平衡关系（第48页"思考与讨论"），说明切块操作增大接触面积的作用。

**3.科学探究能力的提升**

学生能设计简易实验方案验证发酵条件的影响。例如，针对"氧气对果醋发酵的作用"，可提出对照实验：一组持续通气，一组密封，检测乙酸生成速率。学生能运用教材中的安全规范（如泡菜亚硝酸盐检测），在实验中设置对照组并记录数据，体现科学思维与探究能力。

**4.实际问题解决能力**

学生能结合教材中的案例（第49页泡菜亚硝酸盐问题），分析发酵过程中的矛盾点并提出解决方案。例如：

-泡菜中"缺氧环境促进乳酸菌繁殖但可能积累亚硝酸盐"的矛盾，学生可解释乳酸菌产酸降低pH，抑制硝酸盐还原菌活性，并通过延长腌制时间降低风险；

-腐乳制作中"盐浓度过高抑制毛霉生长"的问题，学生能建议分阶段加盐，兼顾防腐与酶活性。

**5.生物技术与社会责任的融合**

学生通过教材第50页"生物技术与社会"栏目，认识到传统发酵技术在食品工业、文化传承中的价值。例如，学生能举例说明家乡特色发酵食品（如绍兴黄酒、四川泡菜）的微生物原理，并反思工业化生产中传统工艺与现代技术的结合点，形成"科技服务生活"的责任意识。

**6.核心素养的达成**

-**生命观念**：学生能从微生物代谢角度解释发酵产物形成，建立"微生物与环境协同作用"的生物学观点；

-**科学思维**：通过对比果酒与果醋的氧气需求差异，归纳微生物代谢类型与发酵条件的逻辑关系；

-**科学探究**：在小组活动中完成发酵技术参数分析表，提升模型建构与证据分析能力；

-**社会责任**：结合食品安全案例（如亚硝酸盐危害），树立规范操作与科学管理的意识。

综上，学生通过本节课学习，不仅掌握教材规定的知识点，更形成对传统发酵技术的系统性认知，具备条件控制、问题解决及社会责任的综合能力，为后续学习现代生物技术奠定基础。教学评价1.课堂评价：通过提问检测学生对核心概念的掌握，如"酵母菌和醋酸菌的代谢类型差异""泡菜盐浓度控制依据"（对应教材第46-49页）；观察小组讨论中学生对条件控制逻辑的表述（如"果酒密封与果醋通气的矛盾统一"）；课堂小测设计填空题（如"腐乳中毛霉分泌的酶是______"）和简答题（如"分析泡菜亚硝酸盐含量变化曲线"），确保覆盖教材重点知识点。

2.作业评价：批改课本"练习与应用"第1、2题时，重点检查学生对发酵原理的迁移应用（如"果酒变酸的原因"）；点评家庭果酒设计方案时，关注参数设置的科学性（温度18-25℃、酵母菌添加量）及安全规范（亚硝酸盐检测方法）；对家乡传统发酵食品的分析报告，评价微生物原理与工艺的对应关系（如绍兴黄酒的酒曲微生物组成），结合教材第50页"生物技术与社会"栏目内容强化社会责任意识。板书设计①传统发酵技术的概念与特点

-概念：利用天然微生物或特定微生物代谢活动生产加工食品的技术（教材第45页）

-特点：天然性、经验传承、微生物主导

②四种发酵技术的核心要素

1.果酒发酵

-微生物：酵母菌（教材第46页）

-代谢类型：无氧呼吸（C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂）

-关键条件：18-25℃、严格密封（无氧）

2.果醋发酵

-微生物：醋酸菌（教材第47页）

-代谢类型：有氧氧化（C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+H₂O）

-关键条件：30-35℃、持续通气

3.腐乳制作

-微生物：毛霉（教材第48页）

-核心酶：蛋白酶、脂肪酶（分解蛋白质/脂肪）

-关键条件：加