果酒和果醋的制作

果酒和果醋制作

一、教材分析

《选修1》总的来说是一门以学生为主体，通过实验设计和操作实践，学习科学探究的选修课程，本模块重在培养学生设计实验，动手操作，收集证据等科学探究能力，而课题1果酒果醋的制作则更是与日常生活联系密切，学生深有体会的一个课题，本课题的学习旨在让学生在实验条件下制作传统的发酵食品，学习相关的学习方法和基本的操作技能，并理解其科学原理。 二、教学目标 1、知识目标：

理解果酒、果醋制作的原理。 2、能力目标：

①学生根据果酒制作的原理设计果酒制作过程，体验制果酒的实践操作

②在对果酒制作结果进行分析与评价环节，培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。 3、情感目标：

通过果酒酿制历史的追述，培养学生的民族自豪感，同时渗透STS教育。

三、教学重点：

① 说明果酒和果醋的制作原理 ② 设计制作装置制作果酒和果醋 四、教学难点：

制作过程中发酵条件的控制 五、教学过程 引言：

在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在

水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。

在国内市场上，近几年出现了越来越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。

果酒与生活——果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。

果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生素和人体所需的氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。

课题1从课题背景人手，然后从实验原理、实验流程示意图和提供的资料，较全 面的介绍了果酒和果醋的制作过程。

一、基础知识

1．果酒制作的原理 阅读课本，完成以下问题：

（1）果酒的制作需要什么微生物？

（2）酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落？

（3）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？

（4）酵母菌的适宜温度是多少？ （5）为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？ （6）什么叫发酵？发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应

用？

（1）酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落 ①形态、结构

酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。

思考：你认为酵母菌的细胞中有哪些结构？

你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？ ②繁殖

酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、生殖和孢子生殖，但多

以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。 ③菌落：

讨论：你知道什么的菌落吗？ 在生态学上一个菌落属于什么？

酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色。（在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。）

④生存的环境

自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。

思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？

其他微生物与酵母菌的关系是什么？ （2）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程

①酵母菌的呼吸

果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，

在有氧条件下，反应式如下： 酶

C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量

在无氧条件下，反应式如下： 酶

C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量

思考：

在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？

如果要获得酒精呢？为什么？ （3）发酵 1).发酵概念

广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。

狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。

2).所以：发酵≠无氧呼吸。 3).应用：

酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产

维生素、生产抗菌素等。（4）温度要求 繁殖的最适温度：20℃；

酒精发酵的最适温度：18~25℃。

思考：你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？ 酵母菌有不同的最适温度说明了什么？

补充：温度对发酵的影响

酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。

你知道吗？

1、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？

（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入

发酵液，使葡萄酒呈红色。） 2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？ （1、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。

白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；

红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；

桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。

2、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。

干葡萄酒：含糖量低于4克/升； 半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间；

半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间；

甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。） （5）菌种来源：

（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁

中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）2、果醋制作的原理 阅读课本，思考以下问题：

（1）醋酸菌的形态？细胞结构？

（2）醋酸菌有哪些方面的实际应用？ （3）醋酸菌的代谢类型？ （4）果醋的制作原理？ (1)醋酸菌形态

1).从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是）

2).应用：食醋、果醋 (2)果醋制作的原理 ，

醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸茵将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；

酶

C6H12O6 →3CH3COOH（醋酸）

当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(反

应简式如下)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。

酶 酶

2C2H5OH+O2 →2CH3CHO（乙醛）+2H2O 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH（醋酸）

过渡：根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？

提示：从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、操作过程

二、实验设计

1．果酒和果醋实验流程示意图

冲洗 榨汁 挑选葡萄

醋酸发酵

酒精发酵

果酒 果醋

阅读教材3-4页，对A、B两同学的实验装置进行讨论：

A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。（来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌）

B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？

充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

2、实验操作

(1)材料的选择与处理

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。

①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。

②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？）

讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？

（应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。）

(2)灭菌

讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？

（需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。）

①榨汁机要清洗干净，并晾干。 ②发酵装置要清洗干净，并用

70％的酒精消毒。

(3)榨汁

将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。

(4)发酵

①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约1／3的空间

(如图右图所示)，并封闭充气口。 ②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。

③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。

三、结果分析与评价

1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CＯ2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。

2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。

3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。

四、课题延伸

果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴人物质的量浓度为3mol／L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。想一想，如果要使检验的结果更有说服力，应该如何设计对照?

