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1、成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修1,传统发酵技术的应用,专题一,教学目的 本专题的三个课题均依照课程标准制定的具体内容标准编排，其对应关系如下表。 在本专题的学习中，学生需要了解传统发酵食品的制作工艺，并能够动手实践。学生应当学会设计简易的实验装置，应当掌握发酵食品加工的基本原理和方法，学会摸索发酵的最佳条件，初步了解食品加工中产生的某些有害物质的检测方法。,内容提要 本专题包括“果酒和果醋的制作”、“腐乳的制作”、“制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”三个课题。围绕传统发酵食品的制作展开，主要是通过学习果酒、果醋、腐乳及泡菜的制作技术，培养学生设计实验、动手操作等科学探究
2、的能力。重点是三项技术的制作原理和设计装置，难点是制作过程中发酵条件的控制。,要点聚焦 发酵是个过程，是通过微生物培养大量生产各种代谢产物的过程，而发酵工程是应用于发酵过程中的一种技术。对发酵工程内容的掌握，以果酒和果醋的制作、腐乳的制作、泡菜的制作及亚硝酸盐含量的测定三个实验过程，归纳出发酵工程的具体内容，特别是在所提供资料的基础上查阅资料、思考问题，依据实验原理，控制发酵条件，自行设计实验，对数据进行处理，对结果进行分析并评价，激发学生的创新精神、实践能力和综合分析能力。,学法建议 无论是单科考试还是理科综合，生物实验一直是生物高考的必考内容，特别是依据基础资料，设计实验原理，选择实验器材
3、，安排实验步骤，进行变量因素控制，对数据结果的处理分析，更是高考的热点和发展趋势。,课题1 果酒和果醋的制作,专题一,1.说明果酒、果醋的制作原理。 2学习制作果酒、果醋的实际操作技能。 3能对制作的果酒、果醋进行评价。,一、果酒制作的原理 (1)菌种：_是单细胞真菌，属于_生物。 (2)酵母菌的繁殖方式：出芽生殖和孢子生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态；温度适宜时，进行_，繁殖速度快。 (3)生长繁殖最适温度：_。,酵母菌,真核,出芽生殖,20,(4)主要分布场所：分布广泛，但_始终是其主要分布场所。 (5)代谢类型：酵母菌的代谢类型是_。有氧条件下，方程式_。无氧条件下，方程式_。,土壤
4、,异养型、兼性厌氧型,葡萄酒(干红)为什么呈现深红色？ 在酒精发酵过程中，随着酒精浓度的提高，红色葡萄皮细胞的细胞膜失去选择透过性，红葡萄皮内的红色素进入发酵液，使葡萄酒呈深红色。,二、果醋制作的原理 菌种：_是单细胞细菌，属于_生物。 (1)代谢类型：_，果酒制果醋的方程式_。 (2)最适生长温度_。,醋酸菌,原核,异养需氧型,3035,冲洗,榨汁,酒精发酵,果醋,变酸的酒表面有菌膜，菌膜是怎样形成的？溶液内部能形成菌膜吗？ 醋酸菌大量繁殖形成的。不能，醋酸菌是好氧生物。,1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？ 应该先冲洗葡萄，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂
5、菌污染的机会。 2你认为应该从哪些方面防止发酵被污染？ 需要从发酵的制作过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。,3制葡萄酒时，为什么温度控制在1825？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在3035？ 制葡萄酒所用的酵母菌的最适生长温度是1825，故制葡萄酒时，需将温度控制在1825。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为3035，因此制葡萄醋时，要将温度控制在3035。 4制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？ 醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。,1.酵母菌生物学特征 果
6、酒的制作离不开酵母菌，酵母菌属真核生物，繁殖方式有有性生殖和无性生殖，在营养条件适宜时进行出芽生殖，其新陈代谢类型是异养兼性厌氧型。,果酒制作的原理,(2)发酵所需条件：温度一般控制在1825，最适温度20，pH呈酸性(pH为5.06.0) (3)菌种来源：自然发酵来源于附属于葡萄皮上的野生型酵母菌。 (4)酒精发酵“先通气后密封”：“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。,下列对果酒制作过程的叙述，正确的是( ) A应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗得彻底 B使发酵装置的温度维持在20左右最好 C在发酵过程中，需从充气口不断通入空气 D
7、由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理,解析 在选葡萄时应先冲洗12次，再去除枝梗以防葡萄破损汁液流失和被杂菌污染；酵母菌的繁殖力虽然很强，但仍要对所用装置进行消毒处理，因为其内含有对葡萄酒有害的微生物，影响酒的品质；酵母菌只有在20左右的无氧条件下才能进行酒精发酵。答案为B。 答案 B,某酒厂在利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( ) A玉米粉和有氧 B大豆粉和有氧 C玉米粉和无氧 D大豆粉和无氧 答案 C 解析 酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和水，不产生酒精。大豆粉主要含蛋白质，用作酿酒不合适，原因有
