复习与测试优秀教学实录

选修1专题一

传统发酵技术——复习教学设计

一、设计理念

以高中生物新课程标准为依据，以高考考纲中对实验探究能力的考核目标为导向，围绕生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等学科核心素养，创造性地重组教材，整合传统发酵技术专题中的三个课题，从实际生活和学生特点出发，把学业质量标准和核心素养要求落实到课堂教学中，促进学生达成学科的必备品格和关键能力。

二、核心素养目标

1.结合果酒果醋、腐乳、泡菜等实例，说出发酵工程及相关技术的基本原理（生命观念）；

2.在发酵工程中进行简单的设计和制造，对实际问题进行分析推理归因（生命观念、科学探究）；

3.面对日常生活中与发酵工程有关的话题，如食品加工中的有害物质，能够运用生物学基本概念和原理表明自己的观点并展开讨论（科学思维、社会责任）。

三、复习重点和难点

（一）教学重点：

1.结合果酒果醋、腐乳、泡菜等实例，说出发酵工程及相关技术的基本原理。

2.在发酵工程中进行简单的设计和制造，对实际问题进行分析推理归因。

（二）教学难点：

1.在发酵工程中进行简单的设计和制造，对实际问题进行分析推理归因。

2.面对日常生活中与发酵工程有关的话题，如食品加工中的有害物质，能够运用生物学基本概念和原理表明自己的观点并展开讨论（科学思维、社会责任）。

四、教学过程

（一）导入

——【考题导航】

在历年高考新课标全国卷Ⅰ选取本专题的高考真题，展示给学生，请学生思考并回答。

(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)回答下列有关泡菜制作的问题：

(1)制作泡菜时，所用盐水煮沸，其目的是__________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是_____________________。（本小题注重知识辩论、推理归因等思维能力考查）

(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行________的过程。该过程发生在乳酸菌的________中。（本小题注重知识辩论的考查）

(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有____________、________和________等。（本小题注重知识辩论的考查）

(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是_____________________________，原因是_____________________。（本小题注重分析比较、推理归因等思维能力考查）

导航：1、本专题考题形式：非选择题

2、考核目的：关键能力，体现在辨认、分析、比较、解读、推理、归因等思维能力。

（二）温故而知新——【网络构建】

1.学生自主探究：请学生展示自己所绘制的概念图，说出脑中的知识框架和绘制的思路。学生讲完及时点评和补充知识点。（培养学生整合归纳和自我构建知识系统的思维能力，以及语言表达能力。）

2.结合学生概念图，与学生一起回顾本专题关键知识点，提升知识辩论能力。

（1）果酒果醋的制作

原理：

菌种

反应

有氧条件，大量繁殖：

酶C6H12O6＋6O2――→

无氧条件，产生酒精：

_______________________________ 果酒

酵母菌

果醋

氧气、糖源都充足时：糖→醋酸

缺少糖源时：乙醇→

→醋酸

___________________________________ 醋酸菌

操作流程：

（2）腐乳的制作

原理：

操作流程：

（3）泡菜的制作

原理：乳酸菌无氧呼吸将糖转化为乳酸

操作流程：

亚硝酸盐含量的测定：配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色

补充：（在特定条件下，亚硝酸盐可以转变成致癌物——亚硝胺，

亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联，形成玫瑰红产物），掌握如食品加工中的有害物质的测定，增强社会责任感。

（三）小组合作探究：运用比较—归纳的思维，你可以从那几个方便进行比较归纳本专题？（培训学生比较分析、推理归因等思维能力。）

1.制作果酒、果醋、腐乳、泡菜菌种的比较。

展示不同菌种的比较表格，请学生自己填写。

分类

代谢类型

酵母菌

真核生物

异养兼性厌氧型

醋酸菌

原核生物

异养需氧型

毛霉

真核生物

异养需氧型

乳酸菌

原核生物

异养厌氧型

发酵条件

前期需氧，后期不需氧

18～25 °C

酿酒、发面

一直需氧

一直需氧

无氧

温度

生产应用

30～35 °C

酿醋

15～18°C

制作腐乳

室温

制作酸奶、泡菜

2.发酵技术的比较：原理、操作流程等。（在回顾本章知识点时已经涉及）

3.发酵技术中的注意事项。

分别展示制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的注意事项，引导学生朗读。

（1）果酒果醋制作的注意事项

项目

说

明

材料

防止发酵

液被污染

发酵条件

的控制

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗

①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒

②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗

①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出

②严格控制温度：18～25 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和醋的发酵

③充气：酒精发酵需封闭充气口；醋酸发酵需经充气口充气

（2）腐乳制作的注意事项

项目

水的控制

盐的控制

酒的控制

说

明

含水量约70%，用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形

盐浓度过高会影响腐乳的口味；盐浓度过低，腐乳易腐败变质

酒精含量一般控制在12%左右。酒精含量过高，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，杂菌繁殖快，豆腐易腐败

