果酒和果醋的制作教學(xué)設(shè)計優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎教案

1、果酒和果醋的制作教學(xué)設(shè)計教材分析果酒和果酒的制作（人教版）是高二生物選修第一冊第一專題的內(nèi)容，本內(nèi)容需2課時完成。選修1總的來說是一門以學(xué)生為主體，通過實驗設(shè)計和操作實踐，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的選修課程，本模塊重在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，動手操作，收集證據(jù)等科學(xué)探究能力，而課題1果酒果醋的制作則更是與日常生活聯(lián)系密切，學(xué)生深有體會的一個課題，本課題的學(xué)習(xí)旨在讓學(xué)生在實驗條件下制作傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)習(xí)方法和基本的操作技能，并理解其科學(xué)原理。學(xué)情分析學(xué)生在生物必修1中已經(jīng)學(xué)習(xí)了細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識，對于酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的原理也掌握得比較清楚，在此基礎(chǔ)上，請學(xué)生嘗試說明果酒和果醋的制作原理，并能付

2、諸于實踐，完成果酒和果醋制作并掌握基本方法。在實踐過程中，先請學(xué)生設(shè)計制作果酒和果醋的裝置，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，體會探索過程，認(rèn)同我國古代勞動人民的智慧，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。 教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能目標(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，會寫反應(yīng)式；說  出果酒、果醋的實驗流程，正確理解影響發(fā)酵的因素。2、過程與方法目標(biāo)    根據(jù)實驗流程示意圖和提供的資料，自行設(shè)計果醋制作過程，學(xué)會收集、整理和  分析實驗資料，定量表述實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論；在學(xué)習(xí)中體會已有知識的不足和 

3、; 進一步探究、拓展的必要性。3、情感與價值觀目標(biāo)    積極參加實驗設(shè)計，在合作交流中探索未知，在發(fā)現(xiàn)、探究、操作過程中，獲得知  識，體驗成功的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，樹立學(xué)習(xí)的信心。重點、難點1、  果酒和果醋的制作原理，設(shè)計制作裝置，制作出果酒和果醋為重點。2、  制作過程中發(fā)酵條件的控制為難點。教學(xué)方法：選修1總的來說是一門以學(xué)生為主體，通過實驗設(shè)計和操作實踐，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的選修課程，本模塊重在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，動手操作，收集證據(jù)等科學(xué)探究能力。本節(jié)課首先通過創(chuàng)設(shè)情景，課前做好果酒實驗，請學(xué)生觀察，在整個教學(xué)中，采用自學(xué)探討歸

4、納方法，并自主參與，使學(xué)生有較大自主性，在學(xué)習(xí)中體會已有知識的不足和進一步探究、拓展的必要性。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件：展示相關(guān)資料、圖片、例題和習(xí)題。教學(xué)過程創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。醉臥沙場君莫笑，古來征戰(zhàn)幾人回?！边@是唐詩中提及的葡萄酒。其實人類用不同原料釀酒的歷史約有5000年了。但直到19世紀(jì)，法國的巴斯德才發(fā)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，一般稱做傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。 在中華民族悠久的歷史長河中，很多事物都走在世界前列，酒也一樣，有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中，有許多關(guān)于酒的有趣傳說。猿猴釀酒說猿猴的

5、主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中，一段時間后，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。在國內(nèi)市場上，近幾年出現(xiàn)了越來越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。果酒中雖然含有酒精，但含量與白酒、啤酒和葡萄酒比起來非常低，一般為5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人當(dāng)作飯后或睡前的軟飲料來喝。果酒簡單來說就是汲取了水果中的全部營養(yǎng)而做成的酒，其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時候即使生吃水果也不能吸收的營養(yǎng)，通過果酒卻可以吸收，因為營養(yǎng)成分已經(jīng)完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人體中堆積的作用，使人不容易積累脂肪和贅肉。此外

