1、選修 1 專題 1 課題 1 果酒和果醋的制作教學(xué)設(shè)計(jì)一、課題目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)說(shuō)明果酒和果醋的制作原理。設(shè)計(jì)制作果酒和果醋的裝置能力目標(biāo)完成果酒和果醋的制作。情感目標(biāo)體驗(yàn)和感受生物技術(shù)給人類生活帶來(lái)的變化。二、課題重點(diǎn)說(shuō)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、課題難點(diǎn)制作過(guò)程中發(fā)酵條件的控制。四 教學(xué)流程教學(xué)流教師活動(dòng)學(xué)生活設(shè)計(jì)程動(dòng)意圖環(huán)1. 章導(dǎo)入：讓學(xué)生閱讀教材章頁(yè)圖材料，感受傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的閱情節(jié)一：歷史和在現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用。讀、傾景導(dǎo)課程導(dǎo)材料： “葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場(chǎng)君莫笑，聽。入本入章和古來(lái)征戰(zhàn)幾人回。 ”這是唐詩(shī)中提及的葡萄酒。其實(shí)人類用不同原本節(jié)

2、料釀酒的歷史約有5000 年了。但直到19 世紀(jì)，法國(guó)的巴期德才發(fā)目標(biāo)。現(xiàn)葡萄汁變酒是酵母菌的發(fā)酵作用。利用不同微生物的發(fā)酵作用制作食品，歷史悠久，遍布民間，一般稱作傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。講述：在這個(gè)專題中，你將親手制作果酒、果醋、腐乳、泡菜，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。相信你收獲的不僅僅是美酒等食品，還有難以忘懷的種種樂(lè)趣。2. 節(jié)導(dǎo)入：講述教材“課題背景”相關(guān)材料，介紹本節(jié)主要目標(biāo)。材料：人類利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。果酒進(jìn)一步發(fā)酵獲得果醋，二者都具有一定的保健養(yǎng)生功能。目標(biāo)：介紹果酒和果醋的制作原理，自己進(jìn)行裝置設(shè)計(jì)，完成果酒、果醋的制作。環(huán)節(jié)二： 講授新課一、基礎(chǔ)知識(shí)（一）果酒制作的原理

3、讓學(xué)生回憶酵母菌相關(guān)知識(shí)，完成關(guān)于酵母菌的類群、代謝類型和生殖方式相關(guān)內(nèi)容。1）類群：（原核生物/ 真核生物）；2）代謝類型：；有氧呼吸反應(yīng)式：；無(wú)氧呼吸（發(fā)酵）反應(yīng)式：；3）生殖方式：；提示：（ 1）原核生物（ 2）異養(yǎng)兼性厭氧型C 6H12O6 6O26CO2 6H2O； C6H12O62C2H5OH 2CO2 （ 3） 出芽生殖（環(huán)境適宜）；孢子生殖（環(huán)境惡劣）讓學(xué)生閱讀教材果酒制作原理內(nèi)容，回答下列問(wèn)題。問(wèn)題1：酵母菌繁殖最適溫度和酒精發(fā)酵適宜溫度？酒精發(fā)酵18 25 ，酵母菌繁殖最適為20 左右。問(wèn)題2：為什么在酒精發(fā)酵過(guò)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

4、吸大量繁殖 。 “密封”的目的是使酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。問(wèn)題3：酒精發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生“先來(lái)水后來(lái)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(wú)氧呼吸才產(chǎn)生酒精。問(wèn)題4：為什么釀造葡萄酒不用添加酵母菌？葡萄糖皮附有野生型酵母菌。問(wèn)題5：葡萄酒呈現(xiàn)深紅色的原因？發(fā)酵過(guò)程中葡萄皮的色素進(jìn)入到發(fā)酵液中。共同歸納果酒制作的原理回憶、回答。閱讀、思考、回答。歸納、呼應(yīng)。說(shuō) 明果 酒和 果醋 的制 作原 理。閱讀、思考、回答菌種：附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。發(fā)酵過(guò)程：有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6 6O26CO2 6H2O； 無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)

