1.1传统发酵技术的应用（导学案）生物人教版选择性必修3

该高中生物学导学案围绕传统发酵技术应用展开，涵盖发酵概念、传统技术特点及腐乳、泡菜、果酒果醋制作等核心内容，以“概念原理—实践操作—习题巩固”为脉络，通过表格对比、分步指南及探究活动构建从理论到应用的学习支架。 资料突出探究实践与科学思维培养，设计泡菜、果酒果醋制作完整步骤及发酵过程物质变化分析，结合小组讨论与装置改进思考，渗透生命观念中的物质与能量观，助力学生提升实验操作与问题解决能力。

1.1传统发酵技术的应用（导学案） 1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。 2.概述微生物发酵的基本原理。 3.尝试制作泡菜、果酒和果醋， 说出传统发酵技术应用的优点与不足。 1.微生物发酵的基本原理。 2.制作泡菜、果酒和果醋。 1.发酵与传统发酵技术 发酵 概念 是指人们利用　微生物　，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程 传统发酵技术 概念 直接利用原材料中　天然存在　的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 主要 类型 ①混合菌种的固体发酵 ②混合菌种的半固体发酵 实例(腐乳的制作) 菌种：酵母、曲霉、毛霉等多种微生物都参与了豆腐的发酵，起主要作用的是 　毛霉　 原理：蛋白质被分解为小分子的　肽和氨基酸　 笔记：脂肪甘油＋脂肪酸 2.腐乳的制作 (1)菌种：参与的微生物如　酵母、曲霉、毛霉　等，其中起主要作用的是　毛霉　。 (2)原理：豆腐中的蛋白质被微生物分解成　小分子的肽和氨基酸　。 3.泡菜制作 菌种来源 附着在蔬菜上的　乳酸菌　 制作原理 在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量 方法 步骤 关键操作 防止杂菌 污染措施 每次取样用具要洗净，要迅速封口 防止腐烂 措施 泡菜坛要选择　密封性好　的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸发酵，防止蔬菜腐烂 制造无氧 环境 泡菜坛盖边沿的水槽要注满水，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境，并注意在发酵过程中经常向水槽中　补充水　 温度 发酵过程根据室内温度控制发酵时间。温度过高，易滋生杂菌；温度过低，发酵时间延长 4.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 项目 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵 初期 少(有O2，乳酸菌活动受抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用) 发酵 中期 最多(乳酸抑制其他菌活动) 积累、增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解) 发酵 后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动) 继续增多，pH继续下降，直至稳定 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制) 含量变 化曲线 提醒　亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 5.制作果酒和果醋 (1)果酒和果醋制作的比较 项目 果酒制作 果醋制作 作用 菌类 　酵母菌　(真菌) 　醋酸菌　(细菌) 原理 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；在　无氧条件　下，酵母菌进行酒精发酵 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为　乙酸　 反应式 有氧条件下： C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O①＋能量 无氧条件下： C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量 氧气、糖源都充足： C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量 缺少糖源：将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变为乙酸 C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量 对酸性 环境的 适应性 耐酸 耐酸 最适发 酵温度 18～30 ℃ 30～35 ℃ 发酵 时间 10～12天 7～8天 对氧的 需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 笔记：①酵母菌在发酵过程中先出“水”(有氧呼吸的产物)，后出“酒”(无氧呼吸的产物)　②醋酸发酵的温度比酒精发酵的温度高　③醋酸菌为好氧菌，若中断氧气的通入会引起其死亡 　 (2)方法步骤 器具消毒 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为　70％　的酒精消毒，晾干备用 选材 取新鲜葡萄用　清水冲洗1～2次　①，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干 榨汁 用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中(注意：要　留有大约1/3的空间　②)，盖好瓶盖 酒精发酵 温度控制在　18～30　 ℃，每隔12 h左右　拧松　瓶盖一次(注意：不是打开瓶盖)，此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12 d 监测 从发酵瓶口取样监测发酵情况 果醋发酵 果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，温度控制在30～35 ℃，发酵时间为7～8　d 笔记：①不能反复冲洗　②用于有氧呼吸，繁殖菌体，增加菌体数量 　 名师解读　果酒和果醋发酵改进装置及其分析 一、探究•实践→泡菜的制作 1．