5.4.5 人類對細菌和真菌的利用知識（2課時）

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第五節(jié)

人類對細菌和真菌的利用（第二課時）

細菌和真菌在其他領域的利用

任務一：閱讀資料，分析細菌和真菌在醫(yī)藥、清潔能源和環(huán)境治理方面的應用與原理。

利用細菌和真菌進行污水治理

資料1：

污水治理

污水再生步驟

①過濾處理

②沉淀處理

利用細菌和真菌進行污水治理

污水再生步驟

③生化反應池處理

④“膜”處理

利用細菌和真菌進行污水治理

探秘“曝氣池”

沙雷氏菌

枯草芽孢桿菌

熒光假單胞菌

紅酵母

脂肪酶

脂肪酶、淀粉酶

蛋白酶

脂肪酶、淀粉酶

利用細菌和真菌進行污水治理

污水治理原理：

二氧化碳+水

污水中的有機物

多種細菌真菌

利用微生物分解有機物

利用細菌和真菌進行污水治理

沼氣池工作原理：

甲烷

污物中的有機物

多種分解菌、甲烷菌

無氧環(huán)境

利用細菌和真菌生產(chǎn)清潔能源

資料2：

抗生素

利用細菌和真菌制造藥物

亞歷山大·弗萊明：青霉素發(fā)現(xiàn)者

葡萄球菌

青霉菌

利用細菌和真菌制造藥物

小結：由資料2可知，文中的抗生素主要由一些________分泌，可以殺死或抑制某些_________生長。

經(jīng)研究，弗萊明發(fā)現(xiàn)是青霉菌的分泌物（青霉素）殺死了葡萄球菌，且青霉素對于白喉桿菌、鏈球菌、炭疽桿菌等都有很強的殺菌作用，同時對動物的毒性極小。自20世紀40年代被發(fā)現(xiàn)后，人類又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了頭孢菌素等多種抗生素，大大提高了對抗結核、痢疾等細菌性感染疾病的能力。

真菌

細菌

真菌

細菌

利用細菌和真菌制造藥物

青霉素類抗生素

頭孢霉素類抗生素

抗生素獲取途徑

生物合成法：選擇特定微生物→提供適宜條件發(fā)酵→發(fā)酵液中提取

常見抗生素類藥物

利用細菌和真菌制造藥物

思考：如果過量或不當使用抗生素（抗生素濫用）會有什么壞處？請課后閱讀課本P88進行思考。

利用細菌和真菌制造藥物

改變細菌真菌，產(chǎn)生對人有利的物質

胰島素基因

大腸桿菌

大量繁殖

提取純化胰島素

轉基因

利用細菌和真菌制造藥物

人類對細菌和真菌還有哪些利用？

米酒為什么會腐敗呢？

開蓋

一周

長出霉菌

出現(xiàn)酸味

比較發(fā)酵和腐敗

發(fā)酵

腐敗

毛霉、根霉

乳酸菌

酵母菌

乳酸菌

細菌和真菌與食品保存

腐敗

食品腐敗原因：主要由細菌或真菌引起，細菌和真菌分解有機物，大量繁殖，產(chǎn)生有害物質。

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

如何防止食物腐敗？

把食品內(nèi)細菌和真菌殺死，或抑制它們生長繁殖

破壞細菌和真菌生長條件（有機物、水、適宜溫度、有氧/無氧）

你能想到哪些保存食物的方法？

任務二：根據(jù)生活經(jīng)驗與所學內(nèi)容，分析常見食品保存方法與對應原理

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

腌制法（鹽）

曬制與煙熏

曬干、風干

腌制法（糖）

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

脫水法

水

巴氏殺菌法（低溫長時間加熱法）：主要用于牛奶

62~65

℃，加熱約30分鐘；或70℃加熱約15分鐘

高溫短時間加熱法：主要用于牛奶、果汁（93~95

℃，30秒）

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

加熱法：殺死微生物

溫度

冷凍：-18℃以下

冷藏：0~10℃

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

低溫保存法：抑制微生物生長

溫度

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

真空法/充入氮氣：

抑制需氧微生物生長

氧氣

綜合法

高溫殺菌+真空法

脫水+真空法

抑制細菌和真菌繁殖以更好保存食品

充氮氣+防腐劑法

總結

特定微生物

一定條件下

有機物

小分子物質，釋放能量

微生物過量繁殖

分泌物

（抗生素、多種酶等）

微生物的生長

污物處理

制作發(fā)酵食品

（酒精、乳酸等）

獲取清潔能源

（甲烷等）

食物腐敗、疾病等

謝

謝

第五節(jié)

