1.1传统发酵技术的应用课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦传统发酵技术的应用，涵盖发酵的概念、原理及泡菜、果酒和果醋的制作，通过酒曲成分、豆瓣酱流程等情境资料导入，关联必修1发酵概念，搭建新旧知识学习支架。 其亮点在于以情境探究（如分析酒曲微生物作用）培养科学思维，结合泡菜坛装量控制、果酒发酵装置设计等落实探究实践，融入传统饮食文化增强态度责任。采用问题驱动和表格小结，学生提升实践能力与文化认同，教师获得系统教学资源。

第1章　发酵工程 第1节　传统发酵技术的应用 学习目标 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,培养生命观念。 3.尝试设计发酵装置,以制作泡菜、果酒和果醋,说出传统发酵技术的优点与不足,培养科学探究与科学思维能力。 4.认同传统发酵食品是我国传统饮食文化的重要组成部分,培养社会责任意识。 目 录 索 引 主题一　发酵与传统发酵技术 主题二　尝试制作传统发酵食品 课堂小结 主 题 一 基础知识•落实 主题一　发酵与传统发酵技术 1.发酵的概念和原理 (1)概念: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。  (2)原理:不同的微生物具有产生不同　　　　　的能力,因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。  (3)实例:腐乳的发酵 ①参与发酵的微生物:多种微生物,如酵母、　　　　和毛霉等,其中起主要作用的是　　　　(异养需氧型真核生物)。  ②发酵原理:经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成　　　　　　和氨基酸。  微生物 代谢物 曲霉 毛霉 小分子的肽 [微思考]毛霉分解豆腐的原理是什么? 提示 在腐乳发酵的过程中,毛霉主要产生蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶能够将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,而脂肪酶则将脂肪分解为甘油和脂肪酸。 元认知　豆腐含有蛋白质和脂肪等,酶具有专一性。 [微提醒]必修1中提到的发酵特指“微生物的无氧呼吸”,是狭义的发酵概念。 2.传统发酵技术 (1)概念:直接利用　　　　　　　　　　　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、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。  (2)类型:以　　　　菌种的　　　　发酵及半固体发酵为主。  (3)发酵产品:主要有酱、酱油、醋、泡菜和豆豉等。 结论要语　辨一辨 (1)发酵是指人们利用微生物,在缺氧的条件下,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。(　　) (2)毛霉主要通过产生蛋白酶分解蛋白质,从而参与腐乳发酵。(　　) (3)腐乳制作利用了毛霉等真菌的有氧呼吸。(　　) 原材料中天然存在 混合 固体 √ × √ √ 情境探究•提升 根据资料,回答下列问题。 资料1　酒曲是用来酿酒的一种原料,又称块曲或砖曲,以大麦、小麦、豌豆等为原料,经过粉碎,加水混捏,压成曲醅,形似砖块,大小不等,让自然界各种微生物在上面生长而制成。研究人员用显微镜观察酒曲,发现酒曲内含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等几十种微生物。 (1)酿酒加酒曲的目的:酒曲与粮食混合后,酒曲内含有的　　　　　会产生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等,能使粮食里的淀粉、蛋白质转化成 　　　、氨基酸等,在酶类物质的催化作用下,进而分解成　　 　　等。 微生物 单糖 乙醇(酒精) 资料2　一种豆瓣酱的制作流程:煮黄豆→冷却后在黄豆表面抹上一层面粉→发酵→加盐、加水→在烈日下暴晒、搅动,进一步发酵。 (2)参与豆瓣酱发酵的微生物来自哪里? 提示 来自空气。 (3)每年进行同样的操作,但是每年制作的腐乳或豆瓣酱的口感都不完全相同,有些年份甚至制作不成功,你知道这是为什么吗? 提示 发酵的生产条件不易控制,容易受杂菌污染。 方法归纳•拓展 1.