走近生物技术教学目标

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第

课时

总

课时

课

题

教

学

目

标

教

材

分

析

专题1 传统发酵技术的应用课题1 果酒和果醋的制作

1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。

2．掌握发酵作用的基本原理和方法。

3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。

4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置

教讲述与学生方练习、讨论相学结合

法

重点

难点

说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋

制作过程中发酵条件的控制

果酒制作

果醋制作

菌

种

酵母菌

醋酸菌

原

（1）O2、糖源充足：糖

醋酸

无氧呼吸产生酒精

（2）有O2、糖源缺少：

理

乙醇

乙醛

醋酸

温酒精发酵18~25oC

最适为30~35oC

条

度

空前期：需氧

需充足的氧气

后期：不需氧

教

件

气

10d~12d 7d~8d 时

间

学

2.制作流程

过

程

3.思考题：

思考1：为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？

答：“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。

“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

思考2：酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？

答：酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。

思考3：葡萄酒呈现深红色的原因？

教具

教案

引入：俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。

一、果酒和果醋的制作

1.制作原理与条件

答：在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。

思考4：酵母菌是如何进行生殖的？

答：酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。

4.现在工厂生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。

知识拓展：

装置图

结构

充气口

排气口

长而弯曲的胶管

出料口

目的

醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制酒时关闭充气口。

用来排除CO2

防止空气中微生物的污染

便于取料，及时监测发酵进行的情况

例题：

例1．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是

（

）

A．都是异养生物

B．仅在有水条件下繁殖

C．仅在有氧条件下生长

D．生存温度都超过80℃

解析：细菌的生长所必需的营养元素：碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。答案：B 例2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是

（

）

A．营养物质的消耗

B．微生物呼出的CO2 C．微生物细胞数目的增加

D．次级代谢产物的积累

解析：微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能引起pH的变化。答案：C 例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：

（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是

。

（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是

。

（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行

作用产生的代谢产物。

（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。其余1.5%则用于

。

（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。

解析：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。

答案：（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸

（2）出芽生殖

（3）无氧呼吸

（4）自身的生长繁殖

（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量

酶

酶

【巩固练习】

1．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是(

) A．玉米粉和有氧

B．大豆粉和有氧

C．玉米粉和无氧

D．大豆粉和无氧

答案：C 2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括(

)

A．温度控制

B．溶氧控制

C．pH控制

D．酶的控制

答案：D 3．生产用菌种的来源主要是(

) ①自然环境

②收集菌株筛选

③购置生产用菌种

④培养基

A．①②④

B．①③④

C．②③④

D．①②③

答案：D 4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是(

) ①需氧型②厌氧型

③兼性厌氧型

A．①②①③

B．③②①①

C．③②①②

D．②②③①

答案：B 5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是(

) A.榨汁机要清洗干净，并晾干

B．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒

C．装入葡萄汁后，封闭充气口

D．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接

答案：ABCD 6．关于酵母菌的叙述，错误的是(

) A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧

B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖

C．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用

D．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存

答案：BCD 7．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为（

）

A.C、H、O、N

B.C、H、O、N、P、S C.N、P、S、K、Ca、Mg

D.C、H、O

答案：B 8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是(

) A．含糖量高的培养基

B．温度20℃左右

．

C．Ph＝2．5

D．pH—6

答案：C 9．葡萄的糖分是(

)

①乳糖

②麦芽糖

③葡萄糖

④蔗糖

⑤果糖

A．①②③④⑤

B．③④

C．①③④⑤

D．③⑤

答案：D 二、腐乳的制作

1.菌种：主要是毛霉。

2.原理：

蛋白酶

（1）蛋白质

肽、氨基酸

脂肪酶

（2）脂

肪

甘油+脂肪酸

3.腐乳的制作流程

（1）让豆腐上长出毛霉：直接接种或利用空气中的毛霉孢子。

（2）加盐腌制的目的：

①析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬；

②抑制微生物生长。

③用量：毛坯：盐=5:1 （3）加卤汤装瓶的目的：①酒：含量12%左右，抑制微生物生长，使腐乳具独特香味。

②香辛料：调味、防腐杀菌。

（4）密封腌制：用酒精灯对瓶口灭菌后密封。

4.影响腐乳品质的因素：盐、酒、香辛料以及其他因素（含水量、发酵温度（15~18oC）、发酵时间等）。

例题：

例1.以下四种微生物都参与的豆腐的发酵，从代谢类型上考虑哪一项与其它三项有明显区别（

）

A．青霉

B．酵母

C．曲霉

D．毛霉

解析：四种生物全为真核生物，同化作用类型都为异养型，不同的是酵母菌的异化作用类型是兼性厌氧型，而其它三项全为需氧型。答案：B

例2．葡萄糖在毛霉细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是（

）

A．在线粒体中进行的无氧呼吸

B．需在有氧条件下进行

C．不产生CO2

D．反应速度不受温度影响

解析：葡萄糖在细胞质基质中分解成两分子丙酮酸和少量[H]及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。答案：C

