【正文】 . .. . .. 生物與生活校本課程教案 目錄1. 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 一．傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用課題1 果酒和果醋制作教學目標知識目標：理解果酒、果醋制作的原理。能力目標：①學生根據果酒制作的原理設計果酒制作過程，體驗制果酒的實踐操作②在對果酒制作結果進行分析與評價環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生實驗分析能力和嚴謹的思維能力。情感目標：通過果酒釀制歷史的追述，培養(yǎng)學生的民族自豪感，同時滲透STS教育。教學重點：① 說明果酒和果醋的制作原理② 設計制作裝置制作果酒和果醋教學難點：制作過程中發(fā)酵條件的控制教學過程引言：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，一段時間后，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。在國內市場上，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，因為營養(yǎng)成分已經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，果酒對于護理心臟、調節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。課題1從課題背景人手，然后從實驗原理、實驗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)、結構、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？酵母菌有何實際應用？（1）酵母菌形態(tài)、結構、分布、種類及菌落①形態(tài)、結構酵母菌是單細胞真菌，屬真核生物，細胞大小為1~30um，呈圓形、橢圓形等。思考：你認為酵母菌的細胞中有哪些結構？ 你認為細菌與酵母菌在細胞結構上有什么區(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，但多以出芽方式進行無性生殖。溫度低時形成孢子，進入休眠狀態(tài)，溫度適宜時，進行出芽生殖，繁殖速度快。③菌落： 討論：你知道什么的菌落嗎？ 在生態(tài)學上一個菌落屬于什么？ 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)酵制作葡萄酒的時候，要對葡萄進行消毒嗎？為什么？ 其他微生物與酵母菌的關系是什么？（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，反應式如下： 酶 C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量 在無氧條件下，反應式如下： 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量思考： 在發(fā)酵過程中，如果要使酵母菌進行大量繁殖，應怎樣處理？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)來大量生產各種代謝產物的過程。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).應用： 釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產藥用酵母片、生產維生素、生產抗菌素等。（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℃時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強。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、干白等種類的依據是什么？（根據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)酵時間短。 根據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)生產中為了提高果酒的品質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)？細胞結構？（2）醋酸菌有哪些方面的實際應用？（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，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運動或不運動，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，最主要的特點是）2).應用：食醋、果醋(2)果醋制作的原理 ，醋酸菌是—種好氧性細菌，只有當氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動。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。實驗表明，醋酸菌對氧氣的含當量特別敏感，當進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通人氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當氧氣、糖源都充足時，醋酸茵將葡萄汁中的果糖分解成醋酸；酶C6H12O6 →3CH3COOH（醋酸）當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?反應簡式如下)。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：根據這個原理，我們是怎樣設計果酒、果醋制作方案的？提示：從以下三個方面考慮：選材、設計實驗裝置、操作過程二、實驗設計 1．果酒和果醋實驗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兩同學的實驗裝置進行討論：A：每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。（來防止發(fā)酵液被污染，因為操作的每一步都可能混入雜菌）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長而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時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，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。實驗操作(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。（注意沖洗次數不宜太多，為什么？ ）討論：你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？（應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。）(2)滅菌討論：你認為應該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？（需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。） ①榨汁機要清洗干凈，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，將溫度嚴格控制在18℃～25℃，時間控制在10～12d左右，可通過出料口對發(fā)酵的情況進行。及時的監(jiān)測。 ③制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在30℃～35℃，時間控制在前