发酵的原理和类型 (1)原理:不同的微生物具有产生不同代谢物的能力,因此利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。 2.传统发酵技术的优点和缺点 (1)优点:操作简单,便于家庭式或作坊式生产,是我国传统饮食文化的传承等。 (2)缺点:生产条件不易控制,容易受杂菌污染,生产效率较低,产物不单一等。 对点应用•突破 突破点1　传统发酵技术 1.下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是(　　) A.传统发酵常常是固体发酵或者是半固体发酵 B.传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种 C.传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得 D.传统发酵存在杂菌情况不明、发酵过程的控制缺乏标准等问题 B 解析 传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,A项正确,B项错误。传统饮食中的酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得,C项正确。传统发酵中的菌种来源多样,存在杂菌情况不明、发酵过程的控制缺乏标准等问题,D项正确。 突破点2　腐乳的制作 2.(2025浙江期末)腐乳是我国古代劳动人民通过微生物发酵制作而成的一种大豆食品。酵母、毛霉等微生物分泌的多种酶将豆腐中的蛋白质分解成氨基酸等风味物质,使腐乳味道鲜美。下列叙述错误的是(　　) A.参与腐乳制作的酵母和毛霉均为真核生物 B.风味物质主要在微生物的细胞质基质中产生 C.酵母和毛霉主要通过胞吐的方式分泌胞外酶 D.腐乳制作过程主要利用了微生物的有氧发酵 B 解析 参与腐乳制作的酵母和毛霉,均具有以核膜为界限的细胞核,为真核生物,A项正确。风味物质是在微生物分泌的胞外酶的作用下产生的,在微生物外部产生,并非在细胞质基质中产生,B项错误。胞外酶是大分子物质,酵母和毛霉主要通过胞吐的方式分泌胞外酶,C项正确。参与腐乳制作的微生物主要是毛霉,其代谢类型为异养需氧型,腐乳制作过程主要利用了微生物的有氧发酵,D项正确。 主 题 二 基础知识•落实 主题二　尝试制作传统发酵食品 1.制作泡菜 (1)菌种来源:植物体表面天然的　　　　　　　(异养厌氧型原核生物)。 (2)原理:在　　　　条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成　　　　。 反应简式:C6H12O6 　　　　　　　　(乳酸)+能量。 乳酸菌 无氧 乳酸 2C3H6O3 (3)制作流程 煮沸 温度 [微思考]为什么泡菜坛只能装八成满? 提示 ①防止发酵初期酵母菌等代谢产生的CO2造成发酵液溢出坛外; ②防止因装太满使盐水未完全淹没菜料,好氧微生物大量繁殖,从而导致菜料变质腐烂。 元认知　传统发酵技术为混合菌种发酵,乳酸菌为厌氧细菌。 2.制作果酒和果醋 (1)制作原理与发酵条件 项目 制作果酒 制作果醋 发酵 菌种 　　　　　(异养兼性厌氧型真核生物) 　　　　　(异养需氧型原核生物)  酵母菌 醋酸菌 项目 制作果酒 制作果醋 发酵 过程 有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖: C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量; 无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量　 O2、糖源充足时: C6H12O6+2O2 2CH3COOH+2CO2+2H2O+能量; O2充足、缺少糖源时: C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O+能量　 对氧 需求 前期　　　　,后期　　　　　  　　　　　  需氧 不需氧 一直需氧 (2)制作果酒、果醋的步骤 体积分数为70%的酒精 枝 梗 1/3 拧松一次 一层 纱布 [微思考]葡萄汁装入发酵瓶时,为何要留有大约1/3的空间? 提示 ①防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出; ②便于酵母菌进行有氧呼吸,快速繁殖,酵母菌数量大量增加,随后进行酒精发酵。 元认知　酵母菌为兼性厌氧微生物,有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量存在显著差异。 