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第2節(jié)微生物與人類的關(guān)系課程:初中生物學(xué)教材:初中生物學(xué)北師大版(2024)八年級(jí)上冊(cè)章節(jié):第2節(jié)微生物與人類的關(guān)系教材分析本節(jié)課內(nèi)容圍繞微生物與人類的關(guān)系展開(kāi),銜接了學(xué)生已有的生物多樣性知識(shí),聚焦微生物在健康、食品、醫(yī)藥和工業(yè)中的雙重作用,體現(xiàn)“生物與環(huán)境”“生物與生活”的核心概念。教材通過(guò)實(shí)例分析、圖文結(jié)合的方式,呈現(xiàn)了致病微生物的危害及發(fā)酵技術(shù)、抗生素生產(chǎn)等有益應(yīng)用,幫助學(xué)生理解微生物的兩面性。學(xué)習(xí)難點(diǎn)在于區(qū)分寄生性致病與誤食致病的不同機(jī)制,以及發(fā)酵原理的抽象理解。教材設(shè)計(jì)注重聯(lián)系生活實(shí)際,如自制酸奶活動(dòng),強(qiáng)化科學(xué)探究與實(shí)踐能力,培養(yǎng)健康生活觀念和辯證思維,符合初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中“人與自然和諧發(fā)展”的理念要求。同時(shí)滲透了科學(xué)史教育,如抗生素的發(fā)現(xiàn),提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。全篇內(nèi)容結(jié)構(gòu)清晰,由現(xiàn)象到本質(zhì),逐步引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)微生物全面、客觀的認(rèn)識(shí)。學(xué)情分析學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和生物的分類,對(duì)微生物的存在有一定認(rèn)知,但對(duì)微生物與人類關(guān)系的具體實(shí)例了解較少。初中生好奇心強(qiáng),樂(lè)于動(dòng)手實(shí)踐,如制作酸奶等活動(dòng)能激發(fā)興趣,但抽象理解能力有限,需借助圖片、生活案例等直觀手段。本節(jié)重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)有害微生物(如病毒、細(xì)菌)致病方式及有益微生物在食品、醫(yī)藥中的應(yīng)用,難點(diǎn)在于區(qū)分不同微生物的作用機(jī)制。要求學(xué)生能結(jié)合實(shí)例說(shuō)出微生物的利與弊,并理解發(fā)酵原理及其應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)通過(guò)分析微生物引起疾病的具體實(shí)例,解釋某些微生物對(duì)人體健康的危害,形成微生物與人體關(guān)系的辯證生命觀念。基于酸奶制作的原理和抗生素發(fā)現(xiàn)的歷史資料,概括發(fā)酵技術(shù)和抗生素應(yīng)用的科學(xué)邏輯,發(fā)展從現(xiàn)象中歸納規(guī)律的科學(xué)思維。在教師指導(dǎo)下完成酸奶的制作與觀察,描述其性狀并分析關(guān)鍵步驟的作用,提升動(dòng)手操作與實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)踐能力。結(jié)合抗生素使用注意事項(xiàng)和微生物在食品、醫(yī)藥中的應(yīng)用,討論合理利用微生物的重要性,樹(shù)立科學(xué)技術(shù)應(yīng)用需負(fù)責(zé)任的態(tài)度。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)認(rèn)識(shí)微生物與人類的關(guān)系,包括致病性和有益性。理解乳酸菌發(fā)酵制作酸奶的原理及過(guò)程。了解微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用,特別是抗生素的生產(chǎn)和作用。教學(xué)難點(diǎn)區(qū)分不同微生物的致病機(jī)制及其傳播途徑。掌握乳酸菌發(fā)酵的條件控制及其在食品制作中的應(yīng)用。理解抗生素的作用原理及其合理使用的重要性。課堂導(dǎo)入夏季食用變質(zhì)的剩飯或發(fā)霉的花生后出現(xiàn)腹痛、腹瀉甚至更嚴(yán)重的健康問(wèn)題,往往與微生物有關(guān)。某些微生物如痢疾桿菌可通過(guò)污染食物進(jìn)入人體,破壞消化系統(tǒng);黃曲霉產(chǎn)生的毒素則具有強(qiáng)致癌性,威脅人體長(zhǎng)期健康;而艾滋病病毒則攻擊免疫系統(tǒng),使機(jī)體失去抵御疾病的能力。這些疾病的發(fā)生表明,部分微生物對(duì)人類健康構(gòu)成直接威脅。然而,微生物的作用并非全然有害,人們也利用其特性服務(wù)于生活,例如通過(guò)乳酸菌發(fā)酵制作酸奶、泡菜等食品,或利用真菌生產(chǎn)青霉素等抗生素治療感染性疾病。此外,現(xiàn)代生物技術(shù)還借助微生物大規(guī)模生產(chǎn)氨基酸、有機(jī)酸和酶制劑,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和工業(yè)領(lǐng)域。由此可見(jiàn),微生物與人類的關(guān)系具有雙重性。接下來(lái)我們將系統(tǒng)學(xué)習(xí)微生物與人類之間的相互作用。探究新知有些微生物使人患?。ㄒ唬┪⑸锟蓪?dǎo)致人類疾病創(chuàng)設(shè)情景夏季是腸道疾病高發(fā)季節(jié),部分兒童出現(xiàn)腹瀉、腹痛甚至高燒癥狀。這些現(xiàn)象往往與飲食衛(wèi)生有關(guān)。在日常生活中,食物若保存不當(dāng)容易發(fā)霉或腐敗,食用后可能引發(fā)身體不適。這些健康問(wèn)題的背后,常與一類肉眼看不見(jiàn)的生物密切相關(guān)。教師引導(dǎo)提問(wèn):“為什么有些人生病后會(huì)出現(xiàn)發(fā)燒、腹瀉等癥狀?這些癥狀是否可能由某種微小生物引起?”引導(dǎo)學(xué)生思考疾病與微生物的關(guān)系。結(jié)合生活實(shí)例,如“食用發(fā)霉花生后身體不適”,引出某些微生物可通過(guò)食物進(jìn)入人體并造成危害。展示圖片幫助學(xué)生建立直觀認(rèn)識(shí)。
