第1章 发酵工程章末复习教案-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 章末复习课 教学分析 · 教学目标 1.通过分析发酵产品（如泡菜、果酒、啤酒）的生产过程，学生能够辨析使用的微生物种类及其发酵原理，综合比较传统发酵技术与现代发酵工程的优缺点。（生命观念、科学思维） 2.让学生在实验情境中设计微生物的纯培养、分离和计数实验方案，规范操作纯培养技术，并能够解释培养过程中的常见问题及解决方法。（科学思维、科学探究） 3.引导学生基于啤酒工业化生产流程的案例，提出一种缩短发酵时间的方法，分析其对实际生产的意义，体现社会责任感和生产实践能力。（社会责任） 教学重难点 重点：1.传统发酵食品发酵的基本原理及制作泡菜、果酒、果醋。 2.微生物纯培养的基本操作，微生物选择培养的原理。 3.微生物的分离和计数。 4.发酵工程的基本环节。 难点：1.微生物纯培养的基本操作。 2.微生物的分离和计数。 · 教学方法 采用讲述法、谈话法、练习法等教学方法，准备PPT。 · 课时安排 1课时 · 教学准备 多媒体，学案，PPT等。 情境导入教学设计 葡萄酒等果酒有着丰富多样的口感和独特而迷人的香气。适量饮用葡萄酒等果酒可以提高血液中高密度脂蛋白的含量，降低胆固醇在血管壁的沉积，一定程度上可降低患心血管疾病的风险；并且果酒中的果酸和酒精能增强肠胃蠕动，有助于食物的消化和营养物质的吸收。葡萄酒的制作在古代就有记载。为什么古代手工发酵的葡萄酒口味不稳定？现代发酵工程是如何通过微生物培养技术解决这个问题的？今天我们从熟悉的葡萄酒来复习发酵工程。 (设计意图:结合图片介绍葡萄酒等果酒的营养价值，激发学生的学习兴趣，引入本节课的学习内容，效果较好。) 任务一、传统发酵技术与发酵工程 请结合教材知识，阅读材料，完成学案内容。 教学任务：提问传统发酵技术以及发酵工程基本环节相关内容。分析学案中的材料，回顾葡萄酒传统发酵相关问题；分析啤酒的工业制作流程，思考在实际生产中缩短啤酒发酵时间的方法，进一步了解发酵工程比手工发酵的优势所在，培养学生的社会责任意识。通过小组讨论，归纳总结，比较传统发酵技术与发酵工程。通过学生答案展示，合作交流，掌握传统发酵技术原理与发酵工程的相关内容。 教学实施： 【师】回顾教材知识，提问传统发酵食品对应的微生物、发酵原理、反应条件等内容以及发酵工程的基本环节。 【生】回答以上提问。 【师】分析学案中的材料，完成学案中的3个问题： 1.葡萄酒制作所需的菌种及其来源是什么？该菌种在什么条件下进行发酵？ 2.在发酵时，每隔12 h左右拧松瓶盖的目的是什么？葡萄酒制作完成后发酸的原因是什么？ 3.根据材料2，思考：在实际生产中，可采用哪些方法缩短啤酒的发酵时间，增加经济效益？ 【生】独立完成学案中的3个问题，并展示答案。 1.酵母菌；附着在果皮上的酵母菌；18~30℃、无氧条件下进行发酵。 2.拧松瓶盖的目的是放出CO2，防止发酵瓶因气压过大而爆裂。 葡萄酒发酸原因：密封不严或瓶盖打开，空气中的醋酸菌进入进行有氧发酵产生乙酸。 3.用赤霉素处理大麦种子，使其不用发芽即可产生大量淀粉酶；适当增加溶解氧量，酵母菌大量繁殖；通过基因工程育种或诱变育种获得高产酵母等。 【师】依据所学内容，自主完成【归纳总结】中“比较传统发酵技术与发酵工程”内容，完成后小组讨论，进一步完善表格内容。 【生】自主完成【归纳总结】表格，进行小组讨论完善答案，进行小组展示。 评价设计： 根据学生问题的回答情况及【归纳总结】表格的完成情况，通过学生互评、教师点评检测学生对传统发酵技术及发酵工程这部分内容的掌握情况。 (设计意图:通过提问所学内容，回顾传统发酵技术及发酵工程的相关基础知识；通过学案中的材料的分析，解决学案中的问题，进一步对所学知识进行应用迁移，培养社会责任意识；通过学生的自主归纳、小组讨论对知识进行进一步整合。) 任务二、微生物的培养技术及应用 依据“任务一”中问题的解决以及果酒可制果醋的相关知识，完成学案中的问题。 教学任务：以“任务一”中“果酒变酸”以及果酒可制果醋为引领，学生通过学案问题的解决，回顾微生物纯培养以及微生物分离、计数相关知识。