生物选修一果酒果醋

1、高考对本模块考试能力要求高考对本模块考试能力要求实验与探究能力的要求实验与探究能力的要求要求考生能独立完成要求考生能独立完成“生物知识内容表生物知识内容表”所列生所列生物实验与技术，包括物实验与技术，包括理解实验目的、原理、方法理解实验目的、原理、方法和操作步骤和操作步骤，掌握相关的，掌握相关的操作技能操作技能，并能将这些，并能将这些实验与技术实验与技术涉及的方法和技能进行综合运用涉及的方法和技能进行综合运用；具；具备备验证简单生物学事实的能力验证简单生物学事实的能力，并，并能对实验现象能对实验现象和结果进行解释、分析和处理和结果进行解释、分析和处理；具有对一些生物；具有对一些生物学问题进行学

2、问题进行初步探究的能力初步探究的能力，包括，包括运用观察、实运用观察、实验与调查等科学研究方法。验与调查等科学研究方法。 3434（8 8分）分）生物生物生物技术实践生物技术实践(2007(2007年年) )乙醇等乙醇等“绿沟能源绿沟能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：酒精的大致流程为：（1 1）玉米秸秆经预处理后，应该选用酶进行水解，使之转化为发）玉米秸秆经预处理后，应该选用酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖，酵所需的葡萄糖，（2 2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？（多选）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？（多选）A

3、 A酶制果醋的醋酸菌酶制果醋的醋酸菌 B B生长在腐木上的霉菌生长在腐木上的霉菌C C制作酸奶的乳酸菌制作酸奶的乳酸菌 D D生产味精的谷氨酸棒状杆菌生产味精的谷氨酸棒状杆菌E E反刍动物瘤胃中生存的某些微生物反刍动物瘤胃中生存的某些微生物（3 3）若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为）若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为 （按功能分），培养基中的碳原为（按功能分），培养基中的碳原为 。（4 4）从生物体提取出的酶首先要检测，以便更好地将酶用于生产）从生物体提取出的酶首先要检测，以便更好地将酶用于生产实践，在生产实践的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用实践，在生

4、产实践的过程中，为了使酶能够被反复利用，可采用 技术。技术。（5 5）发酵阶段需要的菌种是）发酵阶段需要的菌种是 ，在产生酒精时要控制的必，在产生酒精时要控制的必要条件是要条件是 。34 （8 分）分）【 生物一生物技术实践生物一生物技术实践】 (2008年年) 科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极科学家发现家蝇体内存在一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的杭菌能力，受到研究者重视。强的杭菌能力，受到研究者重视。( l ）分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子）分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据蛋白质分子的的 、大小及形状不同，在电场中的、大小及形状不同，在电

5、场中的 不同而实现分不同而实现分离。离。( 2 ）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白陈主要为细菌生长提供验所用培养基中的牛肉膏和蛋白陈主要为细菌生长提供 和和 。( 3 ）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的培养一定时间后，比较两种培养基中菌落的 ，确定该，确定该蛋白质的抗菌效果。蛋白质的抗菌效果。( 4 ）细菌培养常用的接种方法有）细菌培养常用的接种方法有 和和 。实验结束。实验结束后，

6、对使用过的培养基应进行后，对使用过的培养基应进行 处理。处理。( l ）电荷（带电情况）电荷（带电情况） 迁移速度迁移速度( 2 ）碳源）碳源 氮源氮源( 3 ）数量）数量( 4 ）平板划线法）平板划线法 稀释涂布平板法（稀释混合平板法）稀释涂布平板法（稀释混合平板法） 灭菌灭菌（2009年）年）2010年山东高考年山东高考-生物技术实践生物技术实践专题一、传统发酵技术的应用专题一、传统发酵技术的应用传统发酵技术：利用不同微生物的发酵作用传统发酵技术：利用不同微生物的发酵作用什么叫发酵？什么叫发酵？ 发酵概念发酵概念 广义：广义：是通过微生物的培养来大量生产各种代谢是通过微生物的培养来大量生产