圖12-17成熟的人類免疫缺陷病毒顆粒(箭頭所示,100000×)觀察圖12-17,該圖像顯示的是人類免疫缺陷病毒的形態(tài),放大倍數(shù)高達(dá)十萬(wàn)倍,說(shuō)明這類生物極其微小,必須借助電子顯微鏡才能觀察到。進(jìn)一步提問(wèn):“這種病毒寄生在人體哪種細(xì)胞中?會(huì)對(duì)人體免疫功能產(chǎn)生什么影響?”學(xué)生活動(dòng)閱讀材料并小組討論以下問(wèn)題:艾滋病是由哪種病原體引起的?該病原體主要破壞人體的哪類細(xì)胞?細(xì)菌性痢疾的致病原因是什么?通過(guò)什么途徑傳播?發(fā)霉的花生可能含有什么有害物質(zhì)?是否可以直接食用?教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能準(zhǔn)確找出艾滋病由病毒引起、細(xì)菌性痢疾由痢疾桿菌導(dǎo)致等關(guān)鍵信息。強(qiáng)調(diào)“傳染病多由微生物引發(fā)”,并糾正“所有微生物都致病”的誤解,指出后續(xù)將學(xué)習(xí)有益微生物。針對(duì)“發(fā)霉食物清洗后可食用”的錯(cuò)誤觀念進(jìn)行澄清。教師總結(jié)微生物與疾病關(guān)系:部分微生物寄生在人體表面或體內(nèi),可引發(fā)疾病。病毒如人類免疫缺陷病毒寄生在淋巴細(xì)胞中,破壞免疫系統(tǒng)。細(xì)菌如痢疾桿菌引起細(xì)菌性痢疾,主要通過(guò)污染食物傳播。非寄生性致病微生物:某些微生物雖不寄生,但其代謝產(chǎn)物有毒或致癌。黃曲霉在發(fā)霉花生、玉米上生長(zhǎng),產(chǎn)生的黃曲霉素為強(qiáng)致癌物。腐敗食物致病機(jī)制:細(xì)菌和真菌在適宜條件下快速繁殖,導(dǎo)致食物變質(zhì),人食用后可能患病。(二)微生物污染與食品安全創(chuàng)設(shè)情景家中水果放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后出現(xiàn)腐爛斑塊,表面長(zhǎng)出絨毛狀物,甚至散發(fā)異味。這類現(xiàn)象不僅影響口感,更可能帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。這些變化是否由微生物活動(dòng)引起?腐爛水果是否僅去除壞部分即可安全食用?教師引導(dǎo)展示腐爛水果的典型特征圖片,引導(dǎo)學(xué)生觀察表面霉斑和軟化區(qū)域。
圖12-19腐爛的水果提問(wèn):“水果腐爛是由什么生物引起的?這些生物如何在食物上生存和繁殖?”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí),如細(xì)菌和真菌需要水分、有機(jī)物和適宜溫度才能生長(zhǎng)。進(jìn)一步追問(wèn):“即使切除腐爛部分,剩余果肉是否絕對(duì)安全?為什么?”學(xué)生活動(dòng)以小組為單位完成探究任務(wù):觀察圖12-19,描述水果腐爛部位的外觀特征。推測(cè)導(dǎo)致腐爛的微生物類型(細(xì)菌或真菌),并說(shuō)明理由。設(shè)計(jì)一份家庭食品安全建議清單,包括食物儲(chǔ)存方法和處理原則。教師點(diǎn)評(píng)表?yè)P(yáng)學(xué)生能根據(jù)霉斑形態(tài)判斷可能為真菌感染,能提出“低溫保存”“密封防潮”等合理建議。提醒學(xué)生注意:微生物繁殖具有擴(kuò)散性,腐爛區(qū)域周圍可能已有大量活菌或毒素存在,肉眼不可見(jiàn)。教師總結(jié)食物腐敗原因:細(xì)菌和真菌利用食物中的有機(jī)物,在適宜溫度、濕度下迅速繁殖,導(dǎo)致食物腐爛。食用腐敗食物的風(fēng)險(xiǎn):攝入后可能引發(fā)腸胃疾病或其他健康問(wèn)題。食品安全原則:避免食用明顯腐敗的食物,注意食物儲(chǔ)存條件,防止微生物污染。(三)致病真菌及其代謝產(chǎn)物創(chuàng)設(shè)情景某地曾發(fā)生因食用霉變玉米而導(dǎo)致多人肝臟損傷的事件。調(diào)查發(fā)現(xiàn),這些玉米存放時(shí)間較長(zhǎng)且環(huán)境潮濕,表面可見(jiàn)綠色絨毛狀物。此類食物為何會(huì)對(duì)人體造成長(zhǎng)期傷害?其危害是否僅來(lái)自微生物本身?教師引導(dǎo)展示黃曲霉菌落圖片,介紹其常見(jiàn)生長(zhǎng)環(huán)境。
圖12-18黃曲霉菌落提問(wèn):“圖中綠色絨毛狀結(jié)構(gòu)是什么?它生長(zhǎng)在哪些食物上?”引導(dǎo)學(xué)生識(shí)別黃曲霉的典型特征,并理解其并非直接寄生人體,而是通過(guò)污染食物間接危害健康。進(jìn)一步提問(wèn):“如果只是加熱處理霉變食物,能否完全消除危害?為什么?”學(xué)生活動(dòng)小組合作分析案例:列出黃曲霉易滋生的食物種類。查找資料說(shuō)明黃曲霉素的危害性質(zhì)(如耐高溫、致癌性)。討論“輕微發(fā)霉的食物削去霉變部分后能否食用”的科學(xué)依據(jù)。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能準(zhǔn)確指出花生、玉米等易受黃曲霉污染,能理解毒素的穩(wěn)定性特點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)“加熱不能完全破壞黃曲霉素”,因此不能依賴烹飪消除風(fēng)險(xiǎn)。教師總結(jié)黃曲霉的分布:常見(jiàn)于發(fā)霉的花生、玉米及其制品。黃曲霉素的危害:由某些黃曲霉菌株產(chǎn)生,具有強(qiáng)致癌性,長(zhǎng)期攝入增加肝癌風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)防措施:妥善保存谷物和堅(jiān)果類食品,避免食用已霉變的食物。制作酸奶探究酸奶的制作實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)親手制作酸奶,理解酸奶制作的技術(shù)原理,掌握酸奶的制作方法,了解微生物發(fā)酵在食品制作中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)器材酸奶、鮮牛奶(視容器大小定量)、帶密封蓋的玻璃杯或瓶子、湯勺等。問(wèn)題分析為什么要對(duì)容器進(jìn)行清洗和煮沸消毒?