五、相关链接

1．为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。而人工培养酵母菌，首先需要获得纯净的酵母菌菌种。如何将葡萄上附着的酵母菌分离出来，获得纯净的菌种呢?你可以在参考“专题2 微生物的培养与应用”的基础上，进一步查阅资料，再做尝试。

2．制作果醋时，也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋酸菌的菌种可以到当地生产食醋的工厂或菌种保藏中心购买。你也可以尝试从食醋中分离醋酸菌，分离的方法参见专题2。

相关知识：

果酒制作用的是酵母菌的无氧发酵和果醋制作用的是醋酸杆菌的有氧发酵，不论酵母菌还是醋酸杆菌都是微生物，那么什么是微生物，哪些生物属于微生物呢？

1、微生物的概念物的统称。

形体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生

2、微生物的类群

微生物的种类大约有10万种；

微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源。微生物的种类仅次于昆虫，是生命世界里的第二大类群。然而由于微生物的微观性，以及研究手段的，许多微生物的种群还不能分离培养，其已知种占估计种的比例仍很小。 练习

2.提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染；等等。此外，无论是葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，并非商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下（如橡木桶和地窖）进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。

3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产

果酒和果醋的制作 教学目标：

1、知识目标：理解果酒、果醋制作的原理。

2、能力目标：①学生根据果酒制作的原理设计果酒制作过程，体验制果酒的实践操作。 ②在对果酒制作结果进行分析与评价环节，培养学生实验分析能力和严谨的思维能力。 3、情感目标：通过果酒酿制历史的追述，培养学生的民族自豪感，同时渗透STS教育。 教学重点：

说明果酒和果醋的制作原理 设计制作装置制作果酒和果醋 教学难点：制作过程中发酵条件的控制 教学过程： 引言：

在中华民族悠久的历史长河中，很多事物都走在世界前列，酒也一样，有着它本身的光辉篇章。在酒的记载中，有许多关于酒的有趣传说。猿猴酿酒说——猿猴的主要食物就是含糖水果，猿猴在水果成熟的季节收贮大量的水果在“石洼”中，一段时间后，就有特殊香味的液体流出，这就是最早的果酒。

在国内市场上，近几年出现了越来越多的果酒，如枸杞酒、青梅酒等。

果酒与生活——果酒中虽然含有酒精，但含量与白酒、啤酒和葡萄酒比起来非常低，一般为5到10度，最高的也只有14度。因此，被很多成年人当作饭后或睡前的软饮料来喝。 果酒简单来说就是汲取了水果中的全部营养而做成的酒，其中含有丰富的维生素和人体所需的氨基酸。有时候即使生吃水果也不能吸收的营养，通过果酒却可以吸收，因为营养成分已经完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚，可以起到抑制脂肪在人体中堆积的作用，使人不容易积累脂肪和赘肉。此外，与其他酒类相比，果酒对于护理心脏、调节女性情绪的作用更明显一些。

下面我们来学习果酒和果醋制作的相关知识。 一、基础知识 1．果酒制作的原理

阅读教材与投影补充内容，完成以下问题： （1）果酒的制作需要什么微生物？

（2）酵母菌的形态、结构、分布、种类及菌落？ （3）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？ （4）酵母菌的适宜温度是多少？ （5）为什么在一般情况下葡萄酒呈红色？