7、各种代谢产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨产物的过程。包括有氧发酵（如醋酸发酵、谷氨酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。酸发酵）和无氧发酵（如酒精发酵）。 狭义：狭义：是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、是指微生物的无氧呼吸（包括酒精发酵、乳酸发酵等）。乳酸发酵等）。所以：所以：发酵发酵无氧呼吸。无氧呼吸。应用：应用： 酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产酿酒、发馒头、面包制作、酒精制造、生产药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。药用酵母片、生产维生素、生产抗菌素等。如何制作？说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制造出果酒和果醋。课题目标：课题目标： 1、说明果酒和果醋制作的原理、

8、说明果酒和果醋制作的原理 2、设计制作、设计制作果酒和果醋的装置果酒和果醋的装置 3、完成果酒和果醋的制作、完成果酒和果醋的制作。课题重点：课题重点：制作过程中发酵条件的控制。课题难点课题难点 思考与讨论：思考与讨论：(阅读课本，回忆相关知识点)1 1、酵母菌的形态、结构、分布？、酵母菌的形态、结构、分布？2 2、酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？、酵母菌的代谢类型及其呼吸过程的反应式如何？3 3、酵母菌发酵的适宜温度是多少？、酵母菌发酵的适宜温度是多少？4 4、果酒的制作需要控制的条件？、果酒的制作需要控制的条件？5 5、利用葡萄制作果酒时，发酵瓶中是否需要人工加入菌种？为、利用葡萄

9、制作果酒时，发酵瓶中是否需要人工加入菌种？为什么？什么？6 6、非常诱人的深红色葡萄酒酿制过程中需要添加人工色素吗？、非常诱人的深红色葡萄酒酿制过程中需要添加人工色素吗？1 1、酵母菌的形态、结构、酵母菌的形态、结构 酵母菌是单细胞真菌，属真核生物，细胞大小为130um，呈圆形、椭圆形等。一、果酒的制作原理酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖酵母菌的繁殖方式主要为无性生殖, ,多以多以出芽生殖出芽生殖方式进行。方式进行。2、 繁殖繁殖3 3、酵母菌的代谢类型及其呼吸方式、酵母菌的代谢类型及其呼吸方式1) 1)代谢类型：代谢类型：异养异养 兼性厌氧型兼性厌氧型 既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。既能

10、进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。2 2）反应式）反应式有氧呼吸有氧呼吸C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量能量酶酶无氧呼吸无氧呼吸C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量能量酶酶思考：思考： 在发酵过程开始时，如果要使酵在发酵过程开始时，如果要使酵母菌进行大量繁殖，应怎样处理？母菌进行大量繁殖，应怎样处理？ 如果要获得酒精呢？为什么？如果要获得酒精呢？为什么？ 繁殖的最适温度：繁殖的最适温度：2020； 酒精发酵的最适温度：酒精发酵的最适温度：18251825。附着在葡萄皮上的野生型酵母菌附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 4、温度要求、温度要求 5、果酒制作所需菌

11、种的来源：、果酒制作所需菌种的来源： 6 6、生存的环境、生存的环境 酵母菌分布广泛，大多在含酵母菌分布广泛，大多在含糖较高糖较高的的偏酸偏酸环境中，环境中，如水果等。如水果等。 思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄思考：在发酵制作葡萄酒的时候，要对葡萄进行消毒吗？为什么？进行消毒吗？为什么？ （不要）（不要）（酵母菌进行酒精发酵时的生长繁殖的缺氧、（酵母菌进行酒精发酵时的生长繁殖的缺氧、酸性条件及产生的酒精会抑制其他微生物的生长）酸性条件及产生的酒精会抑制其他微生物的生长）1 1、一般情况下，葡萄酒、一般情况下，葡萄酒是红色的原因是红色的原因？在发酵的过程中，随着酒精度的提高，在发酵的过程