回答:防止其他雜菌污染,保證酸奶制作過(guò)程中乳酸菌發(fā)酵的環(huán)境純凈。為什么要向牛奶中加入白砂糖?
回答:白砂糖為乳酸菌發(fā)酵提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)繁殖。為什么要把煮開(kāi)的牛奶冷卻到35-38℃后才加入酸奶?
回答:溫度過(guò)高會(huì)殺死酸奶中的乳酸菌,35-38℃是乳酸菌適宜的生存溫度范圍。實(shí)驗(yàn)展開(kāi)容器準(zhǔn)備:將容器仔細(xì)清洗干凈,然后進(jìn)行煮沸消毒。目的:清除容器內(nèi)原有的微生物,避免雜菌對(duì)酸奶制作產(chǎn)生干擾。注意事項(xiàng):煮沸時(shí)注意安全,防止?fàn)C傷。牛奶處理:向牛奶中加入適量白砂糖,將牛奶煮開(kāi)。目的:高溫殺菌,同時(shí)使白砂糖充分溶解。注意事項(xiàng):加熱過(guò)程中要不斷攪拌,防止牛奶糊鍋。煮開(kāi)后將牛奶冷卻到35-38℃。原因:此溫度范圍適合乳酸菌生存與發(fā)酵,溫度過(guò)高會(huì)破壞乳酸菌活性。接種酸奶:把冷卻好的牛奶倒入玻璃杯或瓶中,加入兩勺喜歡吃的酸奶,攪拌均勻。目的:加入的酸奶中含有乳酸菌,攪拌使乳酸菌均勻分布在牛奶中,為發(fā)酵做準(zhǔn)備。注意事項(xiàng):湯勺要干凈,避免帶入雜菌。密封培養(yǎng):蓋嚴(yán)瓶蓋,放在20-30℃條件下培養(yǎng)1-2天;或者攪拌均勻后倒入保溫杯,蓋嚴(yán)瓶蓋保溫8-10h。目的:提供乳酸菌無(wú)氧且適宜溫度的發(fā)酵環(huán)境。分析:乳酸菌在無(wú)氧條件下發(fā)酵,將牛奶中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸。不同培養(yǎng)方式只是時(shí)間和條件略有差異,原理相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論觀察與品嘗:在品嘗酸奶之前仔細(xì)觀察酸奶的色澤和形態(tài)。如果制備的酸奶顏色呈乳白色,質(zhì)地均勻而細(xì)膩,形態(tài)呈蛋羹狀或豆腐腦狀,沒(méi)有異味,則表明酸奶質(zhì)量合格,可以品嘗。教師提問(wèn):從觀察到的酸奶狀態(tài),結(jié)合制作過(guò)程,能得出什么結(jié)論?學(xué)生回答:酸奶的形成是乳酸菌在適宜溫度和無(wú)氧條件下發(fā)酵牛奶中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生乳酸,使液態(tài)牛奶轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。討論為什么酸奶的口味和鮮牛奶不同?
回答:酸奶發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌產(chǎn)生乳酸,改變了牛奶的成分和口感,所以口味不同。請(qǐng)舉出一種利用同樣原理制作的食品或飼料。
回答:四川泡菜主要是利用乳酸菌發(fā)酵制作的,飼養(yǎng)奶牛等動(dòng)物的青貯飼料也是利用乳酸菌的發(fā)酵作用加工的。歸納總結(jié)發(fā)酵原理:酸奶制作利用乳酸菌發(fā)酵。乳酸菌在溫度適宜、無(wú)氧條件下,將牛奶中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乳酸,乳酸使液態(tài)牛奶變?yōu)楣虘B(tài)酸奶。發(fā)酵條件:適宜溫度(35-38℃最佳),無(wú)氧環(huán)境。發(fā)酵應(yīng)用:不僅用于制作酸奶,還可制作四川泡菜、青貯飼料等發(fā)酵食品和飼料。設(shè)計(jì)意圖通過(guò)制作酸奶的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力,使其掌握微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)操作技能。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象,提升邏輯思維與分析問(wèn)題能力。讓學(xué)生了解發(fā)酵在食品制作中的應(yīng)用,增強(qiáng)對(duì)生物與生活聯(lián)系的認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。制作米酒實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?)理解米飯?jiān)诰魄饔孟箩劤擅拙频幕驹怼?/p>
(2)學(xué)會(huì)家庭制作米酒的一般方法,通過(guò)親自動(dòng)手操作掌握相關(guān)技能。教師簡(jiǎn)要概括實(shí)驗(yàn)需要用到的實(shí)驗(yàn)器材:酒曲、糯米(或黃米)、蒸籠、盆、紗布、砂鍋(或瓦煲)、恒溫箱等。問(wèn)題分析酒曲在釀制米酒過(guò)程中扮演什么角色?
——酒曲中含有多種微生物,能促使米飯發(fā)酵釀成米酒。為什么要將糯米浸泡12h左右?
——使米粒充分吸水,便于后續(xù)蒸煮時(shí)更容易熟透,且能捏成粉末狀,有利于發(fā)酵。把蒸好的米飯冷卻至40℃以下的原因是什么?