方法步骤： （1）用清水和食盐配制质量分数为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 （2）将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。 （3）将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。 （4）向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。 【小组讨论】1.如何判断腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？ ①泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定； ②可以通过在显微镜下观察乳酸菌的形态； ③根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定； ④根据亚硝酸盐的含量来评定。 二、探究•实践→果酒果醋的制作 1．方法步骤： （1）器具消毒 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。 （2）冲洗葡萄 取新鲜葡萄，先用清水冲洗 1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。 （3）榨汁装瓶 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖。 （4）果酒发酵 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 （5）果醋发酵 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 【小组讨论】1.如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ ①果酒： a.闻 b.品尝 c.用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测 ②果醋： a.闻 b.品尝 c.使用pH试纸检测和比较发酵前后的pH值 d.观察醋酸菌膜是否形成。 1. 下列关于传统发酵技术中菌种和发酵条件的对应关系，错误的是（ ） A. 制作果酒 —— 酵母菌 —— 无氧、18~25℃ B. 制作果醋 —— 醋酸菌 —— 有氧、30~35℃ C. 制作腐乳 —— 毛霉 —— 有氧、温度控制在 15~18℃ D. 制作泡菜 —— 乳酸菌 —— 有氧、适宜温度为 20℃左右 答案：D 解析：乳酸菌是严格厌氧菌，制作泡菜需在无氧条件下进行，而非有氧环境。 2. 制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来源及加盐的核心作用组合正确的是（ ） A. 人工接种的菌种；仅调味 B. 空气中的毛霉孢子；析出水分、调味、防腐 C. 豆腐自身携带的菌种；仅抑制杂菌 D. 培养基中培养的菌种；仅使豆腐变硬 答案：B 解析：腐乳制作的毛霉来自空气中的孢子；加盐可析出豆腐水分使其变硬、调节风味，同时抑制杂菌避免腐败。 3. 某同学尝试在家连续完成果酒和果醋发酵，下列操作不合理的是（ ） A. 果酒发酵初期通气，促进酵母菌有氧呼吸增殖 B. 果酒发酵后期密封瓶口，启动酵母菌酒精发酵 C. 果醋发酵时，直接打开充气口通入无菌空气并降低温度 D. 全程将发酵液体积控制在发酵瓶的 2/3，防止液体溢出 答案：C 解析：醋酸菌最适发酵温度为 30~35℃，高于酵母菌的 18~25℃，因此果醋发酵时应提高温度，而非降低。 4. 制作泡菜时，若泡菜坛密封不严，会导致泡菜酸味不足且出现白色浑浊，其主要原因是（ ）A. 乳酸菌大量增殖，发酵速度过快 B. 氧气进入，抑制乳酸菌发酵，杂菌大量繁殖 C. 温度过高，导致乳酸菌酶活性降低 D. 盐浓度过高，抑制乳酸菌产酸 答案：B 解析：乳酸菌为厌氧菌，密封不严会导致氧气进入，抑制乳酸菌的无氧发酵；同时氧气利于杂菌生长，使泡菜浑浊、酸味不足。 5. 关于果酒和果醋发酵过程中 pH 变化及检测方法的叙述，正确的是（ ） A. 果酒发酵过程中 pH 上升，原因是酵母菌产生了酒精 B. 果醋发酵过程中 pH 下降，原因是醋酸菌产生了醋酸 C. 检测果酒是否发酵成功，可用澄清石灰水检测发酵液中的酒精 D. 检测果醋是否发酵成功，可用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液中的醋酸 答案：B 解析：A 项，果酒发酵产生 CO₂，溶于水形成碳酸，pH 下降；C 项，澄清石灰水用于检测 CO₂，酒精用酸性重铬酸钾检测；D 项，醋酸的检测可通过 pH 试纸或酸度计，酸性重铬酸钾不与醋酸反应。 6. 