1.1传统发酵技术的应用教案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1章　发酵工程 本章总览 课标解读 通过对“微生物的纯培养”相关内容的学习和操作实践，应能理解和明确在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提，学会在操作过程中保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的无菌技术，全面理解有关微生物培养的理论知识；能够举例说明通过调整培养基的配方可以有目的地培养某种微生物，能概述平板划线法和稀释涂布平板法的基本步骤，并能使用这些方法进行微生物的分离和培养；能够概述和使用稀释涂布平板法和显微镜计数法测定微生物的数量。在相关知识和实验操作的基础上，可以要求学生尝试进行实验方案的设计和操作，学习资料的收集和整理等。 在学习微生物培养的基础上，进一步学习“发酵工程为人类提供多样的生物产品”等实践应用内容。通过学习与比较“应用传统发酵技术并尝试制作泡菜、果酒和果醋”“现代工程技术及其在各领域的应用价值”，能够阐明传统发酵技术在食品生产中的应用，以及发酵工程如何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，能举例说明发酵工程在食品、医药及其他工农业生产等方面的重要应用价值。除相关基础知识的学习，应创造机会，让学生多参与动手制作、参观学习和调查研究等实践活动，采取丰富的多元评价方式，引领学生的学习成长。 教材分析 本章作为选必3模块的开篇，遵循着由传统到现代，由日常生活经验到科学、技术、工程应用的线索展开学习，同时设计了3个探究实践活动，促进学生知行合一，在做中学习相关内容。本章不仅对技术思维和工程思维的训练提供了方法，还通过对生物科学、技术与社会关系的分析，为发展学生的思维、提升他们的社会责任意识奠定基础。其中培养基配制、灭菌等技术是细胞工程也需要的技术，学生学习了这些技术，可以为后续章节的学习奠定基础。 本章共有3节。第1节介绍传统发酵技术的应用，这节的内容与学生的生活经验和必修1教材中学过的细胞呼吸的原理结合较为紧密。在介绍传统发酵技术的基础上，通过讨论传统发酵技术应用的局限（如存在菌种差异、发酵过程缺乏控制标准、产品品质不一等问题需要解决），引出第2节“微生物的培养技术及应用”。第2节的核心内容是微生物的纯培养技术，这不仅是发酵工程的核心技术，也是理解发酵工程基本环节的基础。微生物的纯培养技术应用于工程开发，可以获得巨大的效益，提高人们的健康水平和生活质量。第3节“发酵工程及其应用”则以青霉素的生产应用为案例引发对发酵工程基本环节的分析讨论，学习发酵工程在食品工业、医药工业、农牧业以及其他方面的应用。 本章涉及传统发酵技术和现代发酵工程与人们生活的关系，有助于学生深刻理解生物科学、技术与社会的关系，同时介绍我国千百年来一直传承的发酵技术及应用，体现了对我国传统文化的认同与传承。 学情分析 从发酵工程、细胞工程、基因工程等内容来看，发酵工程的原理相对直观易懂，且学生对发酵技术的实际应用也有一定的了解，因此将发酵工程放在模块的首章，有助于学生逐步深化理解。 学生在初中阶段已经学习了微生物的知识，尝试了制作酸奶，观察了发酵现象；在学习必修1有关细胞呼吸的内容时，学习过乳酸发酵、酒精发酵的反应式；在日常生活中，也会经常接触到发酵食品——酸菜、白酒、醋等。因此，他们在学习本章传统发酵技术及其应用的内容时，具有较好的生活经验与知识基础。学生对含有柠檬酸的饮料、抗生素等发酵工程相关产品并不陌生，这些都有助于对发酵工程基本环节的学习和理解。 重点难点 教学重点 （1）微生物发酵的基本原理。 （2）制作泡菜、果酒和果醋。 （3）微生物（酵母菌）纯培养的基本操作及要求，微生物选择培养的原理。 （4）土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。 （5）发酵工程的基本环节，发酵工程的应用。 教学难点 （1）制作泡菜、果酒和果醋。 （2）酵母菌的纯培养。 （3）土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。 （4）发酵工程的基本环节。 