（6）什么叫发酵？发酵等同于无氧呼吸吗？酵母菌有何实际应用？

师生共同归纳：

（1）酵母菌形态、结构、分布、种类及菌落 ①形态、结构

酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为1~30um，呈圆形、椭圆形等。 思考：你认为酵母菌的细胞中有哪些结构？ 你认为细菌与酵母菌在细胞结构上有什么区别？ ②繁殖

酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、生殖和孢子生殖，但多以出芽方式进行无性生殖。温度低时形成孢子，进入休眠状态，温度适宜时，进行出芽生殖，繁殖速度快。 ③菌落：

讨论：你知道什么是菌落吗？ 在生态学上一个菌落属于什么？

酵母菌在固体培养基上形成的菌落，其表面湿润、黏稠，呈白色或粉红色。（在液体培养基中，有些在液体表面形成菌膜，或在容器壁上出现酵母环，或产生沉淀。） ④生存的环境

自然界中，酵母菌分布广泛，但多分布在含糖较高的偏酸环境中，如水果、花、树皮上，（有些可与昆虫共生，有些使人致病，如白色假丝酵母引发鹅口疮、肺感染。食品中常见的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、鲁氏酵母(酱油酿造)、球拟酵母属、粉状毕赤氏酵母等。）一年四季，土壤始终是酵母菌的大本营。

思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？ 其他微生物与酵母菌的关系是什么？ （2）酵母菌的代谢类型及其呼吸过程 ①酵母菌的呼吸

果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是兼性厌氧微生物， 在有氧条件下，反应式如下： 酶

C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量 在无氧条件下，反应式如下： 酶

C6H12O6 2C2H5OH+2C02+能量 思考：

在发酵过程中，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？

如果要获得酒精呢？为什么？ （3）发酵 1).发酵概念

广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。

狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。 2).所以：发酵≠无氧呼吸。 3).应用：

酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。 （4）温度要求

繁殖的最适温度：20℃； 酒精发酵的最适温度：18~25℃。

思考：你知道酵母菌需要适宜温度的原因吗？ 酵母菌有不同的最适温度说明了什么？ 补充：温度对发酵的影响

酵母菌只能在一定温度下生活。温度低于10℃，酵母菌发育很缓慢。随着温度的升高，繁殖速度加快，20℃时为最佳繁殖温度，此时酵母菌生殖速度快、生活力强。超过35℃，酵母菌生长受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，开始出现死亡。如果想要获得高酒精浓度的发酵液、减少究竟的损耗，必须控制好发酵温度。 你知道吗？

1、一般情况下，葡萄酒呈红色的原因？

（在发酵的过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。） 2、葡萄酒分成干红、干白等种类的依据是什么？

（1、根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒三种。 白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；

红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；

桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。 2、根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。 干葡萄酒：含糖量低于4克/升；

半干葡萄酒：含糖量介于4克-12克/升之间； 半甜葡萄酒：含糖量介于12克-50克/升之间； 甜葡萄酒：含糖量高于50克/升。） （5）菌种来源：自然发酵、人工培养

（在果酒的工业生产中为了提高果酒的品质也可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，例如：干酵母或酒药）

投影资料：

1972年，考古工作者在甘肃嘉峪关市东北20公里发掘了一批魏晋壁画墓，其中3号墓有一幅《滤醋图》，画面上有一长条案子，案上放3个陶罐，案下有两个盆，陶罐上有流孔，有液体(醋)从罐中流出，注于案下的盆中。案上另外一陶罐可能是用来盛水的。《滤醋图》中表现的制醋方法至今民间仍在使用。民间酿醋，用小麦和麦麸作原料，将麦子煮熟，麸子炒熟，趁热搅拌均匀，掺上醋曲，埋在屋内地下，用麻袋盖严，发酵7天左右，当闻到醇香味时，将其摊开，待晾凉以后，装在缸、罐内，然后加上适量的水，放在阳光下晒。晒过21天左右，醋料变成红紫色，把上面的一层黑皮揭去，把醋料装在滤罐里，罐底垫上谷叶或其他草叶起过滤作用，在醋料中加清水，滤出呈紫红色的液体即为醋。这幅《滤醋图》真实地再现了古代酿醋的场面。

