高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用表格教学设计及反思

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用表格教学设计及反思，共8页。教案主要包含了学习活动一，学习活动二，小组合作探究一等内容，欢迎下载使用。

课题
传统发酵技术的应用
单元
第一章
学科
生物
年级
高二
学习目标
与
核心素养
学习目标：举例说明日常生活中某些食品运用传统发酵技术生产。
1.文化基础：认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构和代谢类型。
2.自主发展：掌握泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。
3.社会参与：讨论泡菜的食品安全问题。
重点
1.泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。
难点
1.泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
书法欣赏，朗诵《凉州词》。“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”通过词中葡萄美酒了解酒的由来，从这首词来看。在很久以前，果酒已经融入到我们的生活中，联系酒精产生原理，有机物无氧呼吸，发酵产生，发酵才是本节课的重点内容。
学生欣赏《凉州词》，并思考问题：酒怎么产生？
通过果酒历史悠久，激发学生对发酵兴趣，展开课题
讲授新课

从社会中来
通过学生举例引入：
1.发酵的历史：约9 000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的。

分析发酵的历史总结：
发酵的概念：人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。

联系实际，分析腐乳制作，概括传统发酵技术的概念
腐乳的发酵
①参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
②发酵原理：经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。
③传统发酵技术的概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。
根据传统发酵技术概念，分析传统发酵技术的特点及主要食品
以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
主要食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。
【学习活动一】
学生阅读课本P4—5，联系实际，思考以下问题。
日常生活所吃所用，哪些与发酵有关。
2.发酵的概念是什么？
3.什么叫传统发酵技术？
培养学生获取信息的能力，加深学生对科学的历史和本质的认识，激发学生的科学研究的兴趣。
从实例中概括概念，提升学生的概括总结能力。
理论联系生活实际、学有所用，激发学生的兴趣。
通过传统发酵技术的特点，引入传统发酵食品所用微生物。
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
代谢特点
最适温度
代谢产物
日常制品
(1)乳酸菌
①代谢特点：厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，反应简式：
C6H12O6eq \(――→,\s\up15(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。
②生产应用：用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
(2)酵母菌
①代谢特点：单细胞真菌，兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，反应简式为C6H12O6eq \(――→,\s\up15(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量。最适生长温度约为28℃。
②生产应用：用于酿酒、制作馒头和面包等。
(3)醋酸菌
①代谢特点：好氧细菌，当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸，反应简式为C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up15(酶))2CH3COOH(醋酸)＋2H2O＋2CO2＋能量；当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，反应简式为C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up15(酶))CH3COOH(醋酸)＋H2O＋能量。最适生长温度为30～35℃。
②生产应用：用于制作各种风味的醋。
乳酸菌
酵母菌
醋酸菌
代谢特点
厌氧型
兼性厌氧型
好氧细菌
最适温度
370C
280C
30-350C
代谢产物
乳酸
酒精
醋酸
日常制品
乳制品、泡菜
酿酒、馒头、面包
醋
【学习活动二】学生阅读P5—7，联系呼吸作用，分析微生物发酵原理，提取课文重要知识点，完成相关表格。
结合表格，总结对比三种微生物，
培养学生获取信息的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。
教师分析教材相关知识
对比巩固
泡菜制作探究及实践
1.展示不同种类的泡菜图片，介绍泡菜的营养价值。
自主学习、分组讨论泡菜制作原理
教师提问，并分析泡菜制作原理。
项目
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
初期
少(有氧气，乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
中期
最多(乳酸抑制其他菌活动)
增多，pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
后期
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动)
继续增多，pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化曲线
2.学生制作泡菜
明确实验材料和实验要求。
材料：食盐、清水、新鲜蔬菜、蒜瓣、生姜及其他香辛料、泡菜坛
实验要求：
1.了解实验原理，熟悉实验操作。
2.分工明确：小组成员观察并记录
3.10分钟内完成实验。
4.记录操作过程发现的问题。
5.保持安静、轻放轻拿。
方法和步骤：
(1)配制盐水:用清水和食盐配制质量百分比为5%—20%的盐水,并将盐水煮沸,冷却待用。
(2)蔬菜装坛:将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状,混合均匀,晾干后装坛,装至半坛时，放人调味品,继续装至八成满。
(3)加盐水:将冷却好的盐水缓缓倒人坛中，使盐水没过全部菜料。
(4)封坛发酵:盖好坛盖,向坛盖边沿的水槽中注满水，发酵过程中注意补充水，根据室内温度控制发酵时间。
分析实验过程中存在问题及预测实验结果
【小组合作探究一】制作泡菜
1.学生自主学习，分组讨论，分享操作流程，其他小组补充或提出不同的意见。
