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傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用的生物教案
一、三維目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能
1．了解傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。
2．掌握發(fā)酵作用的基本原理和方法。
3．學(xué)習(xí)制作果酒、果醋的實(shí)際操作技能。
4．設(shè)計(jì)并安裝簡(jiǎn)單的生產(chǎn)果酒及果醋的裝置
�。ǘ┻^程與方法
1．引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過程，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力，獲取新知識(shí)的能力以及用簡(jiǎn)約科學(xué)術(shù)語表達(dá)問題的能力。
2．培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力。
3．培養(yǎng)學(xué)生利用已建立的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
�。ㄈ┣楦�、態(tài)度與價(jià)值觀
1．對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度的教育。
2．體驗(yàn)和感受生物技術(shù)給人類生活帶來的變化。
3．培養(yǎng)學(xué)生合作精神。。
二、教學(xué)重點(diǎn)：說明果酒和果醋的制作原理，設(shè)計(jì)制作裝置，制作出果酒和果醋
三、教學(xué)難點(diǎn)：制作過程中發(fā)酵條件的控制
四、教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)
五、教學(xué)工具多媒體課件
六、教學(xué)過程
�。ㄒ唬┮胄抡n
俗語“無酒不成席”、“開門五件事、油鹽醬醋茶”。酒和醋是人們?nèi)粘Ｉ铍x不開的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。從這節(jié)課開始，我們以果酒、果醋等為例學(xué)習(xí)一些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。
�。ǘ┻M(jìn)行新課
�。ㄩ喿x“果酒制作的原理”，引導(dǎo)考學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。）
1．基礎(chǔ)知識(shí)
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(yīng)式：①有氧條件：
�、跓o氧條件：
�。�2）影響酒精發(fā)酵的主要環(huán)境條件有溫度、氧氣和pH。
�、倬凭l(fā)酵是一般將溫度控制在18～25℃范圍內(nèi)，在20℃時(shí)最適宜。
�、诰凭l(fā)酵過程中，要保持缺氧、酸性環(huán)境。
�。ㄩ喿x教材資料，師生討論并完成思考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(jìn)行有氧呼吸大量繁殖。
“密封”的目的是使酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)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(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生了水，然后進(jìn)行無氧呼吸才產(chǎn)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(jìn)入到發(fā)酵液中。
〖思考4〗酵母菌是如何進(jìn)行生殖的？
酵母菌在環(huán)境適宜時(shí)進(jìn)行出芽生殖，環(huán)境不適宜時(shí)產(chǎn)生孢子進(jìn)入休眠狀態(tài)。
（閱讀果醋制作的原理，引導(dǎo)考學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)）
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(shí)，降糖分解形成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)可將乙醇轉(zhuǎn)變成乙醛，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成醋酸。明確醋酸發(fā)酵的反應(yīng)式。
（2）醋酸發(fā)酵的最適宜溫度為30～35℃。
�。◣熒懻摬⑼瓿伤伎�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。
2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2．1實(shí)驗(yàn)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：
�。ㄩ喿x［資料］，學(xué)生討論完成發(fā)酵過程的設(shè)計(jì)。）
2．2設(shè)計(jì)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(shí)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(chǎn)生CO2，防止瓶?jī)?nèi)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(bǔ)充氧氣。
�。�3）在圖1－4b裝置中：
�、俪錃饪诘淖饔檬窃诖姿岚l(fā)酵中補(bǔ)充氧氣；
�、谂艢饪诘淖饔檬窃诎l(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；
�、芘艢饪谀z管長(zhǎng)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(zhì)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(shí)驗(yàn)中所用的榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置等器械進(jìn)行消毒，并使發(fā)酵裝置處于封閉狀態(tài)。
〖思考10〗在實(shí)際生產(chǎn)中，還要對(duì)發(fā)酵液進(jìn)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(nèi)，發(fā)酵時(shí)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(nèi)，發(fā)酵時(shí)間控制在7～8天左右，并保持不斷充氣。
�。▽W(xué)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(shí)存儲(chǔ)發(fā)酵產(chǎn)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(bǔ)充氧氣，你認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法是向發(fā)酵液中通入無菌空氣。
4．結(jié)果分析與評(píng)價(jià)
4．1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
4．2檢驗(yàn)：
酒精發(fā)酵后是否有究竟產(chǎn)生，可用重鉻酸鉀來檢驗(yàn)。
�。�1）原理：在酸性條件下重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈灰綠色。
【補(bǔ)充】為了控制和了解發(fā)酵進(jìn)程，不斷進(jìn)行取樣檢查，其中檢查的項(xiàng)目有原料濃度、產(chǎn)物濃度、發(fā)酵菌含量、溶氧量和pH等。
（2）方法：（填表，注意對(duì)照原則）
5、相關(guān)鏈接
為了提高果酒和果醋的產(chǎn)量和品質(zhì)，抑制其他微生物的生長(zhǎng)，還應(yīng)直接向發(fā)酵液中加入人工培養(yǎng)的優(yōu)良菌種。
�。ㄈ┱n堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題：
1．果酒和果醋制作的原理
2．制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程
3．實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)
學(xué)生應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)掌握果酒和果醋制作的原理，并且學(xué)會(huì)分析操作過程中注意的問題。通過小組討論、聯(lián)系生活來提高合作探究的能力，并且增強(qiáng)學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。
�。ㄋ模⿲�(shí)例探究
例1．生產(chǎn)果醋用的醋酸菌等細(xì)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(zhǎng)D．生存溫度都超過80℃
解析：細(xì)菌的生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、水生長(zhǎng)因子，其中碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子因細(xì)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(zhǎng)共同所需要的物質(zhì)。細(xì)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(huì)直接引起pH變化的是
A．營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗B．微生物呼出的CO2
C．微生物細(xì)胞數(shù)目的增加D．次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累
解析：微生物發(fā)酵過程中，微生物的代謝會(huì)消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可能造成酸堿物質(zhì)消耗不均，從而引起pH的變化；微生物的呼吸作用還會(huì)產(chǎn)生大量的CO2引起pH的變化；同時(shí)產(chǎn)物的種類也能引起pH的變化。答案：C
☆綜合應(yīng)用
例3．在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖度下降到一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和啤酒。根據(jù)上述過程，回答以下問題：
�。�1）該過程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)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進(jìn)行作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。
�。�4）經(jīng)測(cè)定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它發(fā)酵產(chǎn)物。其余1.5%則用于。
�。�5）請(qǐng)寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式。
解析：酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，有氧時(shí)酵母菌能通過出芽生殖的方式大量繁殖，種群數(shù)量增加很快，無氧時(shí)能分解糖類產(chǎn)生酒精，釋放出的能量，大部分儲(chǔ)存在發(fā)酵產(chǎn)物中，極少數(shù)用于自身生長(zhǎng)發(fā)育。
答案：（1）既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸
（2）出芽生殖（3）無氧呼吸（4）自身的生長(zhǎng)繁殖
�。�5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量酶酶
七、板書設(shè)計(jì)
八、教學(xué)反思
【傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用的生物教案】相關(guān)文章：
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