阅读课本及投影补充材料，思考以下问题： （1）醋酸菌的形态？细胞结构？ （2）醋酸菌有哪些方面的实际应用？ （3）醋酸菌的代谢类型？

（4）果醋的制作原理？ (1)醋酸菌形态

1).从椭圆到杆状，有单个，有成对，有成链状，以鞭毛运动或不运动，不形成芽孢，属原核生物，以方式繁殖，新陈代谢类型为异养需氧型。（醋酸菌与酵母菌相比，最主要的特点是？）

2).应用：食醋、果醋 (2)果醋制作的原理 ，

醋酸菌是—种好氧性细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含当量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸；（书写反应式）

当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸(书写反应式)。醋酸菌的最适生长温度为30℃一35℃。

过渡：根据这个原理，我们是怎样设计果酒、果醋制作方案的？ 提示：从以下三个方面考虑：选材、设计实验装置、操作过程 二、实验设计

1．果酒和果醋实验流程示意图

投影展示A、B两同学的实验装置，对此装置进行讨论：

A：每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖；制醋时，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。（来防止发酵液被污染，因为操作的每一步都可能混入杂菌） B：分析果酒和果醋的发酵装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？

充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。 2、实验操作 (1)材料的选择与处理

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。 ①、取葡萄500g，去除枝梗和腐烂的叶子。

②、用清水冲洗葡萄1－2次除去污物。（注意冲洗次数不宜太多，为什么？ ） 讨论：你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？

（应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。） (2)灭菌

讨论：你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？

（需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如：榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。） ①榨汁机要清洗干净，并晾干。

②发酵装置要清洗干净，并用70％的酒精消毒。 (3)榨汁

将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 (4)发酵

①将葡萄汁装人发酵瓶，要留要大约1／3的空间 (如图右图所示)，并封闭充气口。

②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。

③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。 三、结果分析与评价

1．由于发酵作用，葡萄浆中糖分大部分转变为CＯ2和C2H5OH，及少量的发酵副产品。C02排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在18℃～25℃，发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中；在发酵瓶表面，生成浮槽的盖子。

2．设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1／3空

间，A组加入酵母菌，B组不加，进行发酵，可证明葡萄酒的产生是由于酵母菌的作用。证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。

3．制作的葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味；果醋具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。

4、果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色，检测时，先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol／L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色的变化。想一想，如果要使检验的结果更有说服力，应该如何设计对照?

联系社会：醋吧相关照片展示。展示开醋吧相关成本和利润，引导学生分析果醋制作在生产实践中的应用，激发兴趣。

比较：酒精发酵与醋酸发酵的区别与联系。 反馈练习：共8小题，详见课件。

课后小记：本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。有关实验原理的教学可以联系必修中微生物的相关内容，注重知识的前后联系。对于实验流程的设计则可以通过讨论完成 腐乳的制作 教学目标

1.以制作腐乳为例，了解传统发酵技术的应用，说明腐乳制作过程的科学原理。 2.说出腐乳制作的流程，知道影响发酵的因素。

3.根据实验流程示意图和提供的资料，设计实验步骤，尝试腐乳制作的过程。 4.理解实验变量的控制，分析影响腐乳品质的条件

教学重点：说明腐乳制作过程的科学原理，设计并完成腐乳的制作 教学难点：在实践中摸索影响腐乳品质的条件 教学过程： 你知道吗？

1、制作腐乳的原料是什么？ 2、为什么腐乳的味道比较鲜美？ 3、腐乳是如何制作的？

引言：腐乳是中华民族独特的传统调味品，具有悠久的历史：它是我国古代劳动人民创造出的一种微生物发酵大豆制品，品质细腻、营养丰富、鲜香可口，深受广大群众喜爱，其营养价值可与奶酪相比，具有东方奶酪之称。

