高中生物 1.1《果酒和果醋的制作》學(xué)案 3 新人教版選修1

1、高考學(xué)習(xí)網(wǎng)1節(jié) 果酒和果醋的制作最新標(biāo)準(zhǔn)要求 一、知識(shí)與技能目標(biāo) 本節(jié)要知道果酒、果醋制作所需的菌種，果酒、果醋制作的原理，會(huì)寫(xiě)反應(yīng)式；說(shuō) 出果酒、果醋的實(shí)驗(yàn)流程，正確理解影響發(fā)酵的因素。 二、過(guò)程與方法目標(biāo) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程示意圖和提供的資料，自行設(shè)計(jì)果醋制作過(guò)程，學(xué)會(huì)收集、整理和 分析實(shí)驗(yàn)資料，定量表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；在學(xué)習(xí)中體會(huì)已有知識(shí)的不足和 進(jìn)一步探究、拓展的必要性。 三、情感與價(jià)值觀目標(biāo) 積極參加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在合作交流中探索未知，在發(fā)現(xiàn)、探究、操作過(guò)程中，獲得知 識(shí)，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，樹(shù)立學(xué)習(xí)的信心。教材內(nèi)容全解 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

2、和提供的資料，較全 面的介紹了果酒和果醋的制作過(guò)程。 一、基礎(chǔ)知識(shí) 1果酒制作的原理 (1)酵母菌形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類(lèi)及菌落 酵母菌是單細(xì)胞真菌，其細(xì)胞大小為15微米X530微米，最長(zhǎng)可達(dá)100微米。呈圓形、橢圓形、卵圓形、檸檬形、香腸形等，某些菌種可形成假菌絲。 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(wú)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。 酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落，其表面濕潤(rùn)、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。 自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖

3、較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹(shù)皮上，有些可與昆蟲(chóng)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(jiàn)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(yíng)。 (2)果酒制作的原理 酵母菌的呼吸果酒的制作離不開(kāi)酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，反應(yīng)式如下： 酶 C6H1206+6O26CO2+6H20 在無(wú)氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵，反應(yīng)式如下： 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2C02 實(shí)例1 利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時(shí)，投放的適宜原料和在生產(chǎn)酒精階段要控 制的必要條件分

4、別是( ) A玉米粉和有氧 大豆粉和有氧 C玉米粉和無(wú)氧 大豆粉和無(wú)氧 講解：酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，把糖類(lèi)等有機(jī)物徹底氧化分解成CO2和 水，不產(chǎn)生酒精。大豆粉主要含蛋白質(zhì)，用作釀酒不合適，原因有二：一是酵母含有更多的直接把糖類(lèi)轉(zhuǎn)化為酒精的酶類(lèi)，發(fā)酵快，而蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化復(fù)雜，并產(chǎn)生含氮副產(chǎn)物， 對(duì)酵母茵生命活動(dòng)不利；二是成本高。 答案：C 影響酵母菌繁殖的因素 酵母菌分布廣泛，“喜歡”葡萄汁等含糖量高的果汁。培養(yǎng)酵母菌一般用麥芽汁培養(yǎng)基，麥芽汁組成復(fù)雜，能為酵母菌提供足夠·的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。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，酒精發(fā)酵時(shí)一般將溫度控制在18一25。

5、酵母菌生活在偏酸環(huán)境中，最適pH為4。058。在最低pH=25，最高pH：8o的兩種環(huán)境中，酵母菌尚能生存和生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)非常緩慢而且易死亡。 實(shí)驗(yàn)2 嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進(jìn)行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高，產(chǎn)量多的理想產(chǎn)物，通常所指的發(fā)酵條件不包括( ) A溫度控制 B溶氧控制 CpH控制 D酶的控制講解：通常所指的發(fā)酵條件包括溫度、pH、溶氧、通氣與轉(zhuǎn)速等。酶是自身調(diào)節(jié)物質(zhì)，不屬于發(fā)酵條件。答案：D酵母菌發(fā)酵過(guò)程 在葡萄酒的自然發(fā)酵過(guò)程中，起主要作用的是附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。發(fā)酵過(guò)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，使葡萄酒呈現(xiàn)深紅色。在缺氧、呈酸性的發(fā)

6、酵液中，酵母菌能大量生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。實(shí)例3 生產(chǎn)用菌種的來(lái)源主要是( )自然環(huán)境 收集菌株篩選 購(gòu)置生產(chǎn)用菌種 培養(yǎng)基 C 講解：工業(yè)微生物所用菌種的4g$-來(lái)源是自然環(huán)境，篩選分離發(fā)酵產(chǎn)品所需的菌株，經(jīng)培育改良后可能成為菌種。如果已知所需發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)生種名，則盡量多地收集該種菌的不同菌株，并篩選。一般都是購(gòu)置專(zhuān)用菌種或向單位購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)量高的菌種。答案：D2果醋制作的原理(1)醋酸菌形態(tài)醋酸菌的形狀從橢圓到桿狀，有單個(gè)的，成對(duì)的，也有成鏈狀的。以鞭運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)，不形成芽孢，幼齡細(xì)胞呈革蘭氏陰性，老齡菌不穩(wěn)定。(2)果醋制作的原理 ，醋酸菌是種好氧性細(xì)菌