腐乳制作过程中，下列因素对腐乳风味和质量无显著影响的是（ ） A. 豆腐的含水量 B. 发酵容器的材质 C. 卤汤中酒的含量 D. 发酵的温度和时间 答案：B 解析：豆腐含水量影响腐乳成形和发酵效率；酒的含量影响腐乳风味和防腐效果；温度和时间影响毛霉代谢；发酵容器只要洁净无菌，材质（如玻璃、陶瓷）对腐乳品质无显著影响。 7. 探究 “温度对泡菜发酵速率的影响” 实验中，下列关于自变量和因变量的确定，最合理的是（ ） A. 自变量为泡菜盐水浓度，因变量为乳酸含量 B. 自变量为温度，因变量为泡菜发酵液的 pH C. 自变量为发酵时间，因变量为泡菜的酸味强度 D. 自变量为蔬菜种类，因变量为乳酸菌的数量 答案：B 解析：该实验的目的是探究温度对发酵速率的影响，因此自变量为温度；乳酸菌发酵产生乳酸，乳酸含量越高，pH 越低，故可用 pH 作为因变量来反映发酵速率 思考讨论：有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。 A同学用的是带盖的塑料瓶； B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖； C同学则设计了如右图所示的发酵装置。 结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1传统发酵技术的应用（导学案） 1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。 2.概述微生物发酵的基本原理。 3.尝试制作泡菜、果酒和果醋， 说出传统发酵技术应用的优点与不足。 1.微生物发酵的基本原理。 2.制作泡菜、果酒和果醋。 1.发酵与传统发酵技术 发酵 概念 是指人们利用　 　，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程 传统发酵技术 概念 直接利用原材料中　 　的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 主要 类型 ①混合菌种的固体发酵 ②混合菌种的半固体发酵 实例(腐乳的制作) 菌种：酵母、曲霉、毛霉等多种微生物都参与了豆腐的发酵，起主要作用的是 　 　 原理：蛋白质被分解为小分子的　 　 笔记：脂肪甘油＋脂肪酸 2.腐乳的制作 (1)菌种：参与的微生物如　 　等，其中起主要作用的是　 　。 (2)原理：豆腐中的蛋白质被微生物分解成　 　。 3.泡菜制作 菌种来源 附着在蔬菜上的　 　 制作原理 在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸 反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量 方法 步骤 关键操作 防止杂菌 污染措施 每次取样用具要洗净，要迅速封口 防止腐烂 措施 泡菜坛要选择　 　的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸发酵，防止蔬菜腐烂 制造无氧 环境 泡菜坛盖边沿的水槽要注满水，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境，并注意在发酵过程中经常向水槽中　 　 温度 发酵过程根据室内温度控制发酵时间。温度过高，易滋生杂菌；温度过低，发酵时间延长 4.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 项目 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 发酵 初期 少(有O2，乳酸菌活动受抑制) 少 增加(硝酸盐还原菌的作用) 发酵 中期 最多(乳酸抑制其他菌活动) 积累、增多、pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解) 发酵 后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动) 继续增多，pH继续下降，直至稳定 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制) 含量变 化曲线 提醒　亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 5.制作果酒和果醋 (1)果酒和果醋制作的比较 项目 果酒制作 果醋制作 作用 菌类 　 　(真菌) 　 　(细菌) 原理 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；在　 　下，酵母菌进行酒精发酵 当氧气、糖源都充足时，醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时，醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为　 　 反应式 有氧条件下： C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O①＋能量 无氧条件下： C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量 氧气、糖源都充足： C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量 缺少糖源：将乙醇转化成乙醛，再将乙醛变为乙酸 C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量 对酸性 环境的 适应性 耐酸 耐酸 最适发 酵温度 发酵 时间 