——溫度過(guò)高會(huì)殺死酒曲中的微生物,影響發(fā)酵效果。實(shí)驗(yàn)展開(kāi):準(zhǔn)備階段:仔細(xì)洗凈所有用具,保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境干凈衛(wèi)生,防止雜菌污染影響米酒釀制。將糯米(或黃米)淘洗干凈,去除雜質(zhì)。把糯米浸泡12h左右,期間觀察米粒狀態(tài),當(dāng)能用手輕易捏成粉末狀時(shí),撈出瀝水,確保多余水分瀝干,避免影響后續(xù)發(fā)酵。蒸煮階段:在每層蒸籠里均勻鋪好紗布,防止米粒掉落,再將浸泡后的米粒平鋪上一薄層,注意厚度均勻,以便受熱一致。高溫蒸30min左右,確保米粒熟透,為后續(xù)發(fā)酵提供良好基礎(chǔ)。冷卻與混合階段:將蒸好的米飯倒入盆里,用涼開(kāi)水浸泡,使米飯迅速冷卻至40℃以下,這一步很關(guān)鍵,過(guò)高溫度會(huì)破壞酒曲中微生物活性。然后把水瀝干,將飯粒攤開(kāi),加快散熱,且利于后續(xù)與酒曲均勻混合。按照說(shuō)明書用量,取適量酒曲備用。若購(gòu)買的酒曲為塊狀,需碾碎后使用,這樣能增大酒曲與米飯的接觸面積,使發(fā)酵更充分。接著將米飯倒入砂鍋里,把酒曲與米飯均勻攪拌在一起,在米飯中央挖出一個(gè)幾乎見(jiàn)底的圓坑,圓坑的作用是增加氧氣,有利于初期酵母菌等微生物的繁殖。發(fā)酵階段:蓋好砂鍋的蓋子,把砂鍋放入恒溫箱內(nèi)保溫,溫度保持在30℃左右,該溫度適宜酒曲中微生物生長(zhǎng)繁殖與發(fā)酵。等待24-36h,期間可觀察米飯狀態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果并提問(wèn):24-36h后,看到米飯中央圓坑內(nèi)有酒滲出,這一現(xiàn)象說(shuō)明什么?學(xué)生根據(jù)觀察和所學(xué)知識(shí)回答:說(shuō)明米飯?jiān)诰魄饔孟陆?jīng)過(guò)發(fā)酵成功釀成了米酒。討論酒曲對(duì)釀制米酒起什么作用?為什么要與米飯混合均勻?
——酒曲中含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌等多種微生物,根霉、曲霉和毛霉把淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖,酵母菌把葡萄糖轉(zhuǎn)化成酒精,所以酒曲是發(fā)酵的關(guān)鍵。與米飯混合均勻能使微生物充分接觸米飯中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),讓發(fā)酵更充分。如果釀制米酒的時(shí)間延長(zhǎng),味道會(huì)發(fā)生變化嗎?
——可能會(huì)發(fā)生變化。時(shí)間延長(zhǎng),酒精含量可能進(jìn)一步增加,酒味更濃郁,同時(shí)可能因微生物繼續(xù)作用產(chǎn)生其他代謝產(chǎn)物,使味道更復(fù)雜,甚至可能因過(guò)度發(fā)酵產(chǎn)生酸味等異常味道。你制作的米酒成功嗎?根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn),說(shuō)出釀制米酒過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題。
——成功的關(guān)鍵在于用具干凈衛(wèi)生、溫度控制恰當(dāng)、酒曲用量合適等。注意事項(xiàng)有洗凈用具防止雜菌污染;嚴(yán)格控制米飯冷卻溫度,避免過(guò)高殺死微生物;準(zhǔn)確把握酒曲用量;控制好發(fā)酵溫度和時(shí)間等。歸納總結(jié):微生物作用:酒曲中包含根霉、曲霉、毛霉、酵母菌等多種微生物,在米酒釀制過(guò)程中,根霉、曲霉和毛霉將淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖,酵母菌把葡萄糖轉(zhuǎn)化成酒精。制作原理:在30℃左右適宜溫度下,米飯?jiān)诰魄形⑸锏陌l(fā)酵作用下被釀成米酒。制作要點(diǎn):用具要洗凈,防止雜菌污染;糯米浸泡時(shí)間要合適,保證蒸煮效果;蒸好米飯冷卻至合適溫度,避免影響微生物活性;酒曲與米飯混合均勻,利于發(fā)酵充分;控制好發(fā)酵溫度和時(shí)間。設(shè)計(jì)意圖通過(guò)本實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手制作米酒,鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力,使其掌握制作米酒的技能。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生思考每個(gè)步驟的目的和原理,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與討論,加深學(xué)生對(duì)微生物發(fā)酵原理的理解,提升學(xué)生歸納總結(jié)和知識(shí)遷移能力,激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。制作發(fā)酵醬制作發(fā)酵醬實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)制作面醬、黃醬和豆豉這幾種發(fā)酵醬的基本方法,理解發(fā)酵原理,明確微生物在發(fā)酵過(guò)程中的作用,掌握不同發(fā)酵醬制作所需的條件及原料處理方式。實(shí)驗(yàn)器材制作面醬:面粉、水、食鹽、竹管、醬缸、紗布。
制作黃醬:黃豆、面粉、發(fā)酵曲、食鹽、醬缸、紗布。
制作豆豉:黃豆、食鹽、涼開(kāi)水、白酒、八角粉、花椒粉、回香粉、泡菜壇。問(wèn)題分析制作這些發(fā)酵醬是否有微生物參與,發(fā)酵微生物從哪里來(lái)?
回答:有微生物參與,制作面醬和黃醬主要是米曲霉,制作豆豉有米曲霉、毛霉、黑根霉等。制作面醬、黃醬和豆豉天然發(fā)酵制曲時(shí),微生物來(lái)自空氣中;若接種制曲,如制醬曲可接種普通發(fā)酵曲“3042米曲霉”。制作時(shí)為什么要將原料蒸熟?
回答:將原料蒸熟可殺死原料中的雜菌,為后續(xù)發(fā)酵微生物創(chuàng)造良好生長(zhǎng)環(huán)境,同時(shí)使原料易于被微生物分解利用。不同發(fā)酵醬制作過(guò)程要求環(huán)境條件不同的原因是什么?
回答:不同發(fā)酵醬所用發(fā)酵微生物種類不同,其生長(zhǎng)繁殖和代謝所需環(huán)境條件不同,所以制作過(guò)程要求的環(huán)境條件不同。制作過(guò)程中加入適量食鹽的主要目的是什么?
回答:一方面抑制腐生性微生物活動(dòng),防止發(fā)酵醬變質(zhì);另一方面使產(chǎn)品咸香適口。為什么制作面醬和黃醬要將醬曲置于陽(yáng)光下暴曬,而制作豆豉要將原料密封在泡菜壇內(nèi)?
