《生物與生活》高中生物教案
目錄
一.傳統發酵技術的應用
課題1.果酒和果醋的製作
課題2.腐乳的製作
課題3.製作泡菜並檢測亞硝酸鹽含量
二.微生物的培養與應用
課題1.微生物的實驗室培養
三.植物的組織培養技術
課題1.菊花的組織培養
課題2.月季的花葯培養
四.酶的應用
課題1.果膠酶在果汁生產中的作用
課題2.探討加酶洗衣粉的洗滌效果
五.DNA和蛋白質技術
課題1.DNA的粗提取與鑑定
課題2.血紅蛋白的提取和分離
六.植物有效成分的提取
課題1.植物芳香油的提取
課題2.胡蘿蔔素的提取
七.生態環境與生活
課題1.環境保護
課題2.低碳生活
一．傳統發酵技術的應用
課題1果酒和果醋製作
教學目標
1、知識目標：
理解果酒、果醋製作的原理。
2、能力目標：
①學生根據果酒製作的原理設計果酒製作過程，體驗制果酒的實踐操作
②在對果酒製作結果進行分析與評價環節，培養學生實驗分析能力和嚴謹的思維能力。
3、情感目標：
透過果酒釀製歷史的追述，培養學生的民族自豪感，同時滲透STS教育。
教學重點：
①說明果酒和果醋的製作原理
②設計製作裝置製作果酒和果醋
教學難點：
製作過程中發酵條件的控制
教學過程
引言：
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，有許多關於酒的有趣傳說。猿猴釀酒說——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季節收貯大量的水果在“石窪”中，一段時間後，就有特殊香味的液體流出，這就是最早的果酒。
在國內市場上，近幾年出現了越來越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。
果酒與生活——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，被很多成年人當作飯後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，透過果酒卻可以吸收，因為營養成分已經完全溶解在果酒裡了。果酒裡含有大量的多酚，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，與其他酒類相比，果酒對於護理心臟、調節女性情緒的作用更明顯一些。
課題1從課題背景人手，然後從實驗原理、實驗流程示意圖和提供的資料，較全面的介紹了果酒和果醋的製作過程。
一、基礎知識
1．果酒製作的原理
閱讀課本，完成以下問題：
（1）果酒的製作需要什麼微生物？
（2）酵母菌的形態、結構、分佈、種類及菌落？
（3）酵母菌的代謝型別及其呼吸過程的反應式如何？
（4）酵母菌的適宜溫度是多少？
（5）為什麼在一般情況下葡萄酒呈紅色？
（6）什麼叫發酵？發酵等同於無氧呼吸嗎？酵母菌有何實際應用？
（1）酵母菌形態、結構、分佈、種類及菌落
①形態、結構
酵母菌是單細胞真菌，屬真核生物，細胞大小為1~30um，呈圓形、橢圓形等。
思考：你認為酵母菌的細胞中有哪些結構？
你認為細菌與酵母菌在細胞結構上有什麼區別？
②繁殖
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，溫度適宜時，進行出芽生殖，繁殖速度快。③菌落：
討論：你知道什麼的菌落嗎？在生態學上一個菌落屬於什麼？
酵母菌在固體培養基上形成的菌落，其表面溼潤、黏稠，呈白色或粉紅色。（在液體培養基中，有些在液體表面形成菌膜，或在容器壁上出現酵母環，或產生沉澱。）
④生存的環境
自然界中，酵母菌分佈廣泛，但多分佈在含糖較高的偏酸環境中，如水果、花、樹皮上，（有些可與昆蟲共生，有些使人致病，如白色假絲酵母引發鵝口瘡、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：在發酵製作葡萄酒的時候，要對葡萄進行消毒嗎？為什麼？
其他微生物與酵母菌的關係是什麼？
（2）酵母菌的代謝型別及其呼吸過程
①酵母菌的呼吸
果酒的製作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物，
在有氧條件下，反應式如下：酶
C6H1206+6O22+6H20+能量
在無氧條件下，反應式如下：酶
C6H12O62H5OH+2C02+能量
思考：
在發酵過程中，如果要使酵母菌進行大量繁殖，應怎樣處理？
如果要獲得酒精呢？為什麼？
（3）發酵
1).發酵概念
廣義：是透過微生物的培養來大量生產各種代謝產物的過程。包括有氧發酵（如醋酸發酵、穀氨酸發酵）和無氧發酵（如酒精發酵）。
狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發酵、乳酸發酵等）。
2).所以：發酵≠無氧呼吸。
3).應用：
釀酒、發饅頭、麵包製作、酒精製造、生產藥用酵母片、生產維生素、生產抗菌素等。