12、中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈红色。酒呈红色。 2 2、葡萄酒分成干红、干白等种类、葡萄酒分成干红、干白等种类 （1 1）根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒）根据葡萄酒的颜色分成白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡和桃红葡 萄酒三种。萄酒三种。 白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵；白葡萄酒：用白葡萄酿造，皮汁分离发酵； 红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵；红葡萄酒：用红葡萄酿造，皮汁混合发酵； 桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，桃红葡萄酒：颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间，皮的发酵时间短。皮的发酵时间短。 （2）根据葡萄酒的

13、含糖量分成干、半干、半甜、）根据葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四种。甜四种。 干葡萄酒：含糖量低于干葡萄酒：含糖量低于4克克/升；升； 半干葡萄酒：含糖量介于半干葡萄酒：含糖量介于4克克-12克克/升之间；升之间； 半甜葡萄酒：含糖量介于半甜葡萄酒：含糖量介于12克克-50克克/升之间；升之间； 甜葡萄酒：含糖量高于甜葡萄酒：含糖量高于50克克/升。升。左：葡萄酒窖；中：啤酒酒窖；右：白酒酒窖左：葡萄酒窖；中：啤酒酒窖；右：白酒酒窖 酒酒酿酿氧氧厌厌 二、果醋制作的原理二、果醋制作的原理 阅读课本，思考讨论以下问题：阅读课本，思考讨论以下问题：n1 1、醋酸菌的形态？细胞结构？繁殖方式是

14、什么？、醋酸菌的形态？细胞结构？繁殖方式是什么？n2 2、醋酸菌的代谢类型？、醋酸菌的代谢类型？n3 3、果醋的制作原理？需要控制的条件与果酒制作有什、果醋的制作原理？需要控制的条件与果酒制作有什么区别？么区别？n4 4、果醋制作过程中也需要密闭容器吗？为什么？、果醋制作过程中也需要密闭容器吗？为什么？n5 5、变酸的酒表面生长的菌膜是什么？菌膜浮于表面说、变酸的酒表面生长的菌膜是什么？菌膜浮于表面说明了什么？明了什么？ 6 6、醋酸菌只能利用乙醇变为醋酸吗？、醋酸菌只能利用乙醇变为醋酸吗？1.1.醋酸菌形态结构醋酸菌形态结构 属细菌（单细胞），原核细胞，从椭圆到属细菌（单细胞），原核细胞，从

15、椭圆到 杆状杆状4. 4. 应用：应用：食醋、果醋食醋、果醋2 2、繁殖方式：、繁殖方式：分裂繁殖分裂繁殖3 3、新陈代谢类型、新陈代谢类型异养需氧型。好氧菌异养需氧型。好氧菌5 5、果醋的制作原理、果醋的制作原理（1 1）若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁）若氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸，其反应式：中的糖分解成醋酸，其反应式：酶酶 C6H12O6+O2 2CH3COOH（醋酸）（醋酸） +2H2O+CO2（2 2）若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，）若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式：再将乙醛变为醋酸，其反应式： 酶酶2C2H5OH+O2 2CH

16、3CHO（乙醛）（乙醛）+2H2O酶酶2CH3CHO+O2 2CH3COOH（醋酸）（醋酸）6、醋酸菌发酵需要的条件、醋酸菌发酵需要的条件（1）环境条件：）环境条件：氧气充足氧气充足（2）最适生长温度：）最适生长温度：严格控制在严格控制在3035有氧制醋 果酒与果醋制作的比较果酒与果醋制作的比较果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵菌种发酵菌种代谢类型代谢类型生殖方式生殖方式发酵原理（反应发酵原理（反应式）式）最适发酵温度最适发酵温度对氧的需求对氧的需求发酵时间发酵时间果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵菌种发酵菌种酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌代谢类型代谢类型异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养需氧型异