回答:制作面醬和黃醬時(shí),陽(yáng)光暴曬可提高溫度,利于米曲霉等微生物發(fā)酵,同時(shí)促使水分蒸發(fā),讓醬的質(zhì)地和風(fēng)味更好;制作豆豉用的部分微生物如毛霉等在無(wú)氧或微氧環(huán)境生長(zhǎng)良好,密封泡菜壇可創(chuàng)造這樣的環(huán)境。實(shí)驗(yàn)展開(kāi)制作面醬蒸餅:準(zhǔn)確稱取1kg面粉,緩慢加入適量水,充分揉制成面餅,然后將面餅放入蒸鍋中蒸熟。
目的:面粉蒸熟后更利于微生物分解利用,為后續(xù)發(fā)酵提供合適底物。
注意事項(xiàng):加水時(shí)要緩慢,確保面粉能充分吸收水分,揉面要均勻,避免出現(xiàn)干面或面疙瘩;蒸制時(shí)注意火候和時(shí)間,保證面餅熟透。制曲:將蒸好的面餅放入竹管,放置在空氣不流通、溫度約30℃的環(huán)境。大約7天,觀察到面餅周圍長(zhǎng)出綠黃色菌絲,即得到面醬曲。
目的:模擬米曲霉適宜生長(zhǎng)環(huán)境,讓其在面餅上生長(zhǎng)繁殖,分泌發(fā)酵所需的酶。
注意事項(xiàng):嚴(yán)格控制環(huán)境溫度和空氣流通,溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響米曲霉生長(zhǎng),空氣流通不暢易滋生雜菌,可通過(guò)溫度計(jì)監(jiān)測(cè)溫度,盡量保持環(huán)境穩(wěn)定。制醬:把晾干的面醬曲搗碎,放入醬缸。用適量熱水將75g食鹽溶解,待鹽水冷卻后倒入醬缸,與面醬曲攪拌均勻。
目的:食鹽不僅調(diào)味,還能調(diào)節(jié)滲透壓,抑制雜菌生長(zhǎng);攪拌使食鹽和曲充分混合,利于發(fā)酵均勻進(jìn)行。
注意事項(xiàng):熱水溶解食鹽后一定要冷卻,否則高溫會(huì)殺死曲中的微生物;攪拌要充分,確保各處成分均勻。曬醬:在醬缸口罩一層紗布并扎緊,移至陽(yáng)光下晾曬。每天早晚各攪拌一次,雨天移入室內(nèi)或蓋嚴(yán)。經(jīng)過(guò)20-30天制成甜面醬。
目的:陽(yáng)光照射提高溫度促進(jìn)發(fā)酵,紗布既能防止雜物落入,又能保證空氣適度流通;攪拌使醬受熱均勻,發(fā)酵更充分。
注意事項(xiàng):按時(shí)攪拌,關(guān)注天氣變化,及時(shí)將醬缸移入室內(nèi)避免雨水進(jìn)入,影響發(fā)酵。制作黃醬蒸豆:將1kg沖洗干凈的黃豆用水浸泡24h,瀝干水分后蒸至爛熟。
目的:浸泡使黃豆吸水膨脹,便于蒸熟和后續(xù)微生物分解;蒸爛使黃豆結(jié)構(gòu)更疏松,利于微生物利用。
注意事項(xiàng):浸泡時(shí)間要足夠,確保黃豆充分吸水;蒸制時(shí)注意火候和時(shí)間,保證黃豆熟透但不過(guò)度軟爛。制曲:待蒸熟黃豆冷卻至35℃左右,加入3kg面粉和3g發(fā)酵曲,攤平至約3.5cm厚,放在溫暖處保溫發(fā)酵。48h后翻動(dòng)一次,直至長(zhǎng)滿黃綠色菌毛,得到黃醬曲。
目的:適宜溫度利于米曲霉等微生物在面粉和黃豆混合物上生長(zhǎng)繁殖,翻動(dòng)可使各處發(fā)酵均勻。
注意事項(xiàng):嚴(yán)格控制溫度,溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響微生物生長(zhǎng);翻動(dòng)時(shí)動(dòng)作要輕,避免破壞微生物生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。制醬:把黃醬曲搗碎放入醬缸,用2L沸水溶解0.4kg食鹽,冷卻后倒入缸內(nèi)攪拌均勻。
目的:同制作面醬時(shí)制醬步驟,食鹽調(diào)節(jié)滲透壓抑制雜菌,攪拌促進(jìn)均勻發(fā)酵。
注意事項(xiàng):與制作面醬制醬步驟注意事項(xiàng)相同。曬醬:方法與制作面醬相同,曬醬過(guò)程中每隔15天左右攪拌一次,兩個(gè)月后可食用。
目的和注意事項(xiàng):與制作面醬曬醬步驟類似,只是攪拌頻率不同,因黃醬發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng),所以攪拌間隔時(shí)間也長(zhǎng)。制作豆豉泡豆:將1kg沖洗干凈的黃豆用水浸泡2-3h,豆粒吸水膨脹后撈出瀝水。
目的:使黃豆吸收適量水分,便于后續(xù)蒸制和微生物作用。
注意事項(xiàng):控制浸泡時(shí)間,時(shí)間過(guò)短黃豆吸水不足,過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致黃豆變質(zhì)。蒸豆:用急火蒸黃豆,水蒸氣冒出后蓋上鍋蓋繼續(xù)蒸,每2h翻動(dòng)一次,直至能用手捏成餅狀。
目的:急火蒸使黃豆快速受熱,翻動(dòng)保證受熱均勻,蒸至能捏成餅狀表明黃豆熟透且質(zhì)地適宜微生物發(fā)酵。
注意事項(xiàng):注意火候和翻動(dòng)頻率,避免黃豆局部過(guò)熱或過(guò)生。制曲:將蒸熟黃豆平鋪在通氣、避風(fēng)和不見(jiàn)陽(yáng)光的室內(nèi),在適宜溫度下,經(jīng)過(guò)15-21天,豆料長(zhǎng)滿菌絲并散發(fā)香味。
目的:為米曲霉、毛霉、黑根霉等微生物創(chuàng)造適宜生長(zhǎng)環(huán)境,讓其充分發(fā)酵。
注意事項(xiàng):保持室內(nèi)通氣、避風(fēng)、不見(jiàn)光,溫度適宜,可通過(guò)溫度計(jì)監(jiān)測(cè)溫度,必要時(shí)采取措施調(diào)節(jié)。封壇:每千克黃豆加入食鹽180g、涼開(kāi)水60mL、白酒10mL以及八角粉、花椒粉、回香粉各2g,攪拌均勻裝入泡菜壇,用泡紙密封壇口,蓋上壇蓋,保持泡菜壇水槽內(nèi)有水。6個(gè)月后制成豆豉。
目的:食鹽調(diào)味并抑制雜菌,白酒殺菌增香,香料增添風(fēng)味,密封創(chuàng)造無(wú)氧或微氧環(huán)境利于特定微生物發(fā)酵。
注意事項(xiàng):各種配料比例要準(zhǔn)確,密封要嚴(yán)實(shí),定期檢查水槽內(nèi)水位,及時(shí)補(bǔ)充水分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論教師展示實(shí)驗(yàn)成果并提問(wèn)觀察制作好的面醬、黃醬和豆豉,結(jié)合制作過(guò)程,思考能得出什么結(jié)論?學(xué)生觀察并回答制作面醬、黃醬和豆豉都有微生物參與發(fā)酵,不同發(fā)酵醬因所用微生物種類不同,制作方法和條件有差別。原料蒸熟、加入食鹽、控制環(huán)境條件等操作對(duì)發(fā)酵成功和產(chǎn)品質(zhì)量很重要。討論品嘗親手制作的面醬、黃醬或豆豉,描述它們各自的口味特色。
回答:面醬咸中帶甜,有甜香口味;黃醬有濃郁醬味;豆豉口味香甜,松散滋潤(rùn)。從微生物角度分析,為什么不同發(fā)酵醬口味不同?
