34专题1传统发酵技术的应用

34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22专题1传统发酵技术的应用课题1果酒和果醋的制作【课题目标】说明果酒和果醋制作的原理，设计制作果酒和果醋的装置，完成果酒和果醋的制作。【课题重点与难点】课题重点：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。课题难点：制作过程中发酵条件的控制。【知识要点】1．酵母菌生物学特征酵母菌属生物，繁殖方式为有性生殖和无性生殖，在营养丰富条件适宜时进行生殖，其新陈代谢类型是，有氧呼吸的反应式是；无氧呼吸的反应式是。日常生活中常用酵母菌等。2．醋酸菌生物学特征醋酸菌属于生物，繁殖方式是，新陈代谢类型是，有氧呼吸的场所是细胞膜内表面，日常生活中用醋酸菌进行等。3．果酒的制作原理（1）酵母菌的生活方式是。（2）发酵所需的条件：温度一般控制在，最适温度是，PH呈性（PH值为）（3）菌种来源：自然发酵（传统发酵）来源于。注意：酵母菌进行有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；无氧呼吸时产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖，这就是利用酵母菌进行工业生产时先通气的原因。4．果醋的制作原理（1）醋酸菌的生活方式是。（2）在醋酸制作过程中，若氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式是。当缺少糖源时，将变成，再变为醋酸，起反应式为：；（3）发酵条件：充足，最适温度为。（4）菌种来源。5．制作果酒果醋的实验流程示意图：挑选葡萄————————↓↓果酒果醋34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22【典型例题】例1．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CO2C．微生物细胞数目的增加D．代谢产物的积累例2．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.C2（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【变式训练】1．酵母菌细胞质内的遗传物质的载体是A.染色体B.线粒体C.细胞质基质D.线粒体和叶绿体2．下列关于酵母菌的叙述,错误的是A.酵母菌是营异养生活的真菌B.酵母菌无氧呼吸时能产生乳酸C.酵母菌在有氧气存在时，能将葡萄糖分解成二氧化碳和水D.酵母菌的无氧呼吸叫发酵3．利用酵母菌酿酒时,从开始便持续向发酵罐内通入氧气,结果是A.酵母菌大量死亡，酒精减产B.酵母菌数量不变，酒精产量不变C.酵母菌数量增多，酒精增产D.酵母菌数量增多，不产生酒精4.酵母菌无氧呼吸产生1Amol的CO2，人在正常情况下消耗同样的葡萄糖可形成CO2A.1AmolB.2AmolC.4AmolD.3Amol5．下图简单表示了葡萄酒的酿制过程。请据图分析：34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22(1)葡萄酒的酿制原理是：先通气使酵母菌进行__________，以增加酵母菌的数量，然后使酵母菌__________获得葡萄酒。(2)随着发酵过程的加深，液体密度会逐渐变低(可用密度计测量)，其原因是________。(3)下列叙述中不正确的是A．在甲中进行搅拌是为了增加氧容量B．在甲中酵母菌的能量来源将全部消耗C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生【作业】1．下列关于果酒制作过程的叙述中，正确的是A．应先去除葡萄的枝梗，再进行冲洗，这样洗的彻底B．使发酵装置的温度维持在20℃左右最好C．在发酵过程中，需从充气口不断通入空气D．由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用的装置进行消毒处理2．下列关于果醋制作的叙述中，错误的是A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是一种好氧菌，所以在制作过程中需通氧气B．醋酸菌是一种嗜温菌，温度要求较高，一般在50℃左右C．醋酸菌能将果酒变成果醋D．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸3．利用酵母菌酿酒的过程中，经检测活菌数量适宜但不产生酒精，应该采取的措施是A．降低温度B．隔绝空气C．加入新鲜培养基D．加入缓冲溶液4．变酸的酒表面长的一层膜是由哪种菌的繁殖造成的A．醋酸菌B．酵母菌C．毛霉D．大肠杆菌5．果汁发酵后是否有酒精产生，可用的检测试剂是A．斐林试剂B．双缩脲试剂C．二苯胺试剂D．重铬酸钾6．(多选)酵母菌与醋酸菌相比较，前者在结构上特有的是A．核糖体B．高尔基体C．染色体D．线粒体7．(多选)利用醋酸菌制作葡萄醋的过程中，最适宜的条件是A．不断通入空气B．时间控制在10～12天左右C．醋酸菌最适的生长温度是30～35oC34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22D．是否有果醋产生，可用重铬酸钾来检验8．下图为两位同学设计的生产果酒和果醋的发酵装置，请回答有关问题：(1)在用玻璃瓶发酵生产时，必须对玻璃瓶用进行消毒，然后在玻璃瓶中加入葡萄汁，加入的葡萄汁不应超过玻璃瓶体积的。(2)发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，目的是；在生产葡萄酒的过程中，温度应严格控制在，时间控制在左右；在生产葡萄醋时，温度应控制在，原因（3)乙图装置中充气口的作用是。为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?(4)为了提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在葡萄汁中加入9．右图是酵母菌细胞的分裂图，据图回答问题：(1)酵母菌这种生殖方式是生殖。(2)啤酒的风味主要取决于所采用的酵母菌菌株的品质。某酒厂的菌株使用了30年，繁殖了3000多代，风味不减当年。其主要原因是酵母菌的生殖能。(3)酿米酒用的酒曲实际上是。(4)用酵母菌酿酒时，正确的方法是()A．先通气后密封B．先密封后通气C．通气D．密封(5)家庭酿酒过程中，装米酒的瓷坛首先产生了大量的水，这些水是主要怎样产生的?。(6)写出产生酒精的反应式。教科书P52．3．34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22【变式训练】1—4BBDD5．解析：(1)酵母菌为一种兼性厌氧真菌，在有氧情况下可进行有氧呼吸，缺氧则进行发酵。(2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和二氧化碳，而酒精的密度比糖水低，这是液体密度降低的原因。(3)搅拌可增加甲内氧容量，有氧呼吸需要氧，有氧呼吸和发酵均能产生CO2，在揭盖氧气充足的情况下，丙中酒精可能在醋酸菌或其他需氧型微生物作用下被氧化生成醋酸。发酵与有氧呼吸一样需要消耗有机养料，所以在甲中能源物质是有机养料，不会全部被消耗，如果全部被消耗，在乙中就无法进行发酵获得酒精了。答案：(1)有氧呼吸发酵(2)由于发酵时糖被消耗，产生了酒精和CO2，而酒精密度比糖和水低(3)B【作业】1—5BBBAD6.BCD7.AC8.（1）酒精（2）放出CO218～25℃10～12天30～35℃此温度最适于菌种繁殖（3）充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用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，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。（4）人工培养的酵母菌9.（1）无丝出芽（2）使子代保持亲代性状（3）酵母菌（菌种）(4)A(5)酵母菌有氧呼吸产生水（一）旁栏思考题1.你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？答：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.你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？提示：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。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。3.制葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25℃？制葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？答：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌繁殖。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35℃，因此要将温度控制在30～35℃。4.制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？答：醋酸菌是好氧菌，在将酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。（二）［资料］发酵装置的设计讨论题请分析此装置中的充气口、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？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？答：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CO2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，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。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。34课时生物教学案24（必修3）编写：贾诺校审：赵文辰日期：2007－11－22（三）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。3.提示：需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。