（4）溫度要求
繁殖的最適溫度：20℃；
酒精發酵的最適溫度：18~25℃。
思考：你知道酵母菌需要適宜溫度的原因嗎？
酵母菌有不同的最適溫度說明了什麼？
補充：溫度對發酵的影響
酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低於10℃，酵母菌發育很緩慢。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，開始出現死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發酵液、減少究竟的損耗，必須控制好發酵溫度。
你知道嗎？
1、一般情況下，葡萄酒呈紅色的原因？
（在發酵的過程中，隨著酒精度的.提高，紅葡萄皮的色素也進入發酵液，使葡萄酒呈紅色。）
2、葡萄酒分成乾紅、乾白等種類的依據是什麼？
（1、根據葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三種。
白葡萄酒：用白葡萄釀造，皮汁分離發酵；
紅葡萄酒：用紅葡萄釀造，皮汁混合發酵；
桃紅葡萄酒：顏色介於白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮的發酵時間短。
2、根據葡萄酒的含糖量分成幹、半乾、半甜、甜四種。
幹葡萄酒：含糖量低於4克/升；
半乾葡萄酒：含糖量介於4克-12克/升之間；
半甜葡萄酒：含糖量介於12克-50克/升之間；
甜葡萄酒：含糖量高於50克/升。）
自然發酵：附著於葡萄皮上的野生型酵母菌。（5）菌種來源：?
??人工培養：分離獲得得純淨的酵母菌菌種。
（在果酒的工業生產中為了提高果酒的品質也可以直接在果汁中加入人工培養的酵母菌，例如：乾酵母或酒藥）
2、果醋製作的原理
閱讀課本，思考以下問題：
（1）醋酸菌的形態？細胞結構？
（2）醋酸菌有哪些方面的實際應用？
（3）醋酸菌的代謝型別？
（4）果醋的製作原理？
(1)醋酸菌形態
1).從橢圓到桿狀，有單個，有成對，有成鏈狀，以鞭毛運動或不運動，不形成芽孢，屬原核生物，以分裂方式繁殖，新陳代謝型別為異養需氧型。（醋酸菌與酵母菌相比，最主要的
特點是）
2).應用：食醋、果醋
(2)果醋製作的原理，
醋酸菌是—種好氧性細菌，只有當氧氣充足時，才能進行旺盛的生理活動。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液麵大量繁殖而形成的。實驗表明，醋酸菌對氧氣的含當量特別敏感，當進行深層發酵時，即使只是短時間中斷通人氧氣，也會引起醋酸菌死亡。當氧氣、糖源都充足時，醋酸茵將葡萄汁中的果糖分解成醋酸；
酶
C6H12O6→3CH3COOH（醋酸）
當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸(反應簡式如下)。醋酸菌的最適生長溫度為30℃一35℃。
酶酶2C2H5OH+O2→2CH3CHO（乙醛）+2H2O2CH3CHO+O2→2CH3COOH（醋酸）
過渡：根據這個原理，我們是怎樣設計果酒、果醋製作方案的？
提示：從以下三個方面考慮：選材、設計實驗裝置、操作過程
二、實驗設計
1．果酒和果醋實驗流程示意圖
果酒果醋
閱讀教材3-4頁，對A、B兩同學的實驗裝置進行討論：
A：每次排氣時只需擰鬆瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋；制醋時，再將瓶蓋開啟，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。（來防止發酵液被汙染，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酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什麼排氣口要透過一個長而彎曲的膠管與瓶身連線？
充氣口是在醋酸發酵時連線充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發酵時用來排出二氧化碳的；出料口是用來取樣的。排氣口要透過一個長而彎曲的膠管與瓶身連線，其目的是防止空氣中微生物的汙染。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連線氣泵，輸入氧氣。
2、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。
①、取葡萄500g，去除枝梗和腐爛的葉子。
②、用清水沖洗葡萄1－2次除去汙物。（注意沖洗次數不宜太多，為什麼？）討論：你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什麼？挑選葡萄沖洗榨汁酒精發酵醋酸發酵