6、，與其他酒類相比，果酒對于護理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。相信大家都吃過酒釀，家住在本市盛產(chǎn)葡萄的徐市、梅李、那里的人自己家都會做葡萄酒，我們這個專題就是來學(xué)習(xí)這些傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)，相信每個人的收獲是很大的。教師拿出預(yù)先買好的葡萄酒和果醋，還有自己先做的蘋果酒展示，推出標(biāo)題果酒和果醋的制作。新課講解一、原理1果酒制作的原理回顧已學(xué)知識，閱讀課本，完成以下問題：（1）果酒的制作需要什么微生物？（2）酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、繁殖方式、生存環(huán)境如何？（3）酵母菌的代謝類型及其呼吸過程的反應(yīng)式如何？（4）酵母菌的繁殖適宜溫度是多少？酒精發(fā)酵時的溫度范圍是多少？（5）為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色？（6

7、）什么叫發(fā)酵？發(fā)酵等同于無氧呼吸嗎？酵母菌有何實際應(yīng)用？（7）果酒制作時的酵母菌來源？1）、形態(tài)、結(jié)構(gòu)酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬真核生物，細(xì)胞大小為130um，呈圓形、橢圓形等。思考：你認(rèn)為酵母菌的細(xì)胞中有哪些結(jié)構(gòu)？你認(rèn)為細(xì)菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？2）、繁殖方式酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖，但多以出芽方式進行無性生殖。溫度低時形成孢子，進入休眠狀態(tài)，溫度適宜時，進行出芽生殖，繁殖速度快。3）、生存的環(huán)境     自然界中，酵母菌分布廣泛，但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中，如水果、花、樹皮上，（有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假

8、絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見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。思考：在發(fā)酵制作葡萄酒的時候，要對葡萄進行消毒嗎？為什么？其他微生物與酵母菌的關(guān)系是什么？    競爭關(guān)系在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌能生長繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。4）、酵母菌的代謝類型及其呼吸過程酵母菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型生物。果酒的制作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下，反應(yīng)式如下：     &#

9、160;        酶  c6h1206+6 h20+6o26co2+6h20+能量在無氧條件下，反應(yīng)式如下：      酶    c6h12o6     2c2h5oh+2c02 +能量思考：    在發(fā)酵過程中，如果要使酵母菌進行大量繁殖，應(yīng)怎樣處理？如果要獲得酒精呢？為什么？5）、溫度要求繁殖的最適溫度：20；酒精發(fā)酵的溫度范圍：1825。思考：你知道酵母菌需要適宜溫

10、度的原因嗎？酵母菌有不同的最適溫度說明了什么？補充：溫度對發(fā)酵的影響酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10，酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強。超過35，酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40酵母菌停止出芽，開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少損耗，必須控制好發(fā)酵溫度。6）、一般情況下，葡萄酒呈紅色的原因？   在發(fā)酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液，使葡萄酒呈紅色。葡萄酒分成干紅、干白等種類的依據(jù)是什么？（1）、根據(jù)葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三

11、種。        白葡萄酒：用白葡萄釀造，皮汁分離發(fā)酵；        紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發(fā)酵；        桃紅葡萄酒：顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發(fā)酵時間短。 （2）、根據(jù)葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四種。      干葡萄酒：含糖量低于4克/升；   

12、0;  半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之間；      半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之間；      甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。）7）、發(fā)酵發(fā)酵概念 ：廣義：是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)微生物菌體各種代謝產(chǎn)物的過程。包括有氧發(fā)酵（如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵）和無氧發(fā)酵（如酒精發(fā)酵）。      狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）。所以：發(fā)酵無氧呼吸。8）、應(yīng)用：   