各地人民依据自己不同的口味，形成了各具特色的传统产品，如浙江绍兴腐乳、北京王致和腐乳、黑龙江的克东腐乳、上海奉贤的鼎丰腐乳、广西桂林的桂林腐乳、广东水江的水口腐乳、云南路南的石林牌腐乳、河南拓城的酥制... 那么腐乳是如何制作的呢？

一、基础知识 —— 腐乳的制作原理

请大家阅读书本相关内容及投影，回答以下问题 ： 1、豆腐长白毛是什么原因？

2、王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？ 3、豆腐长的毛是什么生物？

4、你认为毛霉的细胞结构有什么特点？ 5、毛霉的繁殖方式是什么？ 6、毛霉中起作用的酶有哪些？ （一）毛霉的相关知识

（1）毛霉是一种丝状真菌，具有发达的白色菌丝。它的菌丝可分为直立菌丝和匍匐菌丝。繁殖方式为孢子生殖，新陈代谢类型为异养需氧型。应用于腐乳等发酵工艺。

（2）毛霉在腐乳制作中的作用：在豆腐的发酵过程中，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

（3）传统腐乳的生产中，豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子，而现代的腐乳生产是在无菌条件下，将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上，这样可以避免其他菌种的污染，保证产品质量。

（4）优良菌种的选择：不产生毒素；生长繁殖快，且抗杂菌力强；生长的温度范围大，不

受季节的；有蛋白酶、脂肪酶、肽酶等酶系；使产品气味正常良好。

小结：豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成，多种微生物参与发酵，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌具发达的白色菌丝。毛霉等微生物产生的以蛋白酶为主各种酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。发酵的温度为15～18 ℃ 。 了解了王致和制作腐乳的过程，你能说出腐儒制作的流程图吗？ （二）腐乳制作的流程图

请大家结合流程图和投影资料一、二、三设计腐乳的制作过程。 二、腐乳制作的实验设计 1、设备及用品

瓦罐或有盖玻璃瓶、保温容器、小刀、摇床、250ml三角瓶、超净台及接种设备、灭菌锅 2、材料

粽叶、北方豆腐、调料。 3、操作步骤

1）将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70％左右，水分过多则腐乳不易成形。

那么，怎样豆腐测定水分含量呢？ 豆腐中水分测定方法：

精确称取经研钵研磨成糊状的样品5～10 g (精确到0.02mg ，设为Bg)，置于已知重量（Ag）的蒸发皿中，均匀摊平后，在100～105 ℃电热干燥箱内干燥4 h，取出后置于干燥器内冷却至室温后称重（为Cg），然后再烘30 min，直至所称重量不变为止（设最终所有重量为Dg）。

请你写出计算豆腐中含水量的表达式。 所以，样品水分含量（%）计算公式如下：

(烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量

2）将豆腐块平放在铺有干粽叶的盘内，粽叶可以提供菌种，并能起到保温的作用。每块豆腐等距离排放，周围留有一定的空隙。豆腐上面再铺上干净的粽叶。气候干燥时，将平盘用保鲜膜包裹，但不要封严，以免湿度太高，不利于毛霉的生长。

3）将平盘放入温度保持在15～18 ℃的地方。毛霉逐渐生长，大约5 d后豆腐表面丛生着直立菌丝（即长白毛）。

你认为将温度保持在15-18 ℃的原因是什么？ 这说明了什么？

4）当毛霉生长旺盛，并呈淡黄色时，去除包裹平盘的保鲜膜以及铺在上面的粽叶，使豆腐块的热量和水分能够迅速散失，同时散去霉味。这一过程一般持续36 h以上。 5）当豆腐凉透后，将豆腐间连接在一起的菌丝拉断，并整齐排列在容器内，准备腌制。 6）长满毛霉的豆腐块（以下称毛坯）与盐的质量分数比为5∶1。 盐能否过多或过少，为什么？