回答:不同發(fā)酵醬所用微生物不同,其代謝產(chǎn)物不同,對(duì)面醬、黃醬和豆豉原料分解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的物質(zhì)不同,導(dǎo)致口味不同。如面醬中米曲霉將淀粉水解為麥芽糖、葡萄糖等產(chǎn)生甜味,水解少量蛋白質(zhì)為氨基酸產(chǎn)生鮮味。歸納總結(jié)發(fā)酵微生物:制作面醬、黃醬主要用米曲霉,豆豉用米曲霉、毛霉、黑根霉等。微生物在發(fā)酵中分解原料,產(chǎn)生不同物質(zhì),形成不同風(fēng)味。原料處理:都需將原料蒸熟,殺死雜菌,利于微生物分解。不同發(fā)酵醬原料不同,如面醬以面粉為主,黃醬有面粉和黃豆,豆豉主要是黃豆。環(huán)境條件:不同發(fā)酵醬因微生物不同,所需環(huán)境條件不同。制曲溫度、空氣流通、光照等條件影響微生物生長(zhǎng)繁殖和發(fā)酵。如面醬、黃醬制曲需特定溫度,曬醬需陽(yáng)光;豆豉制曲需通氣、避風(fēng)、不見(jiàn)光,封壇需無(wú)氧或微氧環(huán)境。食鹽作用:制作過(guò)程加入適量食鹽,抑制腐生性微生物活動(dòng),保證發(fā)酵正常進(jìn)行,同時(shí)使產(chǎn)品咸香適口。制曲知識(shí):制曲是傳統(tǒng)發(fā)酵關(guān)鍵環(huán)節(jié),分為天然發(fā)酵制曲(利用空氣中微生物)和接種制曲(利用人工分離培養(yǎng)微生物,如“3042米曲霉”),通過(guò)制曲讓微生物分泌發(fā)酵所需酶,促使原料分解、轉(zhuǎn)化和合成相應(yīng)物質(zhì)。微生物應(yīng)用:乳酸菌用于制作酸奶,根霉、曲霉、毛霉等霉菌用于制作米酒和發(fā)酵醬,酵母菌用于釀造果酒、白酒、啤酒,制作饅頭、面包等,微生物讓發(fā)酵食品種類更豐富。設(shè)計(jì)意圖通過(guò)親自動(dòng)手制作發(fā)酵醬,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用各種實(shí)驗(yàn)器具和處理原料。在制作過(guò)程中,學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,理解不同操作步驟目的和原理,提升科學(xué)思維能力。觀察不同發(fā)酵階段現(xiàn)象,記錄和分析結(jié)果,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。通過(guò)了解微生物在發(fā)酵食品制作中的應(yīng)用,體會(huì)生物知識(shí)與生活聯(lián)系,增強(qiáng)對(duì)生物學(xué)科興趣,培養(yǎng)將生物知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際的意識(shí)和能力。微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用(一)微生物產(chǎn)生的抗生素及其來(lái)源創(chuàng)設(shè)情景在日常生活中,當(dāng)人們患了細(xì)菌性感冒或咽喉炎時(shí),醫(yī)生常會(huì)開(kāi)具抗生素類藥物進(jìn)行治療。這些藥物能有效抑制或殺滅致病細(xì)菌,幫助患者恢復(fù)健康。然而,你知道這些抗生素是從哪里來(lái)的嗎?它們是否由人工化學(xué)合成?事實(shí)上,許多抗生素來(lái)源于自然界中的一類特殊生物——微生物。教師引導(dǎo)提問(wèn):“我們常說(shuō)的‘青霉素’是一種什么藥?它又是從哪種生物中發(fā)現(xiàn)的?”引導(dǎo)學(xué)生回憶生活常識(shí)和科學(xué)史知識(shí)。進(jìn)一步設(shè)問(wèn):“除了青霉素,還有哪些常見(jiàn)的抗生素?它們是否也都來(lái)自同一種生物?”結(jié)合問(wèn)題,引入弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的歷史背景,激發(fā)學(xué)生探究興趣。
圖12-21放線菌(番紅染色,1000×)觀察圖片中的放線菌形態(tài),提示學(xué)生注意其細(xì)長(zhǎng)分支的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并提問(wèn):“這種看起來(lái)像真菌的微生物屬于哪一類生物?它在土壤中廣泛存在,與我們使用的某些抗生素有何關(guān)系?”學(xué)生活動(dòng)以小組為單位,閱讀教材內(nèi)容并完成以下任務(wù):列出文中提到的抗生素名稱及其產(chǎn)生微生物類型。將抗生素分為“由真菌產(chǎn)生”和“由放線菌產(chǎn)生”兩類,填寫分類表格。結(jié)合圖片討論:為什么科學(xué)家能在土壤中分離出大量抗生素產(chǎn)生菌?抗生素名稱產(chǎn)生微生物類型青霉素真菌頭孢霉素真菌鏈霉素放線菌金霉素放線菌卡那霉素放線菌慶大霉素放線菌教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生準(zhǔn)確區(qū)分真菌與放線菌作為抗生素來(lái)源的能力,強(qiáng)調(diào)分類依據(jù)應(yīng)基于原文信息。針對(duì)部分學(xué)生誤認(rèn)為“所有抗生素都來(lái)自真菌”的錯(cuò)誤認(rèn)知,結(jié)合圖片和實(shí)例說(shuō)明放線菌的重要性,指出其在抗生素生產(chǎn)中的主導(dǎo)地位。教師總結(jié)抗生素的定義:由微生物產(chǎn)生的、能抑制或殺死其他微生物的物質(zhì)。主要來(lái)源:青霉素和頭孢霉素由相應(yīng)的真菌產(chǎn)生;鏈霉素、金霉素、卡那霉素、慶大霉素等由放線菌產(chǎn)生。放線菌的特點(diǎn):廣泛分布于土壤中,具有分支狀菌絲結(jié)構(gòu),在顯微鏡下可通過(guò)染色觀察其形態(tài)。(二)抗生素的應(yīng)用與合理使用創(chuàng)設(shè)情景近年來(lái),一些養(yǎng)殖場(chǎng)為了預(yù)防家禽家畜生病,長(zhǎng)期在其飼料中添加抗生素。這種做法雖然降低了動(dòng)物患病風(fēng)險(xiǎn),但隨之而來(lái)的是肉類、蛋類和奶制品中可能殘留抗生素。如果人類長(zhǎng)期食用這類食品,可能會(huì)導(dǎo)致身體對(duì)抗生素的敏感性下降,影響未來(lái)疾病的治療效果。教師引導(dǎo)提問(wèn):“抗生素為什么能治療細(xì)菌引起的疾???它對(duì)人體有沒(méi)有副作用?”引導(dǎo)學(xué)生思考抗生素的作用機(jī)制與潛在風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步設(shè)問(wèn):“如果自己感冒了,能不能隨便服用家里剩下的抗生素?為什么必須遵照醫(yī)囑使用?”通過(guò)問(wèn)題鏈引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)濫用抗生素的危害。學(xué)生活動(dòng)開(kāi)展角色扮演活動(dòng):學(xué)生分組模擬“醫(yī)生”“患者”“養(yǎng)殖戶”三種身份,圍繞“抗生素能否隨意使用”展開(kāi)簡(jiǎn)短對(duì)話?!搬t(yī)生”解釋抗生素適用范圍及濫用后果;“患者”提出自行購(gòu)藥的想法;“養(yǎng)殖戶”說(shuō)明養(yǎng)殖中使用抗生素的原因。