2.就操作过程中发现的问题，小组提问，小组回答，教师引导和补充。
3.确定实验方法和步骤，进行小组实验。
4.预测结果及分析与评价
（1）用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？
（2）为什么泡菜坛只能装八成满？
（3）你腌制的泡菜成功吗？色泽如何？口味如何？
通过所学原理和课本上的实验设计流程，学生进行实验，可培养学生的动手能力，以及在这过程中体现出来的组织、配合、逻辑思维能力
制作果酒和果醋探究实践
1.引导学生阅读课文，分组讨论，并设计问题串，引导学生回答问题，跟据学生的回答给予相应的评价，
2.PPT展示果酒果醋的原理实验方法步骤
(1)菌种来源
新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生酵母菌。
(2)方法步骤
器具消毒:将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗千净，用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用
冲洗:新鲜葡萄用清水冲洗1-2次,再去除枝梗和腐烂籽粒，沥干。
榨汁:用榨汁机榨取葡萄汁，装人发酵瓶中，留大约的1/3空间,盖好瓶盖。
酒精发酵:温度控制在18-30C,每隔12h左右将瓶盖松一次,但不要打开瓶盖。发酵时间为10-12d。
醋酸发酵:葡萄酒制作完成后，打开瓶盖,盖上一层纱布，进行葡萄醋发酵,温度为30-35C,时间为7-8d。
3.果酒与果醋制作的比较
果酒制作
果醋制作
发
酵菌种
来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
空气中的醋酸菌
分类地位
单细胞真核生物
单细胞原核生物
繁殖方式
出芽生殖、孢子生殖
二分裂生殖
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵条件
温度
18～30 ℃
30～35 ℃
时间
10～12 d
7～8 d
氧气
前期需氧，后期无氧
一直需要充足氧气
pH
酸性
酸性
结果检测
酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色
反应液pH下降
联系
醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料
思考探究
1.在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？
提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。
(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。
(3)发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。
(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。
2．果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。
3.在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化?其中最明显的变化发生在发酵后多少天?引起变化的原因是什么?
提示：葡萄酒发酵的过程中，主要是酵母菌把发酵液中的糖转化为酒精;葡萄醋发酵的过程中，先是酵母菌把发酵液中的糖转化为酒精，再由醋酸菌将酒精转化为醋酸。
在发酵10天后变化最明显。
由于发酵作用，糖大部分转化为CO2，CO2排出越来越旺盛从排气口排出。发酵过程产生热量,使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18-25°C。在发酵过程中，色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。
4.在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长?它们会对果酒发酵产生影响吗?如果有，如何避免这种影响?
提示：果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、 酒石酸等，从而使果酒变质。可以通过调节发酵的温度、果酒的pH等来控制乳酸菌的含量。果汁中的糖也是醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成醋酸;在缺少糖源的情况下，乙醇便是醋酸菌的碳源和能源，它将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌在有氧的条件下才能进行旺盛的代谢活动，因此在制作果酒的过程中尽量减少O2含量，可以抑制醋酸菌的生长繁殖。此外，通过调节发酵的温度、果酒的pH等同样可以控制醋酸菌的含量。
5.在制作果醋的过程中，酵母菌是否还会继续发酵?醋酸菌从何而来?采用什么措施可以加快果醋的制作?
提示：随着醋酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低。在我们的实验条件下，当打开瓶盖后，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，其他的菌因不适应环境条件而不能繁殖。在工业上，后期醋的发酵需要人工接种醋酸菌。
我们制作果醋时，可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜(实际上是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种可以明显缩短制作果醋的时间。
学生阅读课文，分析实验原理。
学生分享操作流程，其他小组补充或提出不同的意见，教师总结。
学生比较果酒与果醋制作要点，完成表格。
小组讨论，完成相关探究，解决实验相关问题。
理论联系生活实际、学有所用激发学生的兴趣。
让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中，充分体现学生是课堂的主体。
通过分析表格，提高学生分析问题，解决问题的能力。
提出一个问题比解决一个问题更重要，此环节可以让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中。
总结及练习
下列关于制作葡萄酒的操作，正确的是( )
A.让发酵装置接受光照
B.在发酵过程中适时排气
C.将发酵温度控制在45C
向发酵装置中持续通人空气
2.下列关于一些传统发酵食品制作的叙述，错误的是( )
A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
制作果洒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
D.制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生醋酸
根据所学，完成相关练习
回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
板书
传统发酵技术的应用
1.发酵与传统技术
（1）发酵的概念：
（2）传统发酵技术概念
2.尝试制作传统发酵食品
（1）乳酸菌 （2）酵母菌 （3）醋酸菌
3.实验探究
（1）制作泡菜
（2）实验原理
（3）实验材料
（4）实验方法步骤
（5）结果分析和评价