将培养毛坯时靠*盘没长直立菌丝的一面统一朝向玻璃瓶边，将毛坯分层盘立摆放在容器中。分层加盐，并随层加高而增加盐量，在瓶口表面铺盐厚些。约腌制8 d。 为什么要随层数的增加而增加盐的用量，且瓶口用的盐最多？

你认为腌制作用有哪些 ？ 腌制的时间可以变化吗？为什么？ 你能设计实验来探究腌制时间对腐乳质量的影响吗？ 实验过程：

7）将黄酒、米酒和糖，按口味不同而配以各种香辛料（如胡椒、花椒、八角茴香、桂皮、姜、辣椒等）混合制成卤汤。卤汤酒精含量控制在12％左右为宜。

［注］酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系。酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易，难以成块。 你认为卤汤中有哪些成分可以抑制杂菌的生长？

8）将广口玻璃瓶刷干净后，用高压锅在100 ℃蒸汽灭菌30 min。将腐乳咸坯摆入瓶中，加入卤汤和辅料后，将瓶口用酒精灯加热灭菌，用胶条密封。在常温情况下，一般六个月可以成熟。

你认为在整个的操作过程中，有哪些操作可以抑制杂菌的污染？

①长毛时的温度 ②加盐腌制

③卤汤中的酒精、辛香料 ④对用具的消毒灭菌 ⑤密封

4、腐乳的主要生产工序

酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。 前期发酵所发生的主要变化是毛霉在豆腐（白坯）上的生长。

发酵的温度为15～18 ℃，此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。毛霉生长大约5d后使白坯变成毛坯。 前期发酵的作用：

一、是使豆腐表面有一层菌膜包住，形成腐乳的“体”；

二、是毛霉分泌以蛋白酶为主的各种酶，有利于豆腐所含有的蛋白质水解为多肽和各种氨基酸，脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸。 后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。

通过腌制并配入各种辅料（红曲、面曲、酒酿），使蛋白酶作用缓慢，促进其他生化反应，生成腐乳的香气。 5、课题成果评价 1）是否完成腐乳的制作 检验腐乳是否完成制作的依据是：

能够合理地选择实验材料与用具；前期发酵后豆腐的表面长有菌丝，后期发酵制作基本没有杂菌的污染。 2）腐乳质量的评价

制作成功的腐乳应该具有以下特点：

色泽基本一致、味道鲜美、咸淡适口、无异味、块形整齐、厚薄均匀、质地细腻、无杂质。 3）能否总结不同条件对腐乳风味和质量的影响 影响腐乳品质的主要因素：

①菌种和杂菌： 菌种是生产发酵的关键，如果菌种退化则表现出生化功能的变化，如水解速率、代谢产物等都会发生变化，从而影响品质。如有杂菌污染则直接影响产品的色、香、

味。

②温度： 温度影响菌丝的生长和代谢，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度高，菌丝易老化和死亡，影响品质。温度还影响生化反应速度。 ③ 发酵时间 发酵时间影响生化反应度及生化产物的量。

④调味品 加入的各种酒类、糖类等辅料的多少也对口感有重要影响。 你能设计实验来探究各种条件对腐乳风味和质量的影响吗？思考：

1.你能利用所学的生物学知识，解释豆腐长白毛是怎么一回事？

答：豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。严格地说是直立菌丝，在豆腐中还有匍匐菌丝。 2.王致和为什么要撒许多盐，将长毛的豆腐腌起来？ 答：盐能防止杂菌污染，避免豆腐。 3.我们平常吃的豆腐，哪种适合用来做腐乳？

答：含水量为70%左右的豆腐适于作腐乳。用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形。 4.为什么发酵的温度为15～18 ℃？