课时安排 第1节　传统发酵技术的应用 2课时 第2节　微生物的培养技术及应用 2课时 一 微生物的基本培养技术 1课时 二 微生物的选择培养和计数 1课时 第3节　发酵工程及其应用 1课时 章末复习课（选） 1课时 第1章　发酵工程 第1节　传统发酵技术的应用 教学分析 · 教学目标 1.让学生说出常见的传统发酵食品，通过复习细胞呼吸的内容，概述微生物发酵的基本 原理。（生命观念） 2.指导学生制作泡菜、果酒和果醋等传统发酵食品，熟悉制作步骤，培育科学探究素养； 总结归纳传统发酵技术的基本特点，通过结果分析与迁移提升科学思维素养。（科学探究、科学思维） 3.通过介绍和引领学生体验传统发酵技术，帮助学生感悟我国劳动人民的智慧和勤劳。 （社会责任） · 教学重难点 重点:1.微生物发酵的基本原理。 2.制作泡菜、果酒和果醋。 难点:1.制作泡菜。 2.制作果酒和果醋。 · 教学方法 讲授法、讨论法、实验法、列表归纳法。 · 课时安排 2课时 · 教学准备 发酵食品制作器材，相关发酵原料（食材），提前制作的果酒等发酵食品；学案，PPT等。 教学设计 导入新课 “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。”(唐·王翰)诗中提及的葡萄酒是人类利用微生物发酵制作出来的。我国智慧的劳动人民在长期生产实践过程中还学会了通过微生物的发酵制作葡萄醋、泡菜等传统食品。它们都是怎么制作的呢？方法有什么不同? (设计意图:以我国唐代诗人王翰的诗引入本节课的学习，既让学生加深了对我国优秀传统文化的认识，又能让学生体会到我国古人的聪明和智慧，从而加深民族自豪感。) 新课讲授 任务一、制作泡菜 完成教材P6“探究·实践”中泡菜的制作。 1.首先让学生学习并掌握泡菜的制作原理。然后，让学生在阅读方法步骤的基础上，用文字和箭头描述泡菜制作的基本步骤。 通过“问题①：泡菜制作时，用水密封泡菜坛的目的是什么？这说明泡菜制作需要什么条件？问题②：发酵过程中，盐的作用是什么?为什么要将盐水煮沸?盐水冷却后再倒入发酵坛的目的是什么?”引领学生思考注意的事项和问题，弄明白操作要领。 2.让学生制作泡菜，体验泡菜制作的原理和过程，记录并尝试解决制作过程中发现的问题。 3.结果分析和评价设计。 （1）你的操作准确吗？在完成制作后，请填写下表。（让学生据实填写） 步骤 盐水配制 原料处理及装坛 加盐水 封坛发酵 操作 盐比例是否合适，是否冷却？ 是否洗净，蔬菜与香辛料是否混匀？ 盐水是否没过了菜料？ 坛口水槽注水，温度及发酵时间的控制是否合适？ 自我评级（A~C） （2）为什么泡菜坛只能装八成满? （3）根据你的经验结合操作步骤，你认为影响泡菜口味的因素有哪些？泡菜腌制10天后，自己再实际验证一下影响泡菜口味的因素。 (设计意图:通过阅读和步骤梳理，让学生熟悉并理解泡菜制作的基本原理和步骤；通过动手制作,锻炼学生的动手能力并进一步熟悉步骤;引导学生对实验现象和结果进行解释、分析,使学生更容易理解泡菜制作的要求、注意事项和原理等，同时提高学生学习的积极性。) 任务二、制作果酒和果醋 1.首先让学生在预习的基础上学习果酒和果醋的发酵原理，可以通过提问和默写来检查学生的掌握程度。然后在进一步阅读教材P7“二、制作果酒和果醋”内容的基础上，通过完成学案“制作流程”中的填空和问题任务，思考注意的事项和问题，明白操作要领。 [评价设计]让学生比较果酒发酵与果醋发酵，检验学生的掌握情况，训练学生归纳总结的能力，同时进一步熟悉步骤和注意事项。 [总结比较]果酒发酵与果醋发酵 项目 果酒发酵 果醋发酵 发酵菌种 菌种来源 菌种代谢类型 菌种生物类型 发酵原理 发酵条件 温度 时间 氧气 2.让学生制作果酒和果醋，体验制作原理和过程，记录并尝试解决制作过程中发现的问题。 3.结果分析和评价设计。 观察教师8 d前制作的果酒样品，结合自己的制作步骤，思考并回答有关问题。 （1）在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长?它们会对果酒发酵产生影响吗?如果有，如何避免这种影响? （2）在制作果醋的过程中，酵母菌是否会继续发酵？什么措施可以加快果醋的制作？ （3）（每天定时观察，10 d后完善）在制作果酒和果醋的过程中，发酵液分别有哪些变化?