10～12天 7～8天 对氧的 需求 前期需氧，后期不需氧 笔记：①酵母菌在发酵过程中先出“水”(有氧呼吸的产物)，后出“酒”(无氧呼吸的产物)　②醋酸发酵的温度比酒精发酵的温度高　③醋酸菌为好氧菌，若中断氧气的通入会引起其死亡 　 (2)方法步骤 器具消毒 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为　 　的酒精消毒，晾干备用 选材 取新鲜葡萄用　 　①，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干 榨汁 用榨汁机榨取葡萄汁，装入发酵瓶中(注意：要　留有大约 的空间　②)，盖好瓶盖 酒精发酵 温度控制在　 　 ℃，每隔12 h左右　 　瓶盖一次(注意：不是打开瓶盖)，此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10～12 d 监测 从发酵瓶口取样监测发酵情况 果醋发酵 果酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，温度控制在 ℃，发酵时间为 　d 笔记：①不能反复冲洗　②用于有氧呼吸，繁殖菌体，增加菌体数量 　 名师解读　果酒和果醋发酵改进装置及其分析 一、探究•实践→泡菜的制作 1．方法步骤： （1）用清水和食盐配制质量分数为5%-20%的盐水，并将盐水煮沸，冷却待用。 （2）将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干后装入泡菜坛内；装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至八成满。 （3）将冷却好的盐水缓缓倒入坛中，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。 （4）向坛盖边沿的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水，根据室内温度控制发酵时间。 【小组讨论】1.如何判断腌制的泡菜是否成功？色泽如何？口味如何？ 二、探究•实践→果酒果醋的制作 1．方法步骤： （1）器具消毒 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。 （2）冲洗葡萄 取新鲜葡萄，先用清水冲洗 1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。 （3）榨汁装瓶 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖。 （4）果酒发酵 将温度控制在18-30℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d。可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测。 （5）果醋发酵 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 【小组讨论】1.如何检测果酒和果醋的制作是否成功？ 1. 下列关于传统发酵技术中菌种和发酵条件的对应关系，错误的是（ ） A. 制作果酒 —— 酵母菌 —— 无氧、18~25℃ B. 制作果醋 —— 醋酸菌 —— 有氧、30~35℃ C. 制作腐乳 —— 毛霉 —— 有氧、温度控制在 15~18℃ D. 制作泡菜 —— 乳酸菌 —— 有氧、适宜温度为 20℃左右 2. 制作腐乳时，豆腐块上生长的毛霉来源及加盐的核心作用组合正确的是（ ） A. 人工接种的菌种；仅调味 B. 空气中的毛霉孢子；析出水分、调味、防腐 C. 豆腐自身携带的菌种；仅抑制杂菌 D. 培养基中培养的菌种；仅使豆腐变硬 3. 某同学尝试在家连续完成果酒和果醋发酵，下列操作不合理的是（ ） A. 果酒发酵初期通气，促进酵母菌有氧呼吸增殖 B. 果酒发酵后期密封瓶口，启动酵母菌酒精发酵 C. 果醋发酵时，直接打开充气口通入无菌空气并降低温度 D. 全程将发酵液体积控制在发酵瓶的 2/3，防止液体溢出 4. 制作泡菜时，若泡菜坛密封不严，会导致泡菜酸味不足且出现白色浑浊，其主要原因是（ ）A. 乳酸菌大量增殖，发酵速度过快 B. 氧气进入，抑制乳酸菌发酵，杂菌大量繁殖 C. 温度过高，导致乳酸菌酶活性降低 D. 盐浓度过高，抑制乳酸菌产酸 5. 关于果酒和果醋发酵过程中 pH 变化及检测方法的叙述，正确的是（ ） A. 果酒发酵过程中 pH 上升，原因是酵母菌产生了酒精 B. 果醋发酵过程中 pH 下降，原因是醋酸菌产生了醋酸 C. 检测果酒是否发酵成功，可用澄清石灰水检测发酵液中的酒精 D. 检测果醋是否发酵成功，可用酸性重铬酸钾溶液检测发酵液中的醋酸 6. 腐乳制作过程中，下列因素对腐乳风味和质量无显著影响的是（ ） A. 豆腐的含水量 B. 发酵容器的材质 C. 卤汤中酒的含量 D. 发酵的温度和时间 7. 探究 “温度对泡菜发酵速率的影响” 实验中，下列关于自变量和因变量的确定，最合理的是（ ） A. 自变量为泡菜盐水浓度，因变量为乳酸含量 B. 自变量为温度，因变量为泡菜发酵液的 pH C. 自变量为发酵时间，因变量为泡菜的酸味强度 D. 自变量为蔬菜种类，因变量为乳酸菌的数量 思考讨论：有3位同学分别采用了3种不同的发酵装置来制作果醋。 A同学用的是带盖的塑料瓶； B同学用了没有盖的塑料瓶，在发酵过程中无盖的瓶口一直由捆绑在瓶口的8层纱布覆盖； C同学则设计了如右图所示的发酵装置。 结合果醋的制作原理，你认为哪一种发酵装置更适合制作果醋？你还能继续改进这种装置吗？ / 学科网（北京）股份有限公司 $