7、，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。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(duì)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(huì)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；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(jiǎn)式如下)。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30一35。 酶C2H5OH+O2 CH3COOH +H20實(shí)例4酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌異化作用的類(lèi)型依次是( ) 需氧型厭氧型 兼性厭氧型 A C 講解：酵母茵在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，在無(wú)氧時(shí)進(jìn)行無(wú)氧呼吸；乳酸菌為嚴(yán)格厭氧菌；

8、醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌為嚴(yán)格好氧菌。 答案：B二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1果酒和果醋實(shí)驗(yàn)流程示意圖(1L1) 制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)流程示意圖 2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。 (2)滅菌 榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干。 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 將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留要大約13的空間 (如圖右圖所示)，并封閉充氣口。 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1012d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303

9、5，時(shí)間控制在前78d左右，并注意適時(shí)通過(guò)充氣口充氣。 實(shí)例5 下列敘述能夠防止發(fā)酵液被污染的是( ) 榨汁機(jī)要清洗干凈，并晾干 發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分?jǐn)?shù)為70的酒精消毒 C裝入葡萄汁后，封閉充氣口 發(fā)酵裝置的排氣口要通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接 講解：發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一的純種，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不能)混入其他微生物(稱(chēng)雜菌)，一旦污染雜菌，將導(dǎo)致產(chǎn)量大大下降，甚至得不到產(chǎn)品。榨油機(jī)清洗，并晾干，發(fā)酵瓶清洗，并用70酒精消毒，防止器材上的菌種進(jìn)入發(fā)酵液；裝入葡萄汁，封閉充氣口，防止空氣中的菌種進(jìn)入，發(fā)酵裝置的排氣O2通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，阻擋外面空氣中的菌種進(jìn)入發(fā)酵液

10、。 答案：ABCD 三、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)1由于發(fā)酵作用，葡萄漿中糖分大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镃2和C2H5OH，及少量的發(fā)酵副產(chǎn)品。C02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。2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13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。3制作的葡萄酒色澤鮮艷、

11、爽口、柔和、有濃郁的果實(shí)香味；果醋具有琥珀色或棕紅色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。四、課題延伸果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可以用重鉻酸鉀來(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，再滴人物質(zhì)的量濃度為3molL的H2SO43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。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?五、相關(guān)鏈接1為提高果酒的品質(zhì)，更好地抑制其他微生物的生長(zhǎng)，可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，首先需要獲得純凈的酵母菌菌種。如何將葡萄上附著的酵母菌分離出來(lái)，獲得純

12、凈的菌種呢?你可以在參考“專(zhuān)題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，再做嘗試。2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(mǎi)。你也可以嘗試從食醋中分離醋酸菌，分離的方法參見(jiàn)專(zhuān)題2。例1 關(guān)于酵母菌的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A酵母菌代謝類(lèi)型為異養(yǎng)、兼性厭氧 B酵母菌主要繁殖方式為孢子生殖 C酵母菌只在酒精發(fā)酵中發(fā)揮作用 酵母菌在含青霉素的培養(yǎng)基中不能生存方法指導(dǎo)：酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢予生殖，在條件好時(shí)進(jìn)行出芽生殖，條件惡劣時(shí)進(jìn)行孢子生殖，但多以出芽生殖方式進(jìn)行無(wú)性生殖。酵母菌在醬油釀造、醋酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵等過(guò)程中發(fā)

13、揮作用。在含青霉素的培養(yǎng)基中能選擇出酵母酋和霉菌。答案：BCD例2 食醋生產(chǎn)具有協(xié)同作用的菌是( ) 曲霉 細(xì)菌 酵母菌 醋酸菌 C 方法指導(dǎo)：食醋釀造與果醋釀造所用原料不同，食醋釀造一般用糧食，內(nèi)含大量淀粉，先用曲霉使淀粉水解成糖，使蛋白質(zhì)水解成氨基酸。然后用酵母菌使糖轉(zhuǎn)變成酒精。最后用醋酸菌使酒精氧化成醋酸。食醋生產(chǎn)就是這些菌協(xié)同作用的結(jié)果。答案：C例3 下列條件不是酵母菌快速生長(zhǎng)繁殖因素的是( ) A含糖量高的培養(yǎng)基 B溫度20左右 CPh25 pH6方法指導(dǎo)：酵母菌生活在偏酸，含糖量高的環(huán)境中，溫度為20左右，pH約為6時(shí)酵母菌能快速生長(zhǎng)繁殖，在pH25的環(huán)境中尚能生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)非常緩慢極易死亡答案：C例4葡萄的糖分是( ) 乳糖 麥芽糖 葡萄糖 蔗糖 果糖 A C 方法指導(dǎo)：乳糖在動(dòng)物乳汁中含有，發(fā)芽的小麥種子中含豐富的麥芽糖，葡萄中的糖分全部由葡萄