通过对平板划线法和稀释涂布平板法列表对比，巩固两种纯化微生物方法的相关操作及特点。 教学实施： 【师】快速完成学案中的前2个问题及【归纳】。并投影展示学生完成的表格中对两种纯化方法的比较。 1.酿造果醋时，得到了乙酸产率较高的醋酸菌群，培养醋酸菌菌种的培养基主要有哪些物质？培养条件是怎样的？ 2.为进一步纯化获得优良醋酸菌菌种，可采用哪些接种方法？ 【生】学生回答相应问题。 1.水、碳源、氮源、无机盐等营养物质；条件：温度30~35℃、pH调至酸性、有氧条件。 2.平板划线法、稀释涂布平板法。（表格展示二者比较） 【师】独立完成学案中的3~5题，完成后，进行小组讨论，完善问题答案。 3.在纯化醋酸菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？ 4.在接种醋酸菌的培养基上，若观察到了不同形态的菌落，分析可能是由哪些原因引起的，如何避免此种情况的出现？ 5．若要对所获得的优良菌种进行计数，可用哪些方法？不同方法统计的结果与实际值相同吗？为什么？ 【生】学生自主完成学案中3~5题，进行小组讨论，完善答案并展示答案，进行讲解。 3.最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。 4.若观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或无菌操作不规范等原因引起的。对菌液进一步纯化；培养菌种前，对培养基、培养皿、接种器具等进行灭菌处理；操作过程在酒精灯旁进行。 【师】追问：培养基、培养皿、接种器具分别采用什么方法进行灭菌？如何区分灭菌和消毒？ 【生】培养基：高压蒸汽灭菌；培养皿等玻璃器具：干热灭菌；接种环等金属器具：灼烧灭菌。 消毒：较为温和，杀死物体表面或内部一部分微生物； 灭菌：较为强烈，杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。 【师】PPT展示消毒、灭菌比较的表格。 【生】5.稀释涂布平板法、显微镜直接观察。 稀释涂布平板法：统计结果往往比实际值少；原因：两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。 显微镜直接观察：统计结果往往比实际值大；原因：统计结果为活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌和活菌。 【师】追问：显微镜直接观察计数，如何进一步区分死菌和活菌？ 【生】台盼蓝染色进一步区分死菌和活菌。 【师】完成学案中【探究性实验设计】。请设计实验探究不同温度、pH条件对果醋发酵效率的影响，找出最适发酵条件。 【生】小组合作完成并展示、交流。 评价设计： 根据学生学案中5个问题的回答情况及【归纳】中的展示情况，通过学生互评、教师点评检测学生对微生物的培养技术及应用内容的掌握情况。通过【探究性实验设计】部分，以及实验评价量表学生对实验设计步骤的掌握情况及对实验结果的分析情况，检测学生知识应用迁移的能力。 (设计意图:通过问题引领，解决相关问题，对纯化微生物的方法进行列表比较，掌握微生物的培养、分离和计数相关内容。学生根据所学知识完成【探究性实验设计】，通过实验步骤的设计、实验结果的分析、阐述，检测学生对知识的掌握、应用迁移情况。) 评价反馈 完成学案中的当堂训练。 课堂小结 布置作业 完成课后作业（30分钟）。 教学反思 本节课在课堂上教师采用了问题引导的方式开展教学。在整个教学过程中，充分发挥学生学习的主动性，鼓励他们大胆去发表自己的想法、主动地获取知识，打造高效课堂。反思整堂课，主要在以下几方面做得较好：（1）通过问题引导、列表归纳、小组讨论等方式进行课堂学习，学生学习的积极性较高；（2）大部分学生能够掌握本章的基本内容，能够运用所学知识解决问题。 本节课也有不足之处：时间分配不够合理。在教学过程中，回顾教材知识提问环节耗费较多时间，学生在练习中遇到问题来不及充分思考和交流，影响了教学效果。 板书设计 备课资源 一、高考真题 1.【2021·江苏卷】某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（ ） A.