第1章 第3节 发酵工程为人类提供多样的生物产品（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程 ( 浙科版2019)

第三节　发酵工程为人类提供多样的生物产品 课程内容标准 核心素养对接 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。 2．开展相关的教学活动：利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜；利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。 1.了解发酵与传统发酵技术，认同我国劳动人民的创造力。(社会责任) 2．设计果酒和果醋的制作流程，并探究果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。(科学探究) [对应学生用书P17] 一、某些食品、饮料及调味品是运用传统发酵技术生产的 1．1861年巴斯德用曲颈瓶试验证明了微生物的存在，发现了发酵的原理。 2．最早制成的发酵饮料大概要算在游牧社会出现的奶酒。利用酒精与水的沸点不同人们发展出了蒸馏取酒技术。 3．我国是酱油生产最早的国家。北魏时期贾思勰在《齐民要术》一书中记载了利用黄衣(曲霉)制酱的方法和技艺，还记载了制造酸奶的方法。 4．人们在实践中，总结出了在自然接种和混菌培养条件下，利用有益微生物来酿造自己喜爱的风味食品、饮料和调味品的技术。 5．发酵食品的不同风味由多种因素造成 (1)微生物种类不同(或环境条件不同)进行的代谢活动，所形成的代谢产物不同 (2)所分泌的酶种类不同，分解大分子有机物后形成的产物也就不同 (3)因为菌株遗传上的差异 (4)混菌发酵 6．菌株是指来自一种微生物的每一个来源不同的纯培养物。 7．酱油的制作过程 二、活动：体验传统发酵——利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋 (一)原理 1．酵母菌在无氧条件下，通过厌氧呼吸，将葡萄糖氧化为乙醇和二氧化碳。 2．酷酸杆菌在氧条件下，将乙醇化为醋酸。 (二)方法步骤 1．制备发酵装置及处理材料 (1)制备装置：在矿泉水瓶盖上戳一个小洞→将可弯折吸管的短臂插入小洞，并密封→再将吸管长臂插入水中阻止氧气进入。 (2)材料处理：葡萄洗净、晾干后，挤碎并连皮一同放入编号1、2的两个矿泉水瓶中。所放入的葡萄体积不要超过矿泉水瓶的1/2。 注意　矿泉水瓶中一定不要加水；千万不要用不能自动排气的玻璃瓶做发酵的容器，以免发酵产生的大量气体使瓶子炸裂，造成危险。 2．发酵 1号矿泉水瓶 2号矿泉水瓶 加干酵母(温水调匀) 不加干酵母 放在25_℃左右的环境中发酵，每天定时观察吸管长臂排出气泡的速度。约7～10天，待不再有气体产生时，停止发酵。 取上清液就是自制果酒 选取酒味浓的一瓶，用小刀在矿泉水瓶壁(液面之上)，戳一小洞放置在温暖的环境中发酵24h后打开瓶盖就会闻到果酒在有氧呼吸条件下发酵产生的果醋的味道 三、活动：体验传统发酵——利用乳酸菌发酵制作泡菜 (一)原理 1．发酵微生物：植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。这些微生物一般为厌氧、兼性厌氧或微好氧菌。 2．发酵产物：不仅有乳酸，还会有醇、酯等，因而使泡菜具有特殊的风味。 (二)方法步骤 对于新配制的泡菜原料，如果加入一些陈泡菜汁，可以缩短腌制时间，这是因为陈泡菜汁中有较多的发酵菌。 四、发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品 五、发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值 1．发酵工程的优点：具有生产条件温和、原料丰富且价格低廉、废弃物对环境影响小且容易处理的特点。 2．发酵工程的应用实例 (1)食品工业：其产品的品种多、数量大、产值高，应用历史悠久高居微生物工业榜首。 (2)医药工业：①绝大多数抗生素也是微生物发酵的产物，或由微生物发酵产物加工而成。②许多新药也是微生物发酵的产物或衍生物。 (3)酶制剂：除应用于食品工业生产中，还广泛应用于洗涤剂生产、纺织、皮革、造纸工业中。 1．判正误 (1)酵母菌是进行出芽生殖或裂殖的真核、单细胞的一种真菌。(×) (2)发酵过程中，不同的菌种之间的种间关系可能竞争，或一种菌排斥其他若干种微生物的现象，没有互利关系。(×) (3)葡萄酒的自然发酵中，起主要作用的是野生型酵母菌。(√) (4)泡菜坛要选择密封性好的坛子。(√) (5)选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件。(√) 2．微思考 (1)在酿制葡萄醋时，为什么要在瓶壁上开洞？ 提示　醋酸菌是好氧细菌，在将糖或酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中提供氧气。 (2)在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？ 提示　为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。 (3)举例说明发酵工程在医药行业的应用。 提示　药物普伐他丁是胆固醇合成过程中一种酶的抑制剂，临床上能显著降低患者血液中胆固醇的浓度，且副作用小；环孢菌素A是由11个氨基酸组成的环肽，能阻断抗器官移植的T细胞的活力，但不抑制机体抗感染的B细胞，是一种高效、低毒的抗排异理想药物。 [对应学生用书P19] 任务驱动一　果酒和果醋的制作 下图为酿制果酒和果醋的