引起变化的原因是什么? [评价设计]通过上述结果分析和思考，在真实情境中检验学生分析果酒和果醋制作的操作是否准确，并在迁移反思中提升学生的科学思维和科学探究素养。教师可设计问题“你制作的果酒和果醋味道怎么样？哪些步骤影响了你的发酵效果？”从而检验学生的制作过程是否合理，是否完成了既定的教学目标。 (设计意图:仍然遵循先熟悉原理步骤，后动手制作，最后结果分析和评价的思路，逻辑清晰；因为果酒和果醋的制作更为复杂，所以在步骤的熟悉上，采取了留空和问题的方式引领学生熟悉和理解，并通过列表比较的方式检验学生的目标达成度。同时，由于食品发酵时间较长，采取教师预先制作好部分发酵食品让学生提前了解结果，并通过后续观察自己制作过程的方式解决对实验现象的观察和对结果的分析。) 评价反馈 完成当堂训练题目，对本节课的学习效果进行检测评价。 课堂小结 让学生通过列表比较泡菜及果酒和果醋制作的菌种和主要原理，回顾本节课的主要必备知识。通过反思自己在泡菜及果酒和果醋制作中的经验和失误，总结本节课发酵食品的主要制作过程。 布置作业 完成学案后的素养专练，限时训练30分钟。 教学反思 本节课的教学设计以学生自学、小组合作探究为中心，教师通过问题引导、实验引领的方式展开教学。在整个教学过程中，充分发挥学生学习的主动性，让学生在实际动手中学习必备知识，通过反思、总结、迁移训练学生的能力，培育学生的素养。反思整堂课，主要在以下几方面做得较好：(1)遵循“学习的逻辑性”，设计了一系列问题，引领学生按照先理论后实践再反思提升的步骤学习，问题设计由易入难，学生易于入手。(2)课堂上通过实验操作激发了学生的学习热情，检验了学生的理论学习程度。(3)重视学习的基础性和课堂落实，帮助大多数学生学有所获。同时，课时作业考虑了难易的顺序排布和基础性、综合性，适于新授课的学习。 本节课也有一些不足之处：学生初次接触发酵食品的制作，实际动手和分析起来有难度，需要在不断地实践和纠错中逐渐掌握这些内容和技能。实验时间较长，学生难以在课堂上直接观察结果，影响了学习效果。 板书设计 第1节　传统发酵技术的应用 一、发酵与传统发酵技术 1.发酵 2.传统发酵技术 二、制作泡菜 1.原理：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量 2.方法步骤 3.结果分析 三、制作果酒和果醋 1.酒精发酵：C6H12O62C2H5OH (酒精)+2CO2+能量 2.果醋发酵（O2、糖源充足）：C6H12O6+2O22CH3COOH(乙酸) +2H2O+2CO2+能量 缺少糖源，乙醇→乙醛→乙酸：C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量 3.方法步骤 4.结果分析 备课资源 泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素 泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的主要因素可能有泡菜原料中硝酸盐含量和泡菜制作过程中添加的食盐浓度。 发酵初期,泡菜中的微生物生长很快,微生物将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐；与此同时,蔬菜中的酚类物质和维生素C等物质也会将亚硝酸盐还原,但总体来说,生成的亚硝酸盐大于被还原的亚硝酸盐。因此,随着发酵的进行,亚硝酸盐的含量会逐步上升。随着微生物代谢活动的持续进行,氧气被消耗殆尽,泡菜坛中的环境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生长。与此同时,蔬菜中的硝酸盐含量由于被氧化而减少,因此,亚硝酸盐的含量会逐渐下降并趋于一个相对稳定的数值。 食盐浓度也会对泡菜中的亚硝酸盐含量产生影响。有研究发现,3%的食盐浓度所制作的泡菜,经过13 d发酵后,泡菜中的亚硝酸盐含量相对较高,低浓度的食盐溶液可能对微生物生长的抑制作用较小,而7%的食盐溶液则对微生物的生长有较大的抑制作用。因此,高浓度的食盐所制作的泡菜中的亚硝酸盐含量较低。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$