此温度不适于细菌、酵母菌和曲霉的生长，而适于毛霉慢慢生长。

5.吃腐乳时，你会发现腐乳外部有一层致密的“皮”。这层“皮”是怎样形成的呢？它对人体有害吗？它的作用是什么？

答：“皮”是前期发酵时在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），它能形成腐乳的“体”，使腐乳成形。“皮”对人体无害。

6.市售腐乳有时口感不好，豆腐较硬，你认为是什么原因造成的？ ① 豆腐块的含水量不当，它影响毛霉菌丝的深入程度。

②发酵时间短，蛋白质未完全水解，在加盐后豆腐脱水，蛋白质变性，于是变硬。 ③菌种不纯、菌种变异、菌种老化都会影响产品口感。 ④调味品加入量不足等。

多聚酶链式反应扩增DNA片段 教学目标： （一）知识与技能

1、了解PCR技术的基本操作 2、理解PCR的原理 3、讨论PCR的应用 （二）过程与方法

在多聚酶链式反应扩增DNA片段的实验过程中，应避免外源DNA污染，严格控制温度等反应条件

（三）情感、态度与价值观

通过对PCR实验的操作及结果分析，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科研精神 教学重点：PCR的原理和PCR的基本操作 教学难点：PCR的原理 教学过程： （一）引入新课

在现代生物技术中，DNA技术可谓是尖端技术。人类基因组计划、基因工程、基因诊断、基因检测、古生物鉴定等都离不开对DNA分子碱基序列的分析。而分析DNA碱基序列，就需要一定量的DNA片段。怎样迅速获得足够量的DNA片段呢？今天我们来研究学习DNA分子的扩增技术――PCR技术。 （二）进行新课 1．基础知识

PCR技术扩增DNA的过程，与细胞内DNA复制过程类似： 1．1细胞内DNA复制条件分析： 条件 组分 作用

模板 DNA的两条单链 提供复制的模板 原料 四种脱氧核苷酸 合成DNA子链的原料 酶 解旋酶

DNA聚合酶 打开DNA双螺旋

催化合成DNA子链

能量 ATP 为解螺旋和合成子链供能

引物 RNA 为DNA聚合酶提供合成的3’端起点 1．2细胞内DNA复制过程

（1）DNA的反向平行结构：（结合投影图） 核苷酸分子的结构与方向性：（分子结构模式图）

由核苷酸通过3,5-磷酸二酯键连接形成核苷酸长链：（模式图，体现方向性）。 DNA双螺旋结构的反向平行结构： （2）DNA的复制过程:

解 旋：解旋酶、ATP，DNA两条链打开，，形成两条DNA单链。

引物结合：在DNA单链3’端与DNA反向配对结合，确保引物3’端与DNA单链准确配对。 DNA聚合酶结合：

子链合成：DNA聚合酶从引物3’端开始，将配对的脱氧核苷酸连接起来。

后续加工：DNA聚合酶I将引物切去，并合成空缺处的DNA单链，再由DNA连接酶将不连续的DNA子链连接起来（半不连续合成。先导链，滞后链） 子链合成特点：不能从头合成；合成方向为“5’→3’合成”。

感悟生命的神秘：DNA聚合酶不但能够催化磷酸二酯键的形成，还具有校对功能。它在每引入一个核苷酸后都要复查一次，只有碱基配对无误后才能继续往下聚合，它不能从头合成。RNA聚合酶没有校对功能，因此RNA的合成不需要引物，而是从头合成的，它的错配可能性较大，在RNA引物完成功能后即被DNA聚合酶I删去，代之以高保真的DNA链。 ［思考］DNA分子能准确复制的原因有哪些？

DNA双螺旋结构提供模板；碱基互补配对；DNA聚合酶的复查功能。 ［思考］细胞内哪些物质是从头合成的？RNA合成、蛋白质合成。

1．3DNA分子复制的人工控制

解开螺旋：在80～100℃时，DNA双螺旋打开，形成两条DNA单链，称为变性。 恢复螺旋：在50℃左右时，两条DNA单链重新形成双螺旋结构，称为复性。 复制条件：缓冲液,DNA模板,四种脱氧核苷酸,热稳定DNA聚合酶,两种引物。 反应场所：PCR仪（自动温度周期性调节）。