温度的控制

发酵时间

香辛料

温度为15～18 ℃，适合毛霉生长

控制在6个月左右

具有调味和杀菌的作用，也会影响腐乳的风味或质量

（3）泡菜制作的注意事项

项目

材料的选择

清水和盐的质量比

说

明

蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐

清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却待用。盐水煮沸：除去水中的氧气，杀灭盐水中的其他细菌。

无氧环境

坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。

亚硝酸盐的测定

当摄入总量较多时，可引起

中毒或死亡。在特定条件下，亚硝酸盐可以转变成致癌物——亚硝胺，

。

测定：亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N-1-萘基乙二胺盐酸盐偶联，形成玫瑰红色产物，通过目测比较，大致估算其含量。

（四）理解应用——【教材热点拓展】

（启发学生思考，提升比较解读、推理归因等思维能力，以及提升学生科学的文字表达能力。）

1.如图为果酒和果醋制作的实验装置图，据图分析：

(1)甲、乙、丙的作用分别是什么？

提示

通入无菌(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。

(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？

提示

不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。

(3)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。

提示

醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。

(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味？

提示

醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸。

2.下图是泡菜在腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化规律，据图分析：

(1)从生物间的相互关系和条件变化分析，乳酸菌呈现这种变化规律的原因是什么？

提示

发酵初期以不产酸的大肠杆菌和酵母菌的活动为主，同时还有一部分硝酸盐还原菌在该时期利用氧气，产生了无氧环境，乳酸菌开始活动；发酵中期由于乳酸菌产生了大量乳酸，其他细菌活动受到抑制，乳酸菌活动增强；发酵后期由于乳酸的积累，酸度继续增长，乳酸菌活动也受到抑制，乳酸菌数量下降

(2)乳酸含量开始很低，中后期急剧增加的原因是什么？

提示

发酵初期有氧气，乳酸菌活动较弱，中后期氧气含量减少，乳酸菌大量繁殖，乳酸的量迅速积累。

(3)分析亚硝酸盐的含量变化的原因。

提示

发酵初期，乳酸菌和乳酸的量都比较少，而由于硝酸盐还原菌的活动，亚硝酸盐含量逐渐增加；后期由于硝酸盐还原菌受抑制，同时形成的亚硝酸盐又被分解，因而亚硝酸盐含量下降。

（五）【小结】（梳理知识框架，对学生进行学法指导，为学生如何达成核心素养目标指明方向。）

学法指导：复习过程中，要注重基础知识识记，更要注重思维能力的提升，从而达到学科核心素养的要求。

【专题检测】

1.在酿酒、酿醋、制作腐乳、泡菜过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题：

(1)酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成____________色。

(2)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为____________，醋酸发酵时温度一般应控制为____________。

(3)在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是________，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的______________。

(4)民间制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，在制作时腐乳一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度(含量)过低，会出现什么现象？__________________________________ ________________________________________________________________________。

(5)在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是__________________________。

2.(2018·南宁二中高三5月月考)乳酸菌能产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解，某兴趣小组从泡菜滤液中筛选出亚硝酸盐还原酶活力较高的乳酸菌，进行了相关实验。请回答下列问题：

(1)乳酸菌生长繁殖所需要的主要营养物质有氮源、________、________和________四类，分离、纯化乳酸菌所用的选择培养基以亚硝酸盐为唯一氮源，进入乳酸菌的亚硝酸盐的主要作用是________________________________________________________________________。

(2)将筛选出的乳酸菌，用于泡菜制作过程，进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验，结果如图。

①泡菜制作过程中，pH呈下降趋势，原因是___________________________________________ __________________________________________________。

②据图可知，腌菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现的越早，且峰值较高，原因是_____________________________________________________________________________。

③实验结果说明，食盐用量和__________影响亚硝酸盐含量，亚硝酸盐含量达到峰值后下降，

一方面是因为__________环境抑制杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低；另一方面是因为_____________________________________________________________________________。

3．(2017·全国Ⅱ，37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：

(1)该实验的自变量是________、________。

(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________________。

(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_______________________ _______________________________________________________________________________。

(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为______________________，脂肪转变为______________________。

4．(2016·全国Ⅱ，39节选)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：

(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行；过程③在酵母菌细胞的____________中进行，与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度____________。

(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸菌的细胞呼吸类型，该过程需要在________条件下才能完成。

(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。

(4)醋酸菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

专题检测答案：

1.

（1）灰绿

（2）18～25 ℃，30～35 ℃

（3）毛霉，培养基

（4）不足以抑制微生物的生长，则会导致豆腐腐败变质

（5）制造无氧环境

2.

（1）碳源、水、无机盐，用于合成菌体的含氮物质(或用于合成菌体细胞物质)

（2）

乳酸菌行无氧呼吸产生了乳酸，食盐用量过低，造成杂菌大量繁殖，腌制时间，缺氧和酸性，乳酸菌产生的亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解

3.

（1）菌种，发酵时间

（2）好氧菌

（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间

（4）氨基酸和肽，脂肪酸和甘油

4.

（1）细胞质基质，线粒体，快

（2）有氧

（3）低于

（4)原，不含有