【正文】 生物與生活校本課程教案 目錄1. 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用 一．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課題1 果酒和果醋制作教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：理解果酒、果醋制作的原理。能力目標(biāo)：①學(xué)生根據(jù)果酒制作的原理設(shè)計(jì)果酒制作過程，體驗(yàn)制果酒的實(shí)踐操作②在對果酒制作結(jié)果進(jìn)行分析與評價(jià)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。情感目標(biāo)：通過果酒釀制歷史的追述，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，同時(shí)滲透STS教育。教學(xué)重點(diǎn)：① 說明果酒和果醋的制作原理② 設(shè)計(jì)制作裝置制作果酒和果醋教學(xué)難點(diǎn)：制作過程中發(fā)酵條件的控制教學(xué)過程引言：在中華民族悠久的歷史長河中，很多事物都走在世界前列，酒也一樣，有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中，有許多關(guān)于酒的有趣傳說。猿猴釀酒說——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中，一段時(shí)間后，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。在國內(nèi)市場上，近幾年出現(xiàn)了越來越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。果酒與生活——果酒中雖然含有酒精，但含量與白酒、啤酒和葡萄酒比起來非常低，一般為5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人當(dāng)作飯后或睡前的軟飲料來喝。果酒簡單來說就是汲取了水果中的全部營養(yǎng)而做成的酒，其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時(shí)候即使生吃水果也不能吸收的營養(yǎng)，通過果酒卻可以吸收，因?yàn)闋I養(yǎng)成分已經(jīng)完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人體中堆積的作用，使人不容易積累脂肪和贅肉。此外，與其他酒類相比，果酒對于護(hù)理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。課題1從課題背景人手，然后從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程示意圖和提供的資料，較全 面的介紹了果酒和果醋的制作過程。一、基礎(chǔ)知識 1．果酒制作的原理閱讀課本，完成以下問題：（1）果酒的制作需要什么微生物？（2）酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落？（3）酵母菌的代謝類型及其呼吸過程的反應(yīng)式如何？（4）酵母菌的適宜溫度是多少？（5）為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？（6）什么叫發(fā)酵？發(fā)酵等同于無氧呼吸嗎？酵母菌有何實(shí)際應(yīng)用？（1）酵母菌形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落①形態(tài)、結(jié)構(gòu)酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬真核生物，細(xì)胞大小為1~30um，呈圓形、橢圓形等。思考：你認(rèn)為酵母菌的細(xì)胞中有哪些結(jié)構(gòu)？ 你認(rèn)為細(xì)菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？②繁殖酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式進(jìn)行無性生殖。溫度低時(shí)形成孢子，進(jìn)入休眠狀態(tài)，溫度適宜時(shí)，進(jìn)行出芽生殖，繁殖速度快。③菌落： 討論：你知道什么的菌落嗎？ 在生態(tài)學(xué)上一個(gè)菌落屬于什么？ 酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落，其表面濕潤、黏稠，呈白色或粉紅色。（在液體培養(yǎng)基中，有些在液體表面形成菌膜，或在容器壁上出現(xiàn)酵母環(huán)，或產(chǎn)生沉淀。） ④生存的環(huán)境 自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹皮上，（有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。）一年四季，土壤始終是酵母菌的大本營。思考：在發(fā)酵制作葡萄酒的時(shí)候，要對葡萄進(jìn)行消毒嗎？為什么？ 其他微生物與酵母菌的關(guān)系是什么？（2）酵母菌的代謝類型及其呼吸過程①酵母菌的呼吸果酒的制作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，反應(yīng)式如下： 酶 C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量 在無氧條件下，反應(yīng)式如下： 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量思考： 在發(fā)酵過程中，如果要使酵母菌進(jìn)行大量繁殖，應(yīng)怎樣處理？如果要獲得酒精呢？為什么？（3）發(fā)酵1).發(fā)酵概念 廣義：是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。 狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）。2).所以：發(fā)酵≠無氧呼吸。3).應(yīng)用： 釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。（4）溫度要求 繁殖的最適溫度：20℃； 酒精發(fā)酵的最適溫度：18~25℃。 思考：你知道酵母菌需要適宜溫度的原因嗎？ 酵母菌有不同的最適溫度說明了什么？補(bǔ)充：溫度對發(fā)酵的影響酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10℃，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20℃時(shí)為最佳繁殖溫度，此時(shí)酵母菌生殖速度快、生活力強(qiáng)。超過35℃，酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少究竟的損耗，必須控制好發(fā)酵溫度。