人類對細菌和真菌的利用（第一課時）

細菌和真菌對于人類有哪些益處？

思考：提起細菌和真菌，我們很容易想到它們的害處。但其實，很多細菌或真菌在生活中對我們都是有益的，你能舉出哪些例子？

利用細菌和真菌制作發(fā)酵食品

腐乳

酒釀

醬油

酸奶

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

未經(jīng)發(fā)酵的面團

發(fā)面所需微生物種類：酵母菌

經(jīng)過發(fā)酵的面團

經(jīng)過發(fā)酵的面團有什么變化？為什么會有這些變化？

任務一：酵母菌的發(fā)酵。觀察實驗結果，思考酵母菌的發(fā)酵過程需要哪些條件？發(fā)生了哪些物質轉化？

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

實驗操作

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

1

2

3

4

5

酵母菌

酵母菌

╳

酵母菌

酵母菌

酵母菌

糖

╳

糖

糖

糖

糖

水

水

水

水

水

╳

溫度

37℃

37℃

37℃

約25℃

37℃

實驗現(xiàn)象

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

1

2

3

4

5

酵母菌

酵母菌

╳

酵母菌

酵母菌

酵母菌

糖

╳

糖

糖

糖

糖

水

水

水

水

水

╳

溫度

37℃

37℃

37℃

約25℃

37℃

實驗現(xiàn)象

氣球無明顯變化

氣球無明顯變化

氣球變大

氣球略變大

氣球無明顯變化

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

檢測產(chǎn)生氣體

產(chǎn)生氣體為：二氧化碳

實驗現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁

氣球內(nèi)氣體

空氣

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

1.發(fā)酵過程中，酵母菌通過呼吸作用分解有機物

二氧化碳+水，釋放大量能量

葡萄糖+氧氣

酵母菌

氧氣充足時，裝置內(nèi)的轉化：

討論：

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

討論：2.酵母菌生長繁殖所需條件

有機物

適宜的溫度

水

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

發(fā)面過程中這些條件是否均具備？

酵母粉加入溫水混勻

面粉

加入面粉和面

有機物

適宜的溫度

水

水

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

解釋生活中的現(xiàn)象

1.經(jīng)過發(fā)酵的面團為什么

會體積增大？出現(xiàn)小孔？

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

酵母菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生二氧化碳氣體

不行，需要提供適宜的溫度供酵母菌生長

2.發(fā)面時，為什么用溫水和面？能不能用開水或冷水？

3號試管中的實驗繼續(xù)進行一段時間：

討論：試管中氧氣不斷被消耗，氧氣不足時，裝置內(nèi)的轉化：

葡萄糖

酵母菌

取下氣球后聞到酒味

酒精

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

二氧化碳+

，釋放少量能量

酵母菌發(fā)酵小結

二氧化碳+水

葡萄糖

酵母菌

有氧

無氧

二氧化碳+酒精

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

發(fā)酵食品制作小結

二氧化碳+水

葡萄糖

酵母菌

有氧

無氧

二氧化碳+酒精

發(fā)酵的生物學實質：發(fā)酵過程實際也是微生物的培養(yǎng)過程。特定微生物在一定條件下，將有機物分解成人類所需物質。

有機物、水、適宜溫度、特定條件（如有氧/無氧）

探索：酵母菌的發(fā)酵現(xiàn)象

學以致用，利用酵母菌制作米酒

任務二：根據(jù)米酒的制作步驟，分析各步驟目的與制作原理

①準備材料：糯米和酒曲

糯米淘洗干凈、浸泡一晝夜，放入鍋中蒸熟；酒曲壓成粉末

問題1：糯米在制酒過程中主要起什么作用？

為微生物生長提供有機物

學以致用，利用酵母菌制作米酒

②將制作釀酒容器放入沸水中消毒

問題2：“消毒”的目的是什么？相當于細菌或真菌培養(yǎng)中的哪一步？

高溫滅菌，防止容器上帶有其他細菌或真菌污染發(fā)酵過程

學以致用，利用酵母菌制作米酒

問題3：“冷卻”的目的是什么？

防止高溫殺死酒曲中的曲霉和酵母菌

③待蒸好的糯米放置到約30℃，轉入準備好的容器，加入酒曲，攪拌均勻

問題4：用涼的自來水沖洗糯米幫助冷卻可以嗎？

不行，自來水會帶入細菌或真菌，污染糯米

學以致用，利用酵母菌制作米酒

問題5：挖一個凹坑的作用是什么？

④將糯米壓實，中間挖一個凹坑，將容器密封。

增加糯米團中的氧氣，保證酵母菌前期在短時間內(nèi)迅速繁殖。

問題6：“密封”的目的是什么？

給酵母菌提供無氧環(huán)境

學以致用，利用酵母菌制作米酒

⑤將容器放在溫暖的地方約兩天

問題7：為什么要放在溫暖的地方？

為酵母菌的生活提供適宜的溫度。

學以致用，利用酵母菌制作米酒

小結：1.米酒的發(fā)酵原理

淀粉

葡萄糖

曲霉（分泌淀粉酶）

葡萄糖

酵母菌

二氧化碳+酒精

利用微生物的分泌物：

利用微生物呼吸作用的產(chǎn)物：

學以致用，利用酵母菌制作米酒

小結：2.“發(fā)酵”對于微生物的意義

葡萄糖

酵母菌

二氧化碳+酒精，能量（少）

微生物獲得營養(yǎng)物質和能量，進行生長繁殖

曲霉

淀粉酶

進入細胞

學以致用，利用酵母菌制作米酒

課后試一試

和家長一起，親自動手做一份米酒或酸奶，具體做法可參考課本P85~86

米酒

酸奶

任務三：閱讀課本p84-85，總結其他幾種發(fā)酵食品所需菌種與制作原理

其他發(fā)酵食品的制作

微生物種類：多種曲霉、酵母菌、醋酸菌

原料：

糯米大米等

淀粉

葡萄糖

曲霉

葡萄糖

酵母菌

二氧化碳+酒精

酒精

醋酸

醋酸菌

學以致用，利用醋酸菌制作醋

微生物種類：乳酸菌

乳酸

乳糖

乳酸菌

乳酸

葡萄糖

乳酸菌

無氧條件

制作過程注意密封

學以致用，利用乳酸菌制作酸奶、泡菜

微生物種類：特定種類霉菌

學以致用，利用霉菌制作腐乳

總結

食品名稱

發(fā)酵菌種

原理

饅頭、面包

?

有氧條件下：葡萄糖+氧氣→_____+_______

啤酒

無氧條件下：葡萄糖

→_______+___