13、; 釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。9）、菌種來源：成熟的葡萄上本身就含有大量的酵母菌，放久的葡萄有酒味就是這個道理。也可以適當(dāng)接種食品發(fā)酵的酵母菌。（在果酒的工業(yè)生產(chǎn)中為了提高果酒的品質(zhì)也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌，例如：干酵母或酒藥）2、果醋制作的原理    閱讀課本，思考以下問題：（1）醋酸菌的形態(tài)？細(xì)胞結(jié)構(gòu)？（2）醋酸菌的代謝類型？（3）醋酸菌的最適生長溫度為多少？（4）醋酸菌有哪些方面的實際應(yīng)用？（5）果醋的制作原理？1)、醋酸菌形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝類型從橢圓到桿狀，有單個，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運動或

14、不運動，不形成芽孢，屬原核生物，以分裂方式繁殖，新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型。（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的特點是什么？）2)、對酵母菌和醋酸菌的比較 生物學(xué)分類生活方式適宜溫度主要生殖方式主要應(yīng)用酵母菌真核生物異養(yǎng)兼性厭氧20出芽生殖釀酒、發(fā)面醋酸菌原核生物異養(yǎng)需氧30一35二分裂生殖釀醋            3)、應(yīng)用：食醋、果醋4）、果醋制作的原理    ，醋酸菌是種好氧性細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動。變酸的酒的表面觀察到的

15、菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實驗表明，醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進行深層發(fā)酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分分解成醋酸；  c6h12o6 3ch3cooh（醋酸） 當(dāng)缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?反應(yīng)簡式如下)。醋酸菌的最適生長溫度為30一35。2c2h5oh+o2 2ch3cho（乙醛）+2h2o  2ch3cho+o2 2ch3cooh（醋酸）過渡：根據(jù)這個原理，我們是怎樣設(shè)計果酒、果醋制作方案的？提示：從以下三個方面考慮：選材、設(shè)計實驗裝置、操作過程

16、0;二、實驗過程  1、果酒和果醋實驗流程示意圖2、實驗裝置的設(shè)計（1）閱讀教材3-4頁，對a、b兩同學(xué)的實驗裝置進行討論：a：每次排氣時只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時，再將瓶蓋打開，蓋上多層紗布，進行葡萄醋的發(fā)酵。（來防止發(fā)酵液被污染，因為操作的每一步都可能混入雜菌）b：分析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長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。使用該裝置制酒時，

17、應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制醋時，應(yīng)將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。（2）對實驗裝置的改進（請觀察過蘋果酒制作的同學(xué)回答）a、可用塑料瓶替換玻璃瓶，有利放氣。3、實驗操作(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12次除去污物。（注意沖洗次數(shù)不宜太多，為什么？）討論：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，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。(2)滅菌討論：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)酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機

18、、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。）    榨汁機要清洗干凈，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榨取葡萄汁。將葡萄汁裝人發(fā)酵瓶，要留大約13的空間    (如圖右圖所示)，并封閉充氣口。    制葡萄酒的過程中，密閉，將溫度嚴(yán)格控制在1825，時間控制在1012d左右，可通過出料口對發(fā)酵的情況進行。及時的監(jiān)測。 制葡萄醋的過程中，將溫度嚴(yán)格控制在3

19、035，時間控制在前78d左右，并注意適時通過充氣口充氣。(5) 操作的注意事項及細(xì)節(jié)釀酒的葡萄不能用洗滌靈等化學(xué)洗滌劑清洗。容器很關(guān)鍵，應(yīng)用清水或洗滌靈沖洗干凈，并用70%的酒精擦洗；塑料瓶中不能裝滿葡萄液汁，應(yīng)留一定空間，有利于酵母菌有氧呼吸大量繁殖形成種群優(yōu)勢。在酒精發(fā)酵過程中應(yīng)蓋好容器的蓋子，使酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。 在發(fā)酵過程中應(yīng)注意溫度的控制。(6)醋酸菌菌種的來源    前期厭氧果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精，并不是嚴(yán)格厭氧，因此有少量的醋酸菌存留，當(dāng)轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵時，殘存的醋酸菌會大量繁殖，產(chǎn)生醋酸。同時，在我們的實驗條件下并不是嚴(yán)格無菌，通入的空