8、二：一是酵母菌含有更多的直接把糖类转化为酒精的酶类，发酵快，而蛋白质转化复杂，并产生含氮副产物，对酵母菌生命活动不利；二是成本高。,1醋酸菌生物学特征 醋酸菌属于原核生物，繁殖方式是二分裂，新陈代谢类型是异养需氧型，有氧呼吸的场所是细胞膜内表面，日常生活中用醋酸菌进行酿醋等。,果醋制作的原理,下列关于果醋制作的叙述中，错误的是( ) A制作果醋需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通入氧气 B醋酸菌是一种嗜温菌，对温度要求较高，一般在50左右 C醋酸菌能将果酒变成果醋 D当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸,解析 醋酸菌是好氧菌，所以在发酵过程中需要适时通入氧气。醋
9、酸菌的最适生长温度为3035。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 答案 B,利用果酒制作果醋的原理是 ( ) A醋酸菌将乙醇还原为醋酸 B醋酸菌将乙醇氧化为醋酸 C醋酸菌将乙醇分解为CO2、水和醋酸 D醋酸菌直接将乙醇氧化为醋酸，不需其他中间转化过程 答案 B,解析 醋酸菌在氧气充足的条件下进行发酵产生醋酸，有两条途径：一是在糖源充足时，可直接将葡萄汁中的糖氧化分解为醋酸；二是在糖源不足时，可以利用酵母菌发酵产生的乙醇为原料，先在氧气的作用下，将乙醇氧化为乙醛，再进一步将乙醛氧化为乙酸，进而生成醋酸。因此只有B项叙述正
10、确。,一、果酒和果醋的发酵装置,实验设计,1发酵装置各部分的作用。 (1)充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。 (2)排气口：在酒精发酵时用来排出CO2。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似于巴斯德的鹅颈瓶。 (3)出料口：取样检查和放出发酵液。 2使用方法：在进行果酒发酵时要关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口要连续充入无菌空(氧)气。,3果酒制作过程中，前期通入空气或在发酵瓶中留出一定的空间(大约1/3)，可以给酵母菌提供氧气，酵母菌进行有氧呼吸(产生CO2)，大量繁殖。后期缺氧，酵母菌进行酒精发酵，发酵液中有大量的CO2产生，发酵瓶中的
11、空间可暂时存储CO2，起到缓冲作用。,二、果酒和果醋的制作过程 1果酒和果醋实验流程示意图 注意：果醋制作先在无氧条件下进行酒精发酵产生乙醇，再在有氧条件下进行醋酸发酵产生果醋。,2实验操作 步骤： (1)材料的选择与处理 (2)无菌 (3)榨汁 (4)发酵,下列叙述不能够防止发酵被污染的是( ) A榨汁机要清洗干净，并晾干 B发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒 C装入葡萄汁后，封闭充气口 D发酵装置的排气口直接与瓶身连接,解析 发酵工程中所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物(称杂菌)，一旦污染杂菌，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。榨汁机清洗，并晾干，发酵
12、瓶清洗，并用70%酒精消毒，是防止器材上的菌种进入发酵液；装入葡萄汁，封闭充气口，可防止空气中的菌种进入，发酵装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，阻挡外面空气中的菌种进入发酵液。 答案 D,下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述错误的是( ) A装置甲可用于果酒制作，装置乙不能用于果酒制作 B装置乙可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作 C乙装置中设置出料口的目的之一是用于取样 D乙装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染,答案 A 解析 装置甲密封时可用于果酒制作，但要定时旋转瓶盖以放出产生的二氧化碳气体。装置乙的充气口关闭时可用于果酒制作，充气口
13、打开时可用于果醋制作。为防止空气中微生物的污染，排气口可连接一个长而弯曲的胶管。设置出料口的目的之一是便于取样。,下图中甲是果醋发酵装置，乙是发酵过程中培养液pH变化曲线图，下列叙述正确的是( ),A发酵初期不通气，溶液中没有气泡产生 B中期可以闻到酒香，说明进行了酒精发酵 C后期接种醋酸菌，适当通气并保持原有温度 D图乙中能正确表示pH变化的曲线是,解析 果醋发酵时，发酵初期不通气，酵母菌先利用发酵装置中的氧气进行有氧呼吸产生CO2和水，然后再进行酒精发酵，溶液中会产生酒精和CO2，因而有气泡产生。中期酒精发酵继续，可以闻到酒香。后期接种醋酸菌，进行醋酸发酵，由于醋酸菌是好氧菌，因而要适当通
14、气，但醋酸菌的最适生长温度高于酵母菌，因而后期要适当升高温度，酒香会逐渐变成醋香。发酵开始时无氧呼吸产生酒精和CO2，pH会稍下降。接种醋酸菌后产生醋酸，pH会下降更快，因而曲线可以表示整个发酵过程培养液pH的变化。 答案 B,下列关于果酒和果醋制作的叙述，不正确的是( ) A参与发酵的微生物都含有线粒体 B发酵过程中培养液pH都会下降 C制果酒时瓶口需密闭，而制果醋时需要通入氧气 D果酒制成后可将装置移至温度略高的环境中制果醋 答案 A,解析 制果酒的酵母菌是真核细胞，有线粒体，制果醋的醋酸菌是原核细胞，无线粒体。果酒发酵产生CO2，果醋发酵产生醋酸，都会使pH下降。制果酒时瓶口密闭，给酵母菌提供无氧环境；制果醋时通入氧气，使醋酸菌进行有氧发酵。果酒的发酵温度为1825，果醋的发酵温度为3035，因此，果酒制成后将装置移至温度略高的环境中制果醋。,(1)果酒、果醋制作的区别与联系,(2)果汁发酵后的酒精鉴定 原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 方法：先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO4 3滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。同时，设计把发酵液换成2mL蒸馏水，其他操作完全相同的对照实验。 (3)果醋的鉴定：方法有很多，如品尝、pH试纸检测和化学定性鉴定等。,