5、生酒精：C6H12O62C2H5OH 2CO2。溫度控制：一般酒精發(fā)酵18 25 ， 酵母菌繁殖最適為 20 左右。氣體控制：前期需氧，后期無(wú)氧。(二)果醋制作的原理讓學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，回答下列問(wèn)題。問(wèn)題1：醋酸菌的代謝類型和生長(zhǎng)最適溫度？異養(yǎng)需氧型；30 35 歸 納、呼 應(yīng)。演 練、回 答。問(wèn)題2：醋酸菌如何發(fā)酵生成醋酸？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。問(wèn)題3： 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。共同歸納果醋制作原理菌種：變酸酒表面的醋酸菌。發(fā)酵過(guò)程：氧氣

6、、糖源充足時(shí)：C6H12O6 2O22CH3COO H 2CO2 2H2O；缺少糖源、氧氣充足時(shí)：C2H5OH O2CH3COO H H2O。溫度控制：最適為30 35 。氣體控制：需要充足的氧氣。【典型例題】如圖表示果酒和果醋制作過(guò)程中的物質(zhì)變化過(guò)程，下 TOC o 1-5 h z 列敘述正確的是()H2O CO2 醋酸H2O葡萄糖 丙酮酸 乙醇 CO2系，完成比較表格。A. 過(guò)程和都只能發(fā)生在缺氧條件下B. 過(guò)程和都發(fā)生在酵母菌細(xì)胞的線粒體中C.過(guò)程和都需要氧氣的參與D.過(guò)程所需的最適溫度基本相同酵母繁殖最適溫度為250， 而醋酸菌最適生長(zhǎng)溫度為為 30 35 ，故制作果酒時(shí)，最適溫度為1

7、8 25 ，而制作果醋時(shí)最適溫度為30 35 。1. 制作流程展示制作流程，讓學(xué)生比較酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的區(qū)別和聯(lián)1）實(shí)驗(yàn)流程區(qū)別酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵微生物溫度氧氣聯(lián)系酒精發(fā)酵為 。醋酸發(fā)酵提供2）酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵比較2. 發(fā)酵裝置的設(shè)計(jì)讓學(xué)生觀察分析兩位同學(xué)使用的發(fā)酵裝置，回答問(wèn)題。能夠設(shè)計(jì)制作果酒和果醋的裝置，完演成果練、回酒和答。果醋的制作，體驗(yàn)和感受生物技術(shù)給人類生觀活帶察、分來(lái)的析、回變化。答。圖1 4a 用帶蓋的瓶子制葡萄酒示意圖圖1 4b 果酒和果醋發(fā)酵裝置示意圖問(wèn)題1 ： 圖 1 4a 裝置每隔一段時(shí)間（ 12h） 擰松瓶蓋或打開排氣口，其原因是什么？在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生CO2 ，防

8、止瓶?jī)?nèi)氣壓過(guò)高引起爆裂。問(wèn)題2：圖1 4a 裝置發(fā)酵產(chǎn)生酒精后，再將瓶蓋打開，蓋上一層紗布，進(jìn)行葡萄醋的發(fā)酵。蓋上一層紗布的目的是什么？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。問(wèn)題3：圖1 4b 裝置的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用？為什么排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)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(lái)排出二氧化碳的；出料口是用來(lái)取樣的。排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)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。問(wèn)題4：結(jié)合果酒、果醋的制作原理，你認(rèn)為應(yīng)該如何使用這個(gè)發(fā)酵裝置？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

9、泵，輸入氧氣。三、操作提示材料選擇和處理（ 1）講述：選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄進(jìn)行沖洗，除去枝梗。取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的葉子。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？） 避免沖洗掉附著在葡萄皮上的酵母菌。設(shè)問(wèn)：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(huì)。防止發(fā)酵液被污染1）設(shè)問(wèn)：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(guò)程進(jìn)行全面的考慮，因?yàn)椴僮鞯拿恳徊蕉純A聽、思考、回答。思考、回答?？赡芑烊腚s菌。為避免雜菌污染：榨汁機(jī)要洗凈并晾干；發(fā)酵裝置要洗凈并用70%