结论要语　辨一辨 (1)常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。(　　) (2)酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。(　　) (3)当O2不充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。(　　) (4)制作果醋的温度比制作果酒的温度高。(　　) √ √ × √ 情境探究•提升 1.下图为制作泡菜的过程,请据图思考并回答问题。 (1)制作泡菜时,盐水为什么要煮沸后冷却? 提示 煮沸的目的,一是除去盐水中的O2,二是杀灭盐水中的杂菌。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的乳酸菌。 (2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜?你认为这层白膜是怎样形成的? 提示 白膜是产膜酵母繁殖形成的。酵母菌是兼性厌氧微生物,泡菜发酵液营养丰富,在发酵初期,发酵液表面O2含量较高,适合酵母菌繁殖。 (3)某同学在制作泡菜前,查阅资料得知,可以向泡菜坛中加一些“陈泡菜水”。在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时,他在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量,结果如图。请你帮他分析下列问题。 ①加入适量“陈泡菜水”的目的是什么? 提示 “陈泡菜水”中含有乳酸菌,可为泡菜发酵提供菌种,缩短发酵时间。 ②据图分析,泡菜发酵时间是不是越长越好?为什么? 提示 不是。在一定范围内,泡菜发酵时间越长,亚硝酸盐含量越低,但是发酵时间过长,可能会产生其他有害物质。 ③该同学第一次制作出的泡菜“咸而不酸”,造成这个结果最可能的原因是什么? 提示 盐浓度过高,抑制了乳酸菌的发酵。 2.下图为制作果酒和果醋的流程图,请思考并回答下列问题。 (1)某同学设计如下果酒、果醋制作的发酵装置,请分析图中各结构的作用及使用方法。 ①装置各结构的作用 a.充气口:连接充气泵充入　　 　　　　。 b.排气口:排出微生物代谢产生的CO2。排气管下端离发酵液有一段距离,外部要弯曲,并尽量保证管口向下,目的是　　　　　　　　　　　　　　。 c.出料口:便于取样检测,及时监测发酵的情况。 ②该装置的使用方法 使用该装置制作果酒时,应该　　　　　　;制作果醋时,应将充气口连接气泵,输入　　　 　　。 O2(无菌空气) 防止空气中微生物的进入 关闭充气口 O2(无菌空气) (2)在果酒和果醋的制作过程中,哪些方法可防止发酵液被污染? 提示 ①清洗葡萄时应先冲洗再去除枝梗; ②榨汁机、发酵瓶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; ③排气时只需拧松瓶盖,不要完全打开瓶盖,防止杂菌污染。 (3)果酒制作过程中,在不灭菌的情况下,酵母菌是如何成为优势菌种的? 提示 发酵后期,在缺氧和酸性发酵液中,绝大多数微生物的生命活动受到抑制,而酵母菌可以适应这一环境,从而成为优势菌种。 方法归纳•拓展 1.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 2.关注果酒、果醋制作过程中的“四个变化” (1)果酒发酵过程中酵母菌数量的变化:发酵初期,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;发酵中期,形成无氧环境,酵母菌数量增加缓慢,最后达到稳定;发酵后期,由于酒精含量较高,可能会导致酵母菌大量死亡。 (2)果酒发酵过程中酒精含量的变化:发酵初期,酵母菌进行有氧呼吸,酒精含量很低;发酵中期,酵母菌进行无氧呼吸产生大量酒精,酒精含量增加;发酵后期,由于酒精含量过高,酵母菌大量死亡,酒精含量不再增加。 (3)发酵液pH的变化:果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液,使发酵液pH下降,最后趋于稳定。果醋发酵时产生的乙酸溶于发酵液,使发酵液pH下降,最后趋于稳定。 (4)发酵液的变化:酒精发酵时,发酵液有酒味,有气泡和泡沫,颜色加深变成深红色(以紫葡萄作原料);乙酸发酵时,发酵液有酸味,无气泡和泡沫,液面形成白色菌膜。 3.