高中生物《果胶酶的制备与应用》教案1 新人教版选修1.docx
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高中生物《果胶酶的制备与应用》教案1新人教版选修1
2019-2020年高中生物《果胶酶的制备与应用》教案1新人教版选修1
教学目标：
1、简述果胶酶的作用；
2、检测果胶酶的活性；
3、探究温度和pH对果胶酶活性的影响；
4、探究果胶酶的最适用量。
教学重点：
温度和pH对果胶酶活性的影响。
教学难点：
果胶酶的最适用量。
教学过程：
导入：
拿着一瓶水果饮料，进入教室。
问：
同学们谁能回答我这瓶饮料是用什么做成的？
它的透明度怎样？
大批的水果是怎么做成饮料的？
然后分组讨论。
新课教学：
1、关于果胶酶的作用，先由学生自己预习，然后在课堂上回答，教师进行总结，说明植物细胞壁的成分和细胞与细胞之间的胞间层成分就有果胶，是一种高分子化合物，不溶于水，在果汁加工中，果胶会影响出汁率，使果汁变浑浊。
如何解决这个问题？
学生自然会想到应该去除果胶；如何去除果胶？
我们在前面学习过酶对某些物质的水解作用。
引导学生进入课题。
教师补充人教版教材有关果胶酶的知识。
2、关于影响酶活性的因素（温度和pH）这个内容，可以要求学生参照投影提示自己设计一些实验分析得出结论。
教学的时候应该注意到实验的侧重点在于定量分析。
设计的关键之一在于确定温度梯度和pH梯度。
果胶酶的适宜温度范围比较宽，可以选用5℃或10℃作为温度梯度，pH可以选择5、6、7、8、9。
这一点在教材内容中也有所提示。
设计的另一关键点是确定实验程序。
投影中提供了一些相关的方法，还可以引导学生想其它方法，看是否有更适合同学们自己动手做的方法来代替。
同学们在设计实验时可能会有不同的想法，比如如何控制温度和pH，如何设置对照实验等，都是学生可能想到，但想法和设计方法不同的。
那么可以开展一个小的讨论来得出结论，完善设计。
投影展示：
实验具体过程：
制备水果泥→配制果胶酶→将水果泥与果胶酶分别在不同温度的水浴中保温→将相同温度下保温的水果泥和果胶酶混合保温→过滤出果汁→记录果汁量→绘制出温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图。
选择出汁最多的那个温度，保持温度不变，探究pH对酶活性的影响，方法与温度探究相同。
要求学生回答问题：
①为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分别装在不同的试管中恒温处理？
如果是探究pH的话，该怎么提前处理？
②是否需要设置对照？
如何设置？
要用哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？
为什么？
③度和pH是如何影响酶的活性的？
请同学们根据自己的实验结果做出相应的曲线图。
④想一想，为什么能够通过测定果汁的体积来判断果胶酶的活性高低?
3、探究果胶酶的用量这个内容，是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。
请同学们想一想，该如何进行实验的设计？
请同学们发表自己的意见，由教师组织讨论，最后确定实验操作方案。
设计的关键之一是要注意应设置果胶酶的用量为变量，同时保持温度和pH不变。
实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种深度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积进行实验。
方法与温度探究相同。
还可以出示果汁生产中的过程与同学们的设计相对比，体验生产实践与实验室的不同。
要求学生回答问题：
①大规模生产与实验室制备的主要不同点是什么？
②在工业生产中，你认为比较突出的问题是什么？
应该如何改进？
4、课题评价：
根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图；不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图；最终得到果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。
反馈练习：
见教材及投影
教后小记：
这个内容学生来说，并不生疏。
在必修内容中就已经对酶活性的影响因素有过一定的探究，所以可以用比较短的时间分析这个内容。
对于果胶酶的作用及生产原理需要进行一定的分析和探讨，以期学生对该知识有一个较深刻的认识。
另外，要求不论是哪个探究内容，都要求学生能自己设计出一个合理可行的方案，因为学生在这里有基础。
还要求学生思考工业生产中果胶酶价格、重复使用等问题，激发学生关注生产生活的意识。
2019-2020年高中生物《果酒和果醋的制作》教案10人教版选修1
★课题目标
（一）知识与技能
1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。
2．掌握发酵作用的基本原理和方法。
3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。
4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置
（二）过程与方法
1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简约科学术语表达问题的能力。
2．培养学生综合分析能力。
3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。
2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。
3．培养学生合作精神。
。
★课题重点
说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋
★课题难点
制作过程中发酵条件的控制
★教学方法
启发式教学
★教学工具
多媒体课件
★教学过程
（一）引入新课
俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。
酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。
从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。
（二）进行新课
（阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。
）
1．基础知识
1．1果酒制作原理
（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：
①有氧条件：
②无氧条件：
（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。
①酒精发酵是一般将温度控制在18～25℃范围内，在20℃时最适宜。
②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。
（阅读教材资料，师生讨论并完成思考1～4。
）
〖思考1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？
“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖。
“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？
酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。
〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因？
在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。
〖思考4〗酵母菌是如何进行生殖的？
酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。
（阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识）
1．2果醋制作原理
（1）利用的微生物是醋酸菌，其异化作用类型是需氧型。
在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。
明确醋酸发酵的反应式。
（2）醋酸发酵的最适宜温度为30～35℃。
（师生讨论并完成思考5～6）
〖思考5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？
氧气和pH。
〖思考6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。
它是怎样形成的？
醋酸菌大量繁殖形成的。
2．实验设计
2．1实验流程
课件展示流程图
（讨论并完成思考7，提问）
〖思考7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：
区别
酒精发酵
醋酸发酵
微生物
温度
氧气
联系