10、的酒精消毒；封閉充氣口；若用簡(jiǎn)易的發(fā)酵裝置，每隔一定時(shí)間排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋等。（ 2）共同歸納：主要從以下三個(gè)方面防止發(fā)酵液被污染。榨汁機(jī)要洗凈并晾干；發(fā)酵裝置要洗凈并用70%的酒精消毒；裝入葡萄汁后，封閉充氣口。（ 3）設(shè)問(wèn)：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. 控制發(fā)酵條件（ 1）讓學(xué)生討論回答控制發(fā)酵條件相關(guān)問(wèn)題。問(wèn)題1：制葡萄酒時(shí)，為什么要將溫度控制在18 25 ？制葡萄醋時(shí)，為什么要將溫度控制在30 35 ？溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內(nèi)。而醋酸菌是嗜溫菌，

11、最適生長(zhǎng)溫度為30 35 ， 因此要將溫度控制在30 35 。問(wèn)題2：制葡萄醋時(shí)，為什么要適時(shí)通過(guò)充氣口充氣？醋酸菌是好氧菌，在將酒精變?yōu)榇姿釙r(shí)需要氧的參與，因此要適時(shí)向發(fā)酵液中充氣。問(wèn)題3：在發(fā)酵液裝瓶后問(wèn)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。（ 2）共同歸納控制發(fā)酵條件要點(diǎn)。將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留要大約1 3 的空間。制葡萄酒的過(guò)程中，將溫度嚴(yán)格控制在1825，時(shí)間控制在10 12d 左右，可通過(guò)出料口對(duì)發(fā)酵的情況進(jìn)行。及時(shí)的監(jiān)測(cè)。制葡萄醋的過(guò)程中，將溫度嚴(yán)格控制在3035，時(shí)間控制在前7 8d 左右，并注意適時(shí)通過(guò)充氣口充氣?！镜湫屠}】演練、回答。下面

12、是果酒和果醋制作的實(shí)驗(yàn)流程和某同學(xué)設(shè)計(jì)的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是根據(jù)圖 1 可知，利用葡萄制作果醋時(shí)，必須先進(jìn)行酒精發(fā)酵然后再進(jìn)行果醋發(fā)酵運(yùn) 用相 關(guān)知 識(shí)進(jìn) 行結(jié) 果分 析與 評(píng)價(jià)。沖洗葡萄時(shí)不能次數(shù)過(guò)多，否則果酒的制作會(huì)失敗C.圖 2 中的裝置中排氣口彎曲可防止被空氣中的雜菌污染D.制作果酒要關(guān)閉充氣口、打開排氣口，制作果醋時(shí)充氣口和排氣口都要打開【答案】 A【方法點(diǎn)撥】醋酸菌也可以在糖源和氧氣充足的條件下直接利用糖類進(jìn)行果醋發(fā)酵。酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸生成酒精，要關(guān)閉充氣口，而發(fā)酵過(guò)程中都會(huì)有二氧化碳產(chǎn)生，所以要打開排氣口；醋酸菌屬于需氧菌，所以要始終將充氣口打開。四、

13、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)讓學(xué)生分析討論相關(guān)問(wèn)題，加以評(píng)價(jià)。問(wèn)題 1： 在制葡萄酒和葡萄醋過(guò)程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？其中最明顯的變化發(fā)生在發(fā)酵后多少天？你能分析引起變化的原因嗎？由于發(fā)酵作用，葡萄漿中糖分大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和 C2H5OH，及少量的發(fā)酵副產(chǎn)品。CO2排出越來(lái)越旺盛，使發(fā)酵液出現(xiàn)沸騰，CO2從排氣口排出，在發(fā)酵10 天后，現(xiàn)象最明顯。發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)熱，會(huì)使發(fā)酵液溫度上升，但酒精發(fā)酵溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在1825，發(fā)酵過(guò)程中，果皮上的色素及其他成分逐漸溶解于發(fā)酵液中；在發(fā)酵瓶表面，生成浮槽的蓋子。問(wèn)題2：你如何證實(shí)葡萄汁轉(zhuǎn)化為葡萄酒，是由于酵母菌的發(fā)酵作用？你能想出什么簡(jiǎn)單易行的方法，證明葡萄醋中確