果酒、果醋制作过程中防止杂菌污染的措施 (1)榨汁机、发酵瓶等器具要用洗洁精清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒,晾干备用。 (2)清洗葡萄时,要先用清水冲洗再去除枝梗和腐烂的籽粒,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。 (3)用带盖的瓶子制作果酒时,每隔12 h左右拧松瓶盖排气,不要完全打开瓶盖。 对点应用•突破 突破点1　泡菜制作过程及分析 3.(2025浙江期中)泡菜是经过发酵处理后的蔬菜,具有独特的风味和较长的保存期。下列叙述错误的是(　　) A.泡菜制作过程中,主要发酵菌种是乳酸菌,此外还有酵母菌等 B.泡菜发酵前期有氧利于菌种大量繁殖,后期无氧利于菌种发酵 C.泡菜“咸而不酸”的原因可能是食盐浓度过高,抑制了乳酸菌的发酵 D.加入食盐可延长泡菜的保存期,在发酵过程中,要定期检查泡菜的状态 B 解析 泡菜制作过程中,主要发酵菌种是乳酸菌,此外还有酵母菌等,乳酸菌是厌氧细菌,需在无氧条件下进行繁殖和发酵,A项正确,B项错误。泡菜“咸而不酸”的原因可能是食盐浓度过高,抑制了乳酸菌的发酵,C项正确。加入食盐可抑制杂菌的繁殖,延长泡菜的保存期,在发酵过程中,要定期检查泡菜的状态,D项正确。 4.家庭中制作泡菜不需要特意灭菌,原因是(　　) A.乳酸菌发酵产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长 B.各种微生物都可以用于制作泡菜 C.泡菜坛中的亚硝酸盐杀死了其他杂菌 D.泡菜坛中液体表面有一层菌膜,将泡菜与外界空气隔开 A 解析 泡菜的制作原理是乳酸发酵,其结果是使发酵罐中形成较强的酸性环境,可以抑制其他微生物的生长,因此无需特意灭菌,A项符合题意。泡菜制作主要利用了乳酸菌的发酵作用,B项不符合题意。乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长,C项不符合题意。泡菜坛中液体表面有一层菌膜将泡菜与外界隔开,但菌膜的存在并不能抑制其他微生物的生长,D项不符合题意。 突破点2　果酒和果醋制作过程及分析 5.某同学制作果酒、果醋的步骤如下:①将发酵瓶等清洗干净后用体积分数为70%的酒精消毒;②清洗葡萄并榨汁装入发酵瓶;③将温度控制在18~30 ℃发酵12 d;④打开瓶盖,盖上一层纱布再发酵8 d。下列说法错误的是(　　) A.步骤①可杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子 B.步骤②清洗葡萄时,需先用清水冲洗后去除枝梗,避免杂菌污染 C.步骤③每隔一段时间拧松瓶盖一次,及时放气 D.步骤④需要调高温度至30~35 ℃,该过程几乎不产生气体 A 解析 步骤①将发酵瓶等清洗干净后用体积分数为70%的酒精消毒,防止杂菌污染,但不能杀死物体内外所有的微生物,A项错误。清洗新鲜葡萄时,先用清水冲洗1~2次,再去除枝梗和腐烂的籽粒,避免杂菌污染,B项正确。将温度控制在18~30 ℃进行果酒发酵,并需适时拧松瓶盖放气,C项正确。果醋发酵时所用菌种是醋酸菌,醋酸菌为好氧细菌,发酵温度为30~35 ℃,因此步骤④需要调高温度至30~35 ℃,该过程几乎不产生气体,D项正确。 6.某研究小组欲利用如图装置进行葡萄酒和果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是(　　) A.制作葡萄酒时对葡萄的处理步骤为:去梗→冲洗→灭菌→榨汁→装瓶 B.进行葡萄酒发酵时,应对图示装置进行清洗、消毒,并将果汁装满瓶子 C.进行葡萄酒发酵时,气阀a和气阀b应同时处于打开或关闭状态 D.利用葡萄酒进行果醋发酵时,应适当提高温度并打开气阀a D 解析 制作葡萄酒时对葡萄的处理步骤为:冲洗→去梗→榨汁→装瓶,先除枝梗再冲洗容易造成杂菌污染,如果对葡萄进行灭菌将会杀死葡萄皮上存在的天然酵母菌,A项错误。进行葡萄酒发酵时,应对图示装置进行清洗、消毒,但不能将果汁装满瓶子,需要预留大约1/3的空间,B项错误。进行葡萄酒发酵时,气阀a一直关闭,气阀b应定期打开,C项错误。由于果醋发酵利用的是醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,并且其最适生长温度为30~35 ℃,高于酒精发酵温度(18~30 ℃),所以利用葡萄酒进行果醋发酵时,应适当提高温度并打开气阀a提供O2(无菌空气),D项正确。 课 堂 小 结 本 课 结 束 $