每組討論后歸納觀點(diǎn),形成共識(shí):抗生素必須科學(xué)使用。教師點(diǎn)評(píng)表?yè)P(yáng)學(xué)生能從不同角度分析問(wèn)題,特別是能指出“抗生素只對(duì)細(xì)菌有效,對(duì)病毒無(wú)效”這一關(guān)鍵點(diǎn)。糾正個(gè)別學(xué)生認(rèn)為“抗生素是萬(wàn)能消炎藥”的誤解,強(qiáng)調(diào)其針對(duì)性和局限性。教師總結(jié)抗生素的作用:對(duì)致病細(xì)菌引起的疾病有良好治療效果。應(yīng)用范圍:不僅用于人類疾病治療,也用于防治家禽家畜的細(xì)菌性疾病。使用原則:必須遵照醫(yī)囑使用,避免濫用;過(guò)量使用會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品殘留,危害人體健康。工業(yè)化的發(fā)酵技術(shù)構(gòu)成了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)(一)微生物發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情景在日常生活中,我們食用的味精、飲用的果汁、使用的洗衣粉,甚至某些藥品如胰島素,都可能與微生物有關(guān)。這些產(chǎn)品并非直接來(lái)自植物或動(dòng)物,而是通過(guò)一種特殊的生產(chǎn)方式——發(fā)酵技術(shù)制造出來(lái)的。19世紀(jì)中期,科學(xué)家巴斯德揭示了微生物在發(fā)酵中的作用,使人類能夠利用微生物大規(guī)模生產(chǎn)所需物質(zhì),從而推動(dòng)了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。教師引導(dǎo)提問(wèn):“你們是否想過(guò),青霉素這種挽救無(wú)數(shù)生命的藥物是如何生產(chǎn)的?”展示青霉素生產(chǎn)工廠的圖片,引導(dǎo)學(xué)生觀察圖中大型發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)特征。進(jìn)一步設(shè)問(wèn):“為什么這類工廠需要密閉的容器?這些容器中可能正在進(jìn)行什么過(guò)程?”結(jié)合圖片信息,引導(dǎo)學(xué)生思考微生物在其中的作用。
圖12-22青霉素的生產(chǎn)工廠學(xué)生活動(dòng)以小組為單位,閱讀材料并完成以下任務(wù):列舉圖中所示工廠可能涉及的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。推測(cè)發(fā)酵罐內(nèi)可能存在的生物類型(如細(xì)菌、真菌)。討論青霉素生產(chǎn)與微生物生命活動(dòng)之間的關(guān)系。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能從圖片中提取關(guān)鍵信息,如密閉環(huán)境、管道連接等,并能合理推測(cè)微生物參與生產(chǎn)過(guò)程。對(duì)“發(fā)酵僅用于食品制作”等誤解進(jìn)行糾正,強(qiáng)調(diào)工業(yè)發(fā)酵可用于藥品、酶制劑等多種產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)。教師總結(jié)發(fā)酵技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用:人們利用微生物的代謝活動(dòng),在受控條件下大規(guī)模生產(chǎn)有用物質(zhì),形成現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。青霉素的生產(chǎn)方式:由真菌(青霉菌)通過(guò)發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生,借助大型發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。(二)微生物生產(chǎn)的三類產(chǎn)品創(chuàng)設(shè)情景食品中的酸味來(lái)源多種多樣,例如檸檬酸讓飲料更清爽,乳酸使酸奶具有獨(dú)特風(fēng)味;而我們?cè)谑褂眉用赶匆路蹠r(shí),其去污能力也依賴于特定成分。這些看似不同的產(chǎn)品,實(shí)際上都可以通過(guò)微生物發(fā)酵獲得。我國(guó)每年生產(chǎn)的檸檬酸總量超過(guò)1×1教師引導(dǎo)提問(wèn):“如果不用檸檬或酸奶,如何人工制造檸檬酸或乳酸?”引導(dǎo)學(xué)生回顧已知的微生物代謝特點(diǎn)。進(jìn)一步提出:“能否讓微生物像‘工人’一樣,在工廠中持續(xù)生產(chǎn)我們需要的物質(zhì)?”介紹黑曲霉可利用糖漿發(fā)酵生成檸檬酸的過(guò)程,幫助學(xué)生建立“原料→微生物→產(chǎn)物”的思維模型。學(xué)生活動(dòng)分組完成表格填寫,歸納三類發(fā)酵產(chǎn)品的用途及生產(chǎn)方式:產(chǎn)品類別代表物質(zhì)生產(chǎn)所用微生物主要用途氨基酸谷氨酸谷氨酸棒狀桿菌制作味精、潤(rùn)膚劑食用有機(jī)酸檸檬酸黑曲霉飲料、果醬、糖果酶制劑蛋白酶、脂肪酶多種細(xì)菌或真菌洗衣粉、果汁加工教師點(diǎn)評(píng)表?yè)P(yáng)學(xué)生準(zhǔn)確匹配微生物與產(chǎn)物的能力,強(qiáng)調(diào)“不同微生物具有不同的代謝能力”。