17、养需氧型生殖方式生殖方式出芽生殖出芽生殖分裂生殖分裂生殖发酵原理（反发酵原理（反应式）应式）最适发酵温度最适发酵温度182530-35 30-35 对氧的需求对氧的需求前期需氧后期不需氧前期需氧后期不需氧一直需氧一直需氧发酵时间发酵时间 10-12天天 7-8天天C6H12O6 2C2H5OH+2 CO2+能量能量酶酶酶酶 C6H12O6+O2 2CH3COOH（醋酸）（醋酸） +2H2O+CO2酶酶C2H5OH+O2 CH3COOH+H2O三、果酒和果醋实验流程示意图三、果酒和果醋实验流程示意图挑选葡萄挑选葡萄冲洗冲洗榨汁榨汁酒精发酵酒精发酵醋酸发酵醋酸发酵果酒果酒果醋果醋 你认为果酒的制作

18、和果醋的制作发酵你认为果酒的制作和果醋的制作发酵的条件一样吗？的条件一样吗？ 请你说出果酒和果醋制作的操作步骤。请你说出果酒和果醋制作的操作步骤。1 1、发酵装置、发酵装置请你根据教材请你根据教材说说这一装置说说这一装置有哪些需要改有哪些需要改进的？进的？此装置的充气口、排此装置的充气口、排气口和出料口分别有气口和出料口分别有什么作用？什么作用？制果酒和果醋时该如制果酒和果醋时该如何使用此装置？何使用此装置？不能输入氧气不能输入氧气最好用塑料瓶最好用塑料瓶不能适时取样检测不能适时取样检测1、充气口是在醋酸发酵时连接充充气口是在醋酸发酵时连接充气泵气泵进行充气用的。进行充气用的。2、排气口排气口

19、是在酒精发酵时用来派是在酒精发酵时用来派出出CO2的。的。排气口裂解一个长而弯曲的胶管排气口裂解一个长而弯曲的胶管，其目的，其目的是防止空气中微生物的是防止空气中微生物的污染。污染。3、出料口出料口是用来取样的。是用来取样的。4、使用该装置制酒时，使用该装置制酒时，应该关闭应该关闭充气口；充气口；制醋时，制醋时，应将充气口连应将充气口连接气泵，输入氧气。接气泵，输入氧气。发酵过程中，每隔发酵过程中，每隔12小时左右小时左右将瓶盖拧松一次原因将瓶盖拧松一次原因：排出：排出CO2，防止空气中微生物的污，防止空气中微生物的污染。染。此后再拧紧瓶盖目的此后再拧紧瓶盖目的：保证无：保证无氧环境，产生酒精

20、。氧环境，产生酒精。发酵产生酒精后再将瓶盖打开发酵产生酒精后再将瓶盖打开，盖上一层纱布，原因，盖上一层纱布，原因：醋酸：醋酸是好氧菌，在酒精变为醋酸时是好氧菌，在酒精变为醋酸时，需要氧的参与。，需要氧的参与。1 1、发酵装置、发酵装置请你根据教材请你根据教材说说这一装置说说这一装置有哪些需要改有哪些需要改进的？进的？此装置的充气口、排此装置的充气口、排气口和出料口分别有气口和出料口分别有什么作用？什么作用？制果酒和果醋时该如制果酒和果醋时该如何使用此装置？何使用此装置？葡萄汁装入发酵瓶时，为什葡萄汁装入发酵瓶时，为什么要留大约么要留大约1/3的空间？的空间？1、为发酵初期提供氧气，使、为发酵初