你知道嗎？一般情況下，葡萄酒呈紅色的原因？ （在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進(jìn)入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。）葡萄酒分成干紅、干白等種類的依據(jù)是什么？（根據(jù)葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三種。 白葡萄酒：用白葡萄釀造，皮汁分離發(fā)酵； 紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發(fā)酵； 桃紅葡萄酒：顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發(fā)酵時(shí)間短。 根據(jù)葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四種。 干葡萄酒：含糖量低于4克/升； 半干葡萄酒：含糖量介于4克12克/升之間； 半甜葡萄酒：含糖量介于12克50克/升之間； 甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。）（5）菌種來源：（在果酒的工業(yè)生產(chǎn)中為了提高果酒的品質(zhì)也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌，例如：干酵母或酒藥）果醋制作的原理 閱讀課本，思考以下問題：（1）醋酸菌的形態(tài)？細(xì)胞結(jié)構(gòu)？（2）醋酸菌有哪些方面的實(shí)際應(yīng)用？（3）醋酸菌的代謝類型？（4）果醋的制作原理？(1)醋酸菌形態(tài)1).從橢圓到桿狀，有單個(gè)，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運(yùn)動或不運(yùn)動，不形成芽孢，屬原核生物，以分裂方式繁殖，新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型。（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點(diǎn)是）2).應(yīng)用：食醋、果醋(2)果醋制作的原理 ，醋酸菌是—種好氧性細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實(shí)驗(yàn)表明，醋酸菌對氧氣的含當(dāng)量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通人氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸茵將葡萄汁中的果糖分解成醋酸；酶C6H12O6 →3CH3COOH（醋酸）當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?反應(yīng)簡式如下)。醋酸菌的最適生長溫度為30℃一35℃。酶酶2C2H5OH+O2 →2CH3CHO（乙醛）+2H2O 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸）過渡：根據(jù)這個(gè)原理，我們是怎樣設(shè)計(jì)果酒、果醋制作方案的？提示：從以下三個(gè)方面考慮：選材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置、操作過程二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1．果酒和果醋實(shí)驗(yàn)流程示意圖沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果酒果醋挑選葡萄閱讀教材34頁，對A、B兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行討論：A：每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時(shí)，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。（來防止發(fā)酵液被污染，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉伎赡芑烊腚s菌）B：分析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個(gè)長而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時(shí)用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個(gè)長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時(shí)，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。實(shí)驗(yàn)操作(1)材料的選擇與處理選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗，除去枝梗。①、取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的葉子。②、用清水沖洗葡萄1－2次除去污物。（注意沖洗次數(shù)不宜太多，為什么？ ）討論：你認(rèn)為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？（應(yīng)該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會。）(2)滅菌討論：你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？（需要從發(fā)酵制作的過程進(jìn)行全面的考慮，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉伎赡芑烊腚s菌。例如：榨汁機(jī)、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。） ①榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干。 ②發(fā)酵裝置要清洗干凈，并用70％的酒精消毒。 (3)榨汁 將沖洗除枝梗的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁。 (4)發(fā)酵 ①將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留要大約1／3的空間 (如圖右圖所示)，并封閉充氣口。 ②制葡萄酒的過程中，將溫度嚴(yán)格控制在18℃～25℃，時(shí)間控制在10～12d左右，可通過出料口對發(fā)酵的情況進(jìn)行。及時(shí)的監(jiān)測。 ③制葡萄醋的過程中，將溫度嚴(yán)格控制在30℃～35℃，時(shí)間控制在