［思考］缓冲液相当细胞内的什么成分？（核基质）1．4PCR的反应过程

变性：在95℃时DNA解旋

复性：在50℃时引物与DNA单链结合

延伸：在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）2．实验操作

2．1 PCR反应体系：缓冲液、DNA模板，四种脱氧核苷酸原料、热稳定DNA聚合酶、两种RNA引物，水 2．2 实验操作步骤

2．3 按照PCR反应体系配方配制反应液；

（2）将PCR反应体系50μL用微量移液器转移到微量离心管（0.5mL）中； （3）将微量离心管放到PCR仪中； （4）设置PCR仪的工作参数。 （5）DNA在PCR仪中大量扩增。

2．4 水浴法：将微型离心管依次在95℃、55℃、72℃的恒温水浴锅中循环处理相应时间。 3．实验注意事项

3．1避免外源DNA污染：所用仪器、缓冲液、蒸馏水等使用前高压灭菌。

3．2缓冲液和酶分装成小份，－20℃低温保存。 3．3每添加一种反应成分，更换一个移液器的头。 3．4混匀后离心处理，使反应液集中在离心管底部。 4．结果分析与评价

4．1反应液稀释：取2µLPCR反应液，添加98µL蒸馏水；2．分光光度计调零：将100µL蒸馏水添加到比色杯中，在260nm处将分光光度计调整读数为零。 4．2将100µL反应稀释液倒入比色杯中，测定在260nm处的光吸收值。 4．3计算：DNA含量＝50×光吸收值×稀释倍数 （三）课堂总结、点评

（四）实例探究

例1 在（ ）的温度范围内，DNA的双螺旋结构解开

A. 10－20℃ B. 80－100℃ C. 20－30℃ D. 40－60℃ 解析：蛋白质大多不能忍受60－80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。 答案：B

例2 关于DNA的复制，下列叙述正确的是（ ）

A.DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从5’端延伸DNA链 B.DNA复制不需要引物

C.引物与DNA母链通过碱基互补配对进行结合 D.DNA的合成方向总是从子链的3’端向5’端延伸

解析：由于DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能从引物的3’端即复制方向由3’端向5’端延伸；由于DNA分子是反向平行的，子链是依据碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下合成的，其合成方向是从子链5’端向3’端延伸。

答案：C 综合应用

例3 下列有关PCR描述，不正确的是（ ） A.是一种酶促反应 B.引物决定了扩增的特异性 C.扩增产量按y＝（1＋X）n D.扩增对象是氨基酸序列 E.扩增对象是DNA序列

解析：PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它以极少量的DNA为模板，以四种脱氧核苷酸为原理，在引物的作用下使DNA聚合酶从引物的3’端连接脱氧核苷酸，短时间内迅速复制上百万份的DNA拷贝，其扩增产量为y＝（1＋X）n，y代表DNA片段扩增后的拷贝数，x表示平均每次的扩增效率，n代表循环次数，因此答案选D。 答案：D 课后探究

1、PCR与生物体DNA复制有何区别？

2、如果在案件侦破过程中，只收集到一根毛发，但它所含的遗传信息太少，该怎么办呢？

★教后小记

教师在教学过程中，可以先引导学生回忆必修2的有关DNA复制的知识，在此基础上，学生可加深对于PCR原理的认识。对于PCR反应过程的教学，应以读图识图为主。教材中反应过程图解详细的描绘了参与PCR的各种组成成分；每一轮反应的三个基本步骤—变性、复性、延伸；每一步骤的作用。教师在教学中可以请学生在读图的同时，结合教科书中的文字说明来加深理解。当学生遇到难以理解的地方时，教师要及时给予解答。