全书-2022-2023学年高中生物选修1 生物技术实践【金版新学案】同步导学教师用书（人教版）电子教辅

课题1　果酒和果醋的制作 趣味生物 学习目标 　“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”这是唐朝诗人王翰在其《凉州词》中提及的葡萄酒。葡萄酒呈现出诱人的深红色，其原因是什么？ 1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。 2．掌握制作果酒、果醋的原理及操作技能。 3．比较果酒、果醋制作过程中的发酵条件。 4．会安装生产果酒及果醋的装置。 1．果酒的制作原理 (1)酵母菌代谢类型：异养兼性厌氧型。 ①有氧时将葡萄糖转化为CO2和H2O，反应式为：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O。 ②无氧时，将葡萄糖转化为酒精和CO2，反应式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2。 (2)发酵所需的条件 ①温度一般控制在18～25_℃，适合酵母菌繁殖的最适温度是20_℃。 ②pH呈酸性。 (3)酵母菌结构：单细胞真菌，属于真核生物。 (4)菌种来源：传统发酵来源于附着在水果上的野生型酵母菌。 2．果醋制作的原理 (1)醋酸菌的代谢类型：异养好氧型。 ①当氧气和糖源充足时，醋酸菌将糖分解成醋酸。 ②当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为：C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。 (2)发酵条件 ①醋酸菌的最适生长温度为30～35_℃。 ②适时通气。 [思考探讨]　1.为什么葡萄酒呈深红色？ 提示：　在葡萄酒的发酵过程中，随着酒精度的提高，红色葡萄皮的色素进入发酵液，使葡萄酒呈深红色。 2．啤酒生产中，发酵是重要环节。大致过程是：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，进行发酵。发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？ 提示：　醋酸菌是一种好氧菌，若发酵罐密封不严，酒精就会在醋酸菌的作用下被氧化产生醋酸。 1．果酒与果醋制作的比较 － 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 菌种来源 传统的葡萄酒酿造，都是采用自然发酵的工艺 购买醋酸菌种或从食醋中分离醋酸菌 生活方式 异养兼性厌氧型 异养好氧型 生殖类型 出芽生殖 分裂生殖 发酵条件 温度 一般控制在18～25 ℃ 30～35 ℃ 时间 10～12 d 7～8 d 氧气 初期需要氧，后期不需要氧 始终需要氧 pH 呈酸性的发酵液中 醋酸菌的最适生长pH在5.0～6.5之间，而在葡萄酒环境中，醋酸菌能在pH3.0～4.0条件下生存和生长 反应式 ①在有氧条件下： C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O ②在无氧条件下：C6H12O6―→ 2C2H5OH＋2CO2 ①当氧气、糖源都充足时： C6H12O6―→3CH3COOH ②当缺少糖源时： 2C2H5OH＋O22CH3CHO(乙醛)＋2H2O 2CH3CHO＋O22CH3COOH(醋酸) 2．酵母菌和醋酸菌的比较 － 酵母菌 醋酸菌 生物学分类 单细胞，真核生物 单细胞，原核生物 代谢方式 异养兼性厌氧型 异养需氧型 生长繁殖的最适宜的温度 20 ℃左右 30～35 ℃ 主要繁殖方式 出芽生殖 分裂生殖 生活、生产应用 酿酒、发面等 酿醋 (1)发酵是指微生物呼吸作用的过程。 (2)酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸可大量繁殖，可用于扩大菌种，无氧或氧气缺乏时就进行酒精发酵，故酿果酒时发酵桶中应先通风后密封。 1．制作流程 2．酒精的检验 (1)检验试剂：重铬酸钾。 (2)现象：在酸性条件下，反应呈现灰绿色。 [思考探讨]　3.在冲洗葡萄时，为什么不能反复多次冲洗葡萄？为什么先冲洗，再去除枝梗？ 提示：　菌种来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌，反复冲洗会减少菌种数量。去枝梗时容易引起葡萄破损，被杂菌污染。 4．在果酒发酵时，发酵瓶装入葡萄汁时，为什么要留出大约三分之一的空间？ 提示：　为酵母菌初期进行有氧呼吸大量繁殖提供氧气；暂时储存发酵产生的CO2。 果酒和果醋的发酵装置的分析 (1)各部件的作用 ①充气口：在果醋发酵时连接充气泵。 ②排气口：排出果酒发酵时产生的CO2。 ③出料口：取样。 ④水池：防止空气中氧气入瓶，并防杂菌进入。 (2)装置使用方法 在使用此装置进行果酒发酵时，前期输入无菌空气，后期关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口应连接充气泵，输入无菌空气。 (3)设计思路和有关控制说明 ①因为果酒制作前期需氧，果醋制作整个过程都需氧，所以需要充气口；同时二者在发酵过程中都产生二氧化碳，因此又需要排气口。 ②因为酵母菌产生酒精时是厌氧过程，所以要在充气口设开关，在排气口设水池(或连长而弯曲的胶管)。 如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(　　) A．过程①和②都只能发生在缺氧条