21、期提供氧气，使酵母菌初期进行有氧呼吸，酵母菌初期进行有氧呼吸，大量繁殖。大量繁殖。2、防止产生的、防止产生的CO2造成发酵造成发酵液溢出。液溢出。2、实验步骤、实验步骤对发酵瓶、纱布、榨汁器等对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒用具进行清洗并消毒用清水冲洗葡萄用清水冲洗葡萄1 12 2次除去污物，冲洗次除去污物，冲洗次数不宜太多。次数不宜太多。去除枝梗去除枝梗榨汁后装入发酵瓶榨汁后装入发酵瓶将发酵瓶置于适宜的温度下发酵将发酵瓶置于适宜的温度下发酵简易装置每天排气简易装置每天排气2424次次1010天后，取样检验果酒制作天后，取样检验果酒制作果酒制成后在适宜条件下醋酸发酵果酒制成后在适宜条

22、件下醋酸发酵7878天后检测醋酸天后检测醋酸操作注意问题：操作注意问题：1 1、材料的选择和处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗、材料的选择和处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗还是先去枝梗，为什么？还是先去枝梗，为什么？2 2、防止发酵液被污染：你认为应从哪些方面防止发酵液、防止发酵液被污染：你认为应从哪些方面防止发酵液被污染？被污染？3 3、控制发酵条件：制葡萄酒时，为何将温度控制在、控制发酵条件：制葡萄酒时，为何将温度控制在18251825？制葡萄醋时，为何要将温度控制？制葡萄醋时，为何要将温度控制30353035？4 4、制葡萄醋时，为什么要适时通过通气口充气？、制葡萄醋时，为什么要适时通

23、过通气口充气？先冲洗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。先冲洗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。需要从发酵过程全面考虑。例如榨汁机、发酵装置要清洗干净；需要从发酵过程全面考虑。例如榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时，只需拧松瓶盖，不能完全揭开瓶盖等。每次排气时，只需拧松瓶盖，不能完全揭开瓶盖等。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20 左右最适合酵母菌繁殖。左右最适合酵母菌繁殖。醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度是醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度是3035。醋酸菌是好氧菌，需要氧气的参与。醋酸菌是好氧菌，需要氧气的参与。5 5、如

24、何检验果酒、果醋制作成功？、如何检验果酒、果醋制作成功？酒：嗅味、品尝、镜检、重铬酸钾检测酒：嗅味、品尝、镜检、重铬酸钾检测醋：嗅味、品尝、镜检、醋：嗅味、品尝、镜检、PHPH鉴定、观察菌膜形成鉴定、观察菌膜形成6 6、发酵超过适宜时间后、发酵超过适宜时间后, ,密闭容器的培养液密闭容器的培养液中乙醇达到一定量后中乙醇达到一定量后COCO2 2不再增加，原因是不再增加，原因是什么？什么？1 1）葡萄糖被完全分解）葡萄糖被完全分解2 2）酵母菌被酒精杀死）酵母菌被酒精杀死四、结果分析与评价四、结果分析与评价：P4 1、由于发酵作用，糖分大部分转变为CO2和乙醇。CO2排出越来越旺盛，使发酵液沸腾

25、，CO2从排气口排出，在发酵10天后，现象最明显。发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在1825 ；发酵过程中，色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。 2、葡萄酒、葡萄酒色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味果实香味；果醋具有；果醋具有琥珀色或棕红色，具有琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。n设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入分别装入1 1和和2 2号发酵瓶中，号发酵瓶中，1 1号加入酵母号加入酵母菌，菌，2 2号不加。号不加。比较发酵结果。比较发酵结果。证明醋酸，证明醋酸，则用品尝或则用品尝或pHpH试纸。试纸。3、如何证实葡萄汁转化为葡萄酒是由于酵、如何证实葡萄汁转化为葡萄酒是由于酵母菌的发酵作用？如何证明有醋酸的产生。母菌的发酵作用？如何证明有醋酸的产生。五、课题延伸五、课题延伸：如何证明果汁发酵后有酒精产生？如何证明果汁发酵后有酒精产生？原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。反应呈现灰绿色。怎样操作？怎样操作？ 想一想，如果要使