例3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是

A．无机盐、水、维生素

B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸

C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸

D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水

解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分。答案：C

【巩固练习】

1．在豆腐的发酵过程中，其主要作用的是（

）

A．青霉

B．酵母

C．毛霉

D．醋酸菌

答案：C 2．在制作腐乳时，如果没有加盐，结果会怎样（

）

A．豆腐腐败

B、腐乳口味不好

C．不易酥烂

D、发酵时间延长

答案：B 3．在培养基中加入适量的青霉素，可抑制哪些微生物的生长繁殖（

）

A、酵母菌、霉菌

B、病毒、酵母菌

C、细菌、放线菌

D、大肠杆菌、青霉菌

答案：C 4．蘑菇、硝化细菌、超级细菌、乳酸菌的代谢类型依次是（

）

①需氧自养型

②需氧异养型

③厌氧自氧型

④厌氧异养型

⑤兼性厌氧型

⑥既可自养又可异养

A、①②③⑤

B、②①②④

C、②①④②

D、①②④⑥

答案：B 5．以下发酵产品不属于微生物代谢产物的是（

）

A、味精

B、啤酒

C、“人造肉”

D、人生长激素

答案：D 6．下列各项叙述中正确的是

A、微生物的遗传物质都是DNA

B、微生物都属于原核生物

C、微生物的遗传物质是核酸

D、微生物的生殖方式是孢子生殖

答案：C

7．豆腐发酵过程中，毛霉消耗的能量主要来自于哪种物质的分解

A．脂肪

B．磷脂

C．葡萄糖

D．蛋白质

答案：D 8．霉菌的细胞渗透压与X浓度的食盐水相当，去掉细胞壁后浸在Y浓度食盐水中破裂，浸在Z浓度食盐水中收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是

A．X>Y>Z

B．Y>X>Z

C．Z>Y>X

D．Z>X>Y

答案：D 9．若用呼吸抑制剂处理毛霉，则会明显影响其细胞吸收的物质是

A．氧气、甘油

B．脂肪酸、水

C．葡萄糖、水

D．钾离子、氨基酸

答案：D 三、泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

1.作用菌类：假丝酵母和乳酸菌。

2.原料：白菜、洋白菜等。

3.原理：假丝酵母和乳酸菌将糖转化成乳酸和醇类。

4.制作过程：

5.亚硝酸盐含量的测定：

（1）亚硝酸盐的产生：由假丝酵母产生。

（2）亚硝酸盐的危害：可转变成致癌物质亚硝胺。

（3）亚硝酸盐含量测定：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。

6.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情况分析：

总结：

（1）制作泡菜选用新鲜蔬菜：新鲜蔬菜中含有丰富的硝酸盐，这些蔬菜放置过久，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。

（2）制备泡菜的盐水中清水与盐水的质量比为4:1 （3）盐水需煮沸并冷却后才可使用：加热煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。

（4）确保发酵过程所需的无氧环境：经常补充坛盖边沿水槽中的水。

（5）测定亚硝酸盐的方法：比色法。

例题：

例1．以下不属于发酵的是（

）

A、利用需氧型青霉菌生产青霉素

B、缺氧时人的组织细胞产生乳酸

C、利用酵母菌的无氧呼吸获得酒精

D、利用乳酸菌制作泡菜

解析：解答该题首先要理解发酵的概念，发酵是指在生产实际中，人们通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程。这里有3个要点，一是用于生产，二是培养微生物，三是生产代谢产物。根据概念可知，生产代谢产物青霉素有一个培养青霉菌的过程；生产酒精有一个培养酵母菌的过程；制作泡菜实质是培养乳酸菌，使其利用菜中的营养物质生产代谢产物乳酸的过程。因此，A、C、D都符合发酵的概念。而B项中虽有代谢产物乳酸，但不是微生物所为，也不存在培养微生物的过程，更不是用于生产，因此不属于发酵。