果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器 B.果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多 C.果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时 D.果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深 答案：C 【解析】酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，随着果酒发酵的进行，装置内会产生气体（二氧化碳），容器内压强大于外界，所以空气不会回流，A错误；果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；以酒精为底物进行乙酸发酵，酒精与氧气发生反应产生乙酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，C正确；重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定乙酸含量，D错误。 2.【2023·江苏卷】下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是(　　) A.通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比 B.通常细菌的生长速度比酵母菌快，菌落比酵母菌菌落大 C.通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌 D.血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定 答案　A 【解析】微生物种类不同，所需营养物的碳氮比也不同，具有高碳氮比的生物需要高碳氮比的营养物，反之则低；酵母菌的碳氮比高于细菌，所以培养酵母菌的培养基需要更高的碳氮比，A正确；通常细菌的生长速度比酵母菌快，但形成的菌落不一定大于酵母菌菌落，这与细菌种类有关，B错误；微生物培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；血细胞计数板适用于酵母菌的计数，不适用于微小细菌的计数，D错误。 二、常见果酒——葡萄酒 1.营养方面 （1）富含抗氧化物质：葡萄酒等果酒中含有如白藜芦醇、花青素等抗氧化物质。以葡萄酒为例，白藜芦醇能帮助减少自由基对人体细胞的损伤，有助于预防心血管疾病、延缓衰老。 （2）含有多种维生素：果酒通常含有维生素C、维生素E、维生素B族等多种维生素。比如一些草莓酒中就富含维生素C，能增强人体免疫力，促进胶原蛋白合成。 （3）含有矿物质：钾、钙、镁等矿物质在果酒中也有一定含量，这些矿物质对于维持人体正常的生理功能，如心脏的正常搏动、肌肉的收缩等都有重要作用。 2.健康方面 （1）保护心血管：适量饮用葡萄酒等果酒可以提高血液中高密度脂蛋白的含量，它能将胆固醇从血管壁运输到肝进行代谢，降低胆固醇在血管壁的沉积，从而降低患心血管疾病的风险。 （2）促进消化：果酒中的果酸和酒精能刺激胃酸分泌，增强胃肠蠕动，有助于食物的消化和营养物质的吸收，对于消化不良等问题有一定的缓解作用。 3.感官体验方面 （1）丰富的口感：葡萄酒等果酒有着丰富多样的口感，有甜、酸、涩等不同滋味相互交织。像甜型的葡萄酒有浓郁的果香和甜蜜的口感，而干红葡萄酒则有明显的单宁涩感，伴随着果香和花香，给人复杂而美妙的味觉享受。 （2）独特的香气：果酒具有独特而迷人的香气，葡萄酒有优雅的果香和陈酿香气，如黑加仑、樱桃等水果香气以及橡木桶带来的香草、烤面包等香气。其他果酒如苹果酒有清新的苹果香，杨梅酒有浓郁的杨梅果香，能给人带来愉悦的嗅觉体验。 但需注意，过量饮酒会对健康造成不良影响，饮用果酒应适量。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $$