高中生物人教版 (2019)选择性必修3传统发酵技术的应用导学案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3传统发酵技术的应用导学案，共11页。学案主要包含了发酵与传统发酵技术，尝试制作传统发酵食品等内容，欢迎下载使用。
学习目标
1.说出常见的传统发酵食品，通过复习细胞呼吸的内容，能概述微生物发酵的基本原理。（生命观念）
2.尝试制作泡菜、果酒和果醋等传统发酵食品，熟悉制作步骤，培育科学探究素养；总结归纳传统发酵技术的基本特点，通过结果分析与迁移提升科学思维素养。（科学探究、科学思维）
3.通过了解和体验传统发酵技术，感悟我国劳动人民的智慧和勤劳。（社会责任）
自主预习
一、发酵与传统发酵技术
1.发酵
（1）概念：是指人们利用 ，在适宜的条件下，将原料通过 转化为人类所需要的产物的过程。
（2）原理：不同的微生物具有产生 的能力，因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
2.传统发酵技术
（1）概念：直接利用原材料中 ，或利用 发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。
（2）特点：传统发酵以混合菌种的 发酵及 发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。
（3）常见产品：腐乳、酱、酱油、醋、泡菜、豆豉。
腐乳制作中参与发酵的微生物：多种微生物，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是 。腐乳发酵的原理：经过微生物的发酵，豆腐中的 被分解成小分子的 。
二、尝试制作传统发酵食品
1.乳酸发酵
（1）乳酸菌的代谢特点：代谢类型为 ；在 的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。
（2）发酵原理（反应简式）： 。
（3）应用：可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。
2.酒精发酵
（1）酵母菌：单细胞 （细菌/真菌），代谢类型为 ，在
情况下能进行酒精发酵。
（2）发酵原理(反应简式)： 。
（3）应用：可用于酿酒、制作馒头和面包等。
3.乙酸发酵
（1）醋酸菌特点：代谢类型为 ；当O2、糖源都充足时，能将糖分解成 ；当缺少糖源时则将乙醇转化为 ，再将 变为 。
（2）发酵原理(反应简式)： 。
课堂探究
任务一 、制作泡菜
1.学习教材P6“探究·实践”，完成下列内容。
（1）泡菜制作的原理是什么？
（2）请用文字和箭头描述泡菜制作的基本步骤。
思考：①泡菜制作时，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发酵过程中，盐的作用是什么?为什么要将盐水煮沸?盐水冷却后再倒入发酵坛的目的是什么?
2.尝试制作泡菜。
（1）你的操作准确吗？在完成制作后，请填写下表。
（2）为什么泡菜坛只能装八成满?
（3）根据你的经验结合操作步骤，你认为影响泡菜口味的因素有哪些？泡菜腌制10天后，自己再实际验证一下影响泡菜口味的因素。
任务二、 制作果酒和果醋
1.果酒和果醋发酵的原理是什么？
2.制作流程（体验制作原理和过程，记录并思考制作过程中发现的问题）
（1）器具清洗、消毒。将发酵瓶、榨汁机等器具用 清洗干净，并用
消毒，晾干备用。
（2）冲洗葡萄。用 冲洗新鲜葡萄 次，再 。
（3）榨汁装瓶。用榨汁机榨取葡萄汁后装入发酵瓶，盖好瓶盖。本步骤需注意什么问题？ 。
（4）酒精发酵。将温度控制在18~30 ℃发酵10~12 d。本步骤需注意哪些问题？ 。
（5）果酒检测。可从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行监测。
（6）果醋发酵。果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，控制温度为 ℃进行葡萄醋的发酵，发酵 d。
（7）果醋检测。
[总结比较]果酒发酵与果醋发酵
3.结果分析与评价设计
根据教师8 d前制作的果酒样品，结合自己的制作步骤，思考并回答有关问题。
（1）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?
（2）在制作果醋的过程中，酵母菌是否会继续发酵？什么措施可以加快果醋的制作？
（3）（每天定时观察，10 d后完善）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化?引起变化的原因是什么?