答案：B 例2．将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两个试管中，如下图所示本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长）。两试管中均无空气存在。据图分析回答：

（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是________；将该气体引入________溶液中，可使该溶液变混浊。

（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行________________造成的，写出表示这一过程的反应式________________________________。

（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是

________________________________。

（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的________获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需要的营养要素可归纳成_______、_______、______、_________和_______五大类。

（5）这些微生物可能的来源是（答出两个来源即可。）________________________

解析：根据题意，试管中无空气，所以甲试管顶部的气体是种子进行无氧呼吸产生的CO2，CO2能使Ca（OH）2溶液变混浊。被煮沸过的种子已死亡，新陈代谢已停止，

不能进行呼吸作用。微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水，死亡的种子可以为微生物的生长提供所需要的营养物质。乙试管中微生物可能的来源有：未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中的菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类等。

答案：（1）CO2 、Ca(OH)2(2)无氧呼吸

C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用（4）死亡种子中、碳源、

氮源、生长因子、无机盐、水（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类。

例3．腐乳味道鲜，易于消化、吸收，是因为其内主要含有的营养成分是（

）

A．无机盐、水、维生素

B．氯化钠、氨基酸、甘油和脂肪酸

C．多肽、氨基酸、甘油和脂肪酸

D．蛋白质、脂肪、氯化钠、水

解析：豆腐的主要营养成分是蛋白质和脂肪。在毛霉等多种微生物分泌的蛋白酶和脂肪酶的作用下分解成小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸等营养成分

答案：C 【巩固练习】

1．某人利用乳酸菌制作泡菜因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是（

）

①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖

②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖

③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖

④罐口封闭不严促进了需氧腐生菌的生长和繁殖

A、①③

B、②④

C、②③

D、①④

答案:B 2．乳酸菌培养液中常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，原因是（

）

A、碳源供应太充足

B、细胞会发生质壁分离

C、改变了乳酸菌的pH值

D、葡萄糖不是乳酸菌的原料

答案:B 3．夏天，煮沸过的肉汤很快就会腐烂变质，主要原因是

A、蛋白质被破坏

B、细菌大量繁殖C、肉汤中水分过多

D、空气使肉氧化分解

答案:B 4．细菌细胞壁与植物细胞壁的区别是（

）

A、功能不同

B、细菌细胞壁具流动性

C、组成不同

D、细菌可形成芽孢

答案:C 5．下列有关细菌的叙述中正确的是（

）

A、细菌只能进行分裂生殖

B、分裂生殖时大型环状DNA平均分配

C、分裂生殖时细胞质平均分配

D、分裂生殖时DNA平均分配

答案:C 6．关于微生物的叙述中，正确的是（

）

A、所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的

B、微生物包含了除动物界、植物界以外的一切生物

C、所有微生物均属于原核生物界、真菌界、原生生物界

D、细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物

答案:B 7．耐热性最强的细菌结构是

（

）

A、质粒

B、芽孢

C、细胞质

D、核糖体

答案:B 8．下列有关细菌代谢的叙述中，正确的是（

）

A、细菌没有细胞器，只能进行无氧呼吸

B、细菌的蛋白质合成在自身的核糖体上进行

C、细菌的代谢终产物也是CO2和H2O

D、细菌的储藏性颗粒是蛋白质，淀粉，脂肪

答案:B

9．下列细胞中不能合成蛋白质的是（

）

A．乳酸菌

B．醋酸菌

C．成熟红细胞

D．酵母菌

答案:C 10．葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，实验过程中提供18O2，则18O2进入酵母菌细胞后，最先出现的放射性化合物是（

）

A．丙酮酸

B．乳酸

C．二氧化碳

D．水

答案:D 总结：

（1）制作泡菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下，降糖分解为乳酸。

（2）常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，生产酸奶的是乳酸杆菌。

（3）含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。

（4）制作的泡菜一般在10天之后食用最好，原因是亚硝酸盐含量明显降低。

（5）在酸奶制作过程会产生亚硝酸盐。

（6）泡菜坛的选择标准是火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好，否则容易引起蔬菜腐烂。

（7）腌制时要控制腌制的时间、温度和食盐的用量。

（8）导致细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加的因素有食盐用量不足10％和腌制时间过长。一般在腌制10天后亚硝酸盐含量开始降低。

作

业

教

学

后

记