14、實(shí)有醋酸生成嗎？設(shè)置對(duì)照組，將葡萄汁進(jìn)行高壓滅菌，分別裝入A、 B 兩個(gè)發(fā)酵瓶，并各留有1/3 空間，A組加入酵母菌，B組不加，進(jìn)行發(fā)酵，可證明葡萄酒的產(chǎn)生是由于酵母菌的作用。證明葡萄醋中有醋酸生成，簡(jiǎn)單易行的方法是品嘗或用pH 試紙鑒定?！痉椒c(diǎn)撥】果酒果醋制作的檢驗(yàn)檢測(cè)（ 1）果酒的制作是否成功的鑒定方法是：視覺(jué)觀察：逐漸出現(xiàn)紅色（果皮中的色素溶解于其中）；出現(xiàn)氣泡：CO2 ；出現(xiàn)白色菌膜：反映酵母菌的數(shù)量。嗅味和品嘗；顯微鏡觀察；用重鉻酸鉀檢驗(yàn)酒精的存在。（ 2）果醋的制作是否成功的鑒定方法是：觀察菌膜的形成嗅味和品嘗比較發(fā)酵前后的PH值顯微鏡觀察五、課題延伸設(shè)問(wèn)：如何檢測(cè)果汁發(fā)酵后是否

15、有酒精產(chǎn)生？用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色，檢測(cè)時(shí)，先在試管中加入發(fā)酵液2mL，再滴入物質(zhì)的量濃度為3mol/L 的 H2SO4 3 滴，振蕩混勻，最后滴加常溫下飽和的重鉻酸鉀溶液3 滴，振蕩試管，觀察顏色的變化。更進(jìn)一步：想一想，如果要使檢驗(yàn)的結(jié)果更有說(shuō)服力，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)對(duì)照?取沒(méi)有發(fā)酵的果汁用重鉻酸鉀來(lái)檢驗(yàn)。六、相關(guān)鏈接講述：1. 為提高果酒品質(zhì)，更好地抑制其他微生物的生長(zhǎng)，可聽、呼應(yīng)。與實(shí)際聯(lián)系，進(jìn)行不同專題滲透。以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌。而人工培養(yǎng)酵母菌，需要獲得純凈酵母菌菌種。如何將葡萄上附著的酵母菌分離出來(lái)，獲得純凈菌種？你可以在參考“專題

16、2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查閱資料，再作嘗試。. 制作果醋時(shí)，也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋酸菌的菌環(huán)共同回顧本節(jié)要點(diǎn)：呼節(jié)三：一、基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)、回課堂?。ㄒ唬┕浦谱鞔稹＝Y(jié)（ 1）菌種附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。（ 2）發(fā)酵過(guò)程：種可以到當(dāng)?shù)厣a(chǎn)食醋的工廠或菌種保藏中心購(gòu)買。你也可以嘗試從食醋中分離醋酸菌，分離方法參見專題2。突 出本 節(jié)重 點(diǎn)。有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6 6O26CO2 6H2O； 無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O62C2H5OH 2CO2。溫度控制：一般酒精發(fā)酵18 25 ， 酵母菌繁殖最適為 20 左右。氣

17、體控制：前期需氧，后期無(wú)氧。（二）果醋制作1）菌種醋酸菌。2）發(fā)酵過(guò)程：變酸酒表面的菌膜。氧氣、糖源充足時(shí)：C6H12O6 2O22CH3COO H 2CO2 2H2O；缺少糖源、氧氣充足時(shí)：C2H5OH O2CH3COO H H2O。溫度控制：最適為30 35 。氣體控制：需要充足的氧氣。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)四：課堂練習(xí)（ 2015江蘇卷 .24） 下圖為蘋果酒的發(fā)酵裝置示意圖, 下列敘述演正確的是（）練、回發(fā)酵過(guò)程中酒精的產(chǎn)生速率越來(lái)越快集氣管中的氣體是酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2發(fā)酵過(guò)程中酵母種群呈“J ”型增長(zhǎng)若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜, 最可能原因是發(fā)酵瓶漏氣【答案】D【解析】酵母菌首先進(jìn)行有氧呼吸，而后進(jìn)行無(wú)氧呼吸。發(fā)酵過(guò)程中由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少、有害代謝產(chǎn)物的積累，pH 的改變，酒精的產(chǎn)生速率逐漸減慢，A 錯(cuò)誤；集氣管中的氣體是酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2，