1.（不定项）传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物,下列叙述错误的是( )
A.腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B.乳酸菌发酵产生乳酸和二氧化碳
C.制作果酒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乙酸
2.关于酒精发酵的过程，下列说法错误的是( )
A.在酒精发酵的过程中，接种酵母菌后应立即密封
B.在酒精发酵的过程中，接种酵母菌后，应先通气一段时间再隔绝空气
C.为了避免杂菌污染，在实际生产过程中可以直接接种纯种的酵母菌
D.酵母菌发酵产生酒精的最适温度为18~30 ℃
3.关于制作果醋的过程,下列说法正确的是( )
A.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后再密封
B.在发酵过程中，温度控制在18~25 ℃，发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乙酸而酿造成果醋
D.以上说法都正确
4.下列关于制作泡菜的叙述，错误的是( )
A.用清水和食盐配制质量分数为5%~20%的盐水
B.配制盐水时，盐的比例越高越好
C.盐水入坛前要煮沸冷却,以防污染
D.坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境
5.下列关于鉴定果酒和果醋制作是否成功的方法,错误的是( )
A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定
B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定
C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定
D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定
6.葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关知识回答问题。
甲 乙 丙
注:各发酵瓶的左侧管为充气管,右侧管为排气管。
（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物主要是 。
（2）该微生物通过无氧呼吸可分解 ，产生的终产物是 和 。
（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是 ，导致发酵中出现的主要异常现象是 ；丙同学的错误是 ,导致发酵中出现的主要异常现象是 。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是 、 、 。
（4）在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该错误操作是 。
[课堂小结]
请列表比较泡菜及果酒和果醋制作的菌种和主要原理，并总结自己在泡菜及果酒和果醋制作中的经验和失误。
[课后延伸]
泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。请查阅资料或设计实验进一步探究泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化，完成下表。
参考答案
自主预习
一、1.(1)微生物 微生物的代谢 (2)不同代谢物
2.（1）天然存在的微生物 前一次 (2)固体 半固体 （3）毛霉 蛋白质 肽和氨基酸
二、1.(1)异养厌氧型 无氧
（2）C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量
2.（1）真菌 异养兼性厌氧型 无氧
（2）C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
3.（1）异养需氧型 乙酸 乙醛 乙醛 乙酸 （2）C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量；C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量
课堂探究
任务一
1.（1）利用植物体表面天然的乳酸菌进行乳酸发酵。
（2）制作流程：配制盐水、煮沸后冷却→原料处理、蔬菜装坛→加入蒜瓣、生姜及其他香辛料→加盐水→封坛发酵。思考：①泡菜坛内创造无氧环境；无氧条件。②盐的作用有调味、抑制其他微生物的生长等；煮沸的目的是杀菌，去除水中的溶解氧；盐水冷却的目的是保证乳酸菌等微生物正常的生命活动。
2.（1）据实填写。
（2）在泡菜发酵初期，由蔬菜表面带入的大肠杆菌、酵母菌等发酵产物中有较多的CO2，如果泡菜坛装得太满，瓶内气压过大，发酵液可能会溢出坛外；另外，泡菜坛装得太满，会使盐水不能完全淹没菜料，从而导致坛内菜料变质腐烂。
（3）盐水比例，香辛料种类及用量，密封情况，发酵温度及时间等（合理即可）。
任务二
1.利用果皮表面附着的野生酵母菌，在无氧条件下将水果中的糖转化为酒精；利用醋酸菌在有氧条件下将糖或酒精转化为乙酸。
2.（1）洗洁精 体积分数为70%的酒精 （2）清水 1~2 去除枝梗和腐烂的籽粒并沥干 （3）发酵瓶要留有大约1/3的空间 （4）在发酵过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，再拧紧瓶盖 （6）30~35 7~8
[总结比较]
3.（1）果酒中除了酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等微生物，它们会对果酒发酵产生影响。乳酸菌可以分解果酒中的糖、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。在有氧的情况下，醋酸菌能把糖分解成乙酸。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；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。（2）随着乙酸发酵的进行，发酵液的pH和温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，酵母菌的活性很低。打开一瓶醋暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会产生菌膜（醋酸菌），用其接种可缩短制作时间。（3）在果酒的制作过程中，发酵液会产生气泡，这是因为酵母菌发酵产生CO2；如果是用紫色葡萄制作果酒，随着发酵时间的延长，发酵液的颜色会逐渐加深变成深红色，因由果皮进入发酵液的花青素会越来越多。果醋发酵过程中一般不会出现气泡，发酵完成时，在发酵液的液面上会出现一层菌膜，即醋酸菌膜。
当堂训练
1.BD 【解析】乳酸菌发酵不产生二氧化碳，B项错误；制作果醋利用了醋酸菌在有氧条件下产生乙酸，D项错误。
2.A 【解析】在酒精发酵的过程中，接种酵母菌后应过一段时间再密封，目的是让酵母菌先在有氧条件下繁殖一段时间增加数量。
3.C 【解析】醋酸菌是好氧细菌，果醋发酵的适宜温度为30~35℃，A、B、D三项错误。
4.B 【解析】制作泡菜时盐水的质量分数控制在5%~20%，以起到杀菌作用并保持良好的口味，B项错误。
5.C 【解析】对于果酒，可以通过嗅味或品尝、显微镜下观察酵母菌并用重铬酸钾检验酒精的存在，但发酵前后温度的变化不能作为鉴定果酒的依据。
6.（1）酵母菌 （2）葡萄糖 酒精 CO2 （3）未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出，发酵液变酸 瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒) 葡萄酒(或果酒) （4）未及时排气
【解析】进行酒精发酵的微生物是酵母菌，可通过无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。甲制作的发酵瓶没有夹住充气管，发酵过程中会导致发酵液从充气管流出，发酵液变酸；丙制作的发酵瓶发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，排气时发酵液会从排气管流出；乙制作正确。甲制作的发酵瓶未隔绝空气，发酵会得到果醋；乙、丙制作的发酵瓶隔绝了空气，发酵会得到果酒。制作葡萄酒的过程中,未及时排气会导致发酵瓶鼓胀或冲开瓶塞。
[课后延伸].
步骤
盐水配制
原料处理及装坛
加盐水
封坛发酵
操作
盐比例是否合适，是否冷却？
是否洗净，蔬菜与香辛料是否混匀？
盐水是否没过了菜料？
坛口水槽注水，温度及发酵时间控制是否合适？
自我评级（A~C）
项目
果酒发酵
果醋发酵
发酵菌种
菌种来源
菌种代谢类型
菌种生物类型
发酵原理
发酵条件
温度
时间
氧气
发酵时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵前期
发酵中期
发酵后期
变化曲线
项目
果酒发酵
果醋发酵
发酵菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种来源
附着在新鲜水果果皮表面的野生酵母菌
空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌
菌种代
谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
菌种生
物类型
真核生物
原核生物
发酵原理
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量
C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量
发酵
条件
温度
18~30 ℃
30~35 ℃
时间
10~12 d
7~8 d
氧气
前期需氧，后期不需氧
始终需氧
发酵时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵前期
少
少
增加
发酵中期
最多
增多
达到最多后开始下降
发酵后期
减少
继续增多,最后保持稳定
下降至保持相对稳定
变化曲线