20、氣中會有一些醋酸菌，帶到發(fā)酵液中，大量繁殖，而其他的菌因不適應(yīng)這種條件而不能繁殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵是要人工接種醋酸菌的，以保障生產(chǎn)的正常進行，而不是采取我們實驗的方法。    另外，在實際操作時，由于菌株的量較少，可能需要很長的時間。為了縮短時間，制作果酒時可以從市場上買一些菌株；制作果醋時可以先買一瓶醋，打開蓋暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面有一層薄膜（實際是醋酸菌），可以用這層薄膜進行接種，這樣可以明顯縮短制作果酒、果醋的時間。相關(guān)知識：果酒制作用的是酵母菌的無氧發(fā)酵和果醋制作用的是醋酸桿菌的有氧發(fā)酵，不論酵母菌還是醋酸桿菌都是微生物，那么什么是微生物

21、，哪些生物屬于微生物呢？1、微生物的概念 形體微小，結(jié)構(gòu)簡單，通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物的統(tǒng)稱。2、微生物的類群微生物的種類大約有10萬種；微生物是地球上生物多樣性最為豐富的資源。微生物的種類僅次于昆蟲，是生命世界里的第二大類群。然而由于微生物的微觀性，以及研究手段的限制，許多微生物的種群還不能分離培養(yǎng)，其已知種占估計種的比例仍很小。課本練習(xí)提示2.提示：大規(guī)模生產(chǎn)時需要進行更為全面周詳?shù)目紤]，如原料的來源與選擇、菌種的培育與選擇、發(fā)酵的設(shè)備、發(fā)酵條件的自動化控制，以及如何嚴(yán)格控制雜菌污染；等等。此外，無論是葡萄酒或葡萄醋，實驗時所檢測的發(fā)酵液，并非商品意義上的產(chǎn)

22、品。在實際生產(chǎn)中還需沉淀過濾、滅菌裝瓶等獲得成品酒或醋。葡萄酒還需在一定設(shè)施和條件下（如橡木桶和地窖）進行后續(xù)發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。3.提示：需考慮廠房、設(shè)備投資、原材料采購、工人人數(shù)及工資、產(chǎn)品種類、生產(chǎn)周期、銷售渠道、利潤等問題。課堂練習(xí)1、利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時，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別是(    )a玉米粉和有氧                   大豆

23、粉和有氧c玉米粉和無氧                    大豆粉和無氧講解：酵母菌在有氧時進行有氧呼吸，把糖類等有機物徹底氧化分解成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轉(zhuǎn)化為酒精的酶類，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，對酵母茵生命活動不利；二是成本高。答案：c2 、嚴(yán)格控制發(fā)酵條件是保證發(fā)酵正常進行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到是否能得到質(zhì)量高，產(chǎn)量多

24、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：d3 、生產(chǎn)用菌種的來源主要是(    )自然環(huán)境  收集菌株篩選  購置生產(chǎn)用菌種  培養(yǎng)基       

25、c    講解：工業(yè)微生物所用菌種的4g$-來源是自然環(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。一般都是購置專用菌種或向單位購買產(chǎn)量高的菌種。答案：d4、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌異化作用的類型依次是(    )    需氧型厭氧型  兼性厭氧型    a        c   

26、; 講解：酵母茵在有氧時進行有氧呼吸，在無氧時進行無氧呼吸；乳酸菌為嚴(yán)格厭氧菌；醋酸菌和谷氨酸棒狀桿菌為嚴(yán)格好氧菌。答案：b5  下列敘述能夠防止發(fā)酵液被污染的是(    )    榨汁機要清洗干凈，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一個長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，整個發(fā)酵過程不能)混入其他微生物(稱雜菌)，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入發(fā)酵液；裝入葡萄汁，封閉充氣口，防止空氣中的菌種進入，發(fā)酵裝置的排氣o2通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，阻擋外面空氣中的菌種進入發(fā)酵液。答案：abcd6、