針對(duì)“所有發(fā)酵都產(chǎn)生酒精”的錯(cuò)誤認(rèn)知進(jìn)行澄清,指出發(fā)酵產(chǎn)物具有多樣性。教師總結(jié)氨基酸的生產(chǎn)與應(yīng)用:微生物發(fā)酵法生產(chǎn)氨基酸始于20世紀(jì)50年代,谷氨酸可用于調(diào)味品和日化產(chǎn)品。食用有機(jī)酸的發(fā)酵來(lái)源:檸檬酸等可通過(guò)黑曲霉發(fā)酵制得,以糖漿為原料,廣泛用于食品工業(yè)。酶制劑的微生物來(lái)源:現(xiàn)代酶制劑主要依靠微生物發(fā)酵生產(chǎn),應(yīng)用于食品加工、洗滌劑、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。(三)微生物的廣闊應(yīng)用前景創(chuàng)設(shè)情景除了食品和藥品,微生物還在更多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如,基因工程改造的微生物可以生產(chǎn)胰島素、乙肝疫苗和干擾素;在環(huán)境保護(hù)中,某些細(xì)菌能降解污染物;在能源開(kāi)發(fā)方面,微生物可用于生產(chǎn)生物燃料。這些技術(shù)正不斷改變?nèi)祟惖纳罘绞健=處熞龑?dǎo)提問(wèn):“如果一種藥物需要高度純凈且產(chǎn)量大,傳統(tǒng)提取方法難以滿足需求,該怎么辦?”引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)代醫(yī)藥生產(chǎn)的新途徑。結(jié)合胰島素生產(chǎn)實(shí)例,說(shuō)明通過(guò)基因工程改造微生物,使其具備合成人源蛋白的能力。學(xué)生活動(dòng)開(kāi)展角色扮演活動(dòng):每組選擇一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景(如疫苗生產(chǎn)、污水處理、生物采油),模擬向公眾科普“微生物的奇妙用途”,要求包含以下要素:使用的微生物類型實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)人類生活的積極影響教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為通俗表達(dá),突出微生物在高科技領(lǐng)域的價(jià)值。提醒避免夸大微生物能力,強(qiáng)調(diào)其作用需在特定條件下實(shí)現(xiàn)。教師總結(jié)基因工程與微生物生產(chǎn):胰島素、乙肝疫苗、干擾素等藥物可通過(guò)基因工程改造的微生物高效生產(chǎn)。微生物的多領(lǐng)域應(yīng)用:在采油、冶金、生物防治、生物能源和環(huán)境污染治理等方面展現(xiàn)出廣闊前景。課堂練習(xí)第1題【題文】生物技術(shù)可以讓人類生活更美好。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.利用牛奶發(fā)酵獲得酸奶的過(guò)程應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行B.為保證白酒的品質(zhì),釀造過(guò)程中應(yīng)只利用酵母菌C.為延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間,可適量添加防腐劑D.不同生物相同的DNA組成方式,使轉(zhuǎn)基因成為可能【答案】B第2題【題文】我們的周圍有數(shù)不清的細(xì)菌和真菌,人類的生活離不開(kāi)細(xì)菌和真菌的“幫助”,這些細(xì)菌和真菌在生活中的作用,對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是(
)A.霉菌——制作腐乳B.酵母菌——制作面包C.乳酸菌——制作酸奶D.甲烷菌——生產(chǎn)葡萄酒【答案】D第3題【題文】菜葉豆腐乳是用黃豆為原料制成豆腐,放進(jìn)發(fā)酵箱發(fā)酵,再輔以辣椒面等調(diào)料,并用白菜葉包裹,做成的豆腐乳。下列相關(guān)敘述正確的是(
)A.豆腐表面長(zhǎng)出的“白毛”屬于原核生物B.豆腐表面長(zhǎng)出的“白毛”通過(guò)孢子繁殖后代C.一段時(shí)間后,菜葉變酸,這與酵母菌發(fā)酵有關(guān)D.發(fā)酵過(guò)程壇口要密封是為了抑制食用霉菌的繁殖【答案】B板書設(shè)計(jì)有些微生物使人患病微生物與人類的關(guān)系寄生性微生物引起傳染病病毒引起疾病的實(shí)例(如艾滋?。┘?xì)菌引起疾病的實(shí)例(如細(xì)菌性痢疾)有毒微生物及其代謝產(chǎn)物致病(如黃曲霉和黃曲霉素)食物腐敗導(dǎo)致微生物感染微生物在食品制作中的應(yīng)用發(fā)酵食品的制作原理乳酸菌在酸奶制作中的作用酸奶制作的基本步驟利用乳酸菌發(fā)酵的其他食品和飼料微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用抗生素的來(lái)源與作用常見(jiàn)抗生素及其產(chǎn)生微生物抗生素的合理使用抗生素在人和動(dòng)物疾病防治中的應(yīng)用工業(yè)化的發(fā)酵技術(shù)與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)酵技術(shù)的理論基礎(chǔ)(巴斯德的研究)微生物在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用氨基酸的微生物發(fā)酵生產(chǎn)食用有機(jī)酸的微生物發(fā)酵生產(chǎn)酶制劑的微生物發(fā)酵生產(chǎn)基因工程藥物的微生物生產(chǎn)教學(xué)反思本節(jié)課通過(guò)實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)微生物與人類的關(guān)系,重點(diǎn)講解了部分微生物導(dǎo)致疾病的原因及發(fā)酵技術(shù)在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用,結(jié)合酸奶制作活動(dòng)幫助學(xué)生理解微生物的有益作用。教學(xué)設(shè)計(jì)貼近生活,圖文結(jié)合,增強(qiáng)了直觀性,較好完成了課程目標(biāo),
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