酒精发酵为醋酸发酵提供____________。
（阅读［资料］，学生讨论完成发酵过程的设计。
）
2．2设计发酵装置：
根据图1－4a、4b回答
（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？
在发酵过程中产生CO2，防止瓶内气压过高引起爆裂。
（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？
要持续向发酵液中补充氧气。
（3）在图1－4b装置中：
①充气口的作用是在醋酸发酵中补充氧气；
②排气口的作用是在发酵中排出CO2或残余气体；
③出料口的作用是便于取样检查和放出发酵液；
④排气口胶管长而弯曲的作用是防止防止空气中杂菌感染。
3．发酵操作
3．1材料选择和处理
选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。
〖思考9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？
防止杂菌感染。
3．2防止发酵液被污染
为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的榨汁机、发酵装置等器械进行消毒，并使发酵装置处于封闭状态。
〖思考10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？
消灭发酵液中的杂菌。
3．3控制发酵条件
（1）发酵液装瓶后保持1/3的剩余空间。
（2）酒精发酵的温度要控制在18～25℃范围内，发酵时间控制在10～12天左右。
（3）醋酸发酵的温度要控制在30～35℃范围内，发酵时间控制在7～8天左右，并保持不断充气。
（学生分组讨论并完成思考11～12）
〖思考11〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？
暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。
〖思考12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入无菌空气。
4．结果分析与评价
4．1实验现象：
发酵
酒精发酵
醋酸发酵
气味和味道
气泡和泡沫
发酵液颜色
混浊
混浊，液面形成白色菌膜
4．2检验：
酒精发酵后是否有究竟产生，可用重铬酸钾来检验。
（1）原理：
在酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。
【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发酵菌含量、溶氧量和pH等。
（2）方法：
（填表，注意对照原则）
操作
试管甲
试管乙
发酵液
2mL
－
蒸馏水
3mol/LH2SO4
饱和重铬酸钾溶液
现象
5、相关链接
为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优良菌种。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．果酒和果醋制作的原理
2．制作果酒和果醋的实验流程
3．实验操作中的注意事项
4．实验结果分析与评价
学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。
通过小组讨论、联系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。
（四）实例探究
例1．生产果醋用的醋酸菌等细菌都具有的特征是（）
A．都是异养生物B．仅在有水条件下繁殖
C．仅在有氧条件下生长D．生存温度都超过80℃
解析：
细菌的生长所必需的营养元素：
碳源、氮源、无机盐、水生长因子，其中碳源、氮源、无机盐、生长因子因细菌种类的不同，所需的种类也不一样，而水是所有微生物生长共同所需要的物质。
细菌按同化作用可分为自养型和异养型两种；按异化作用可分为需氧型和厌氧型。
答案：
B
例2．发酵过程中，不会直接引起pH变化的是
A．营养物质的消耗B．微生物呼出的CO2
C．微生物细胞数目的增加D．次级代谢产物的积累
解析：
微生物发酵过程中，微生物的代谢会消耗大量的营养物质，可能造成酸碱物质消耗不均，从而引起pH的变化；微生物的呼吸作用还会产生大量的CO2引起pH的变化；同时产物的种类也能引起pH的变化。
答案：
C
☆综合应用
例3．在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。
生产过程大致如下：
将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。
初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。
当糖度下降到一定程度后，结束发酵。
最后分别输出有形物质和啤酒。
根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母异化作用的特点是。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是。
（3）酒精主要是啤酒酵母菌进行作用产生的代谢产物。
（4）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物。
其余1.5%则用于。
（5）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
解析：
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，有氧时酵母菌能通过出芽生殖的方式大量繁殖，种群数量增加很快，无氧时能分解糖类产生酒精，释放出的能量，大部分储存在发酵产物中，极少数用于自身生长发育。
答案：
（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
酶
酶
（2）出芽生殖（3）无氧呼吸（4）自身的生长繁殖
（5）C12H22O11+H2O→2C6H12O6C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
（五）巩固练习
1．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是（）
A．玉米粉和有氧Ｂ．大豆粉和有氧
C．玉米粉和无氧Ｄ．大豆粉和无氧
答案：
C
2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括（）
A．温度控制B．溶氧控制C．pH控制D．酶的控制
答案：
D
3．生产用菌种的来源主要是（）
①自然环境②收集菌株筛选③购置生产用菌种④培养基
Ａ．①②④Ｂ．①③④C．②③④Ｄ．①②③
答案：
D
4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是（）
①需氧型②厌氧型③兼性厌氧型
A．①②①③Ｂ．③②①①C．③②①②Ｄ．②②③①
答案：
B
5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是（）
Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干
Ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒
C．装入葡萄汁后，封闭充气口
Ｄ．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接
答案：
ABCD
6．关于酵母菌的叙述，错误的是（）
A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧
B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖
C．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用
Ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存
答案：
BCD
7．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为（）
A.C、H、O、NB.C、H、O、N、P、S
C.N、P、S、K、Ca、MgD.C、H、O
答案：
B
8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是（）
A．含糖量高的培养基B．温度20℃左右．
C．Ph＝2．5Ｄ．pH—6
答案：
C
9．葡萄的糖分是（）
①乳糖②麦芽糖③葡萄糖④蔗糖⑤果糖
A．①②③④⑤Ｂ．③④C．①③④⑤Ｄ．③⑤
答案：
D
10．关于发酵的叙述，正确的是（）
Ａ．发酵就是无氧呼吸
Ｂ．发酵就是发酵工程
C．发酵就是只获得微生物的代谢产物
Ｄ．发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程
答案：
D
★课余作业
1、查阅资料，自主尝试利用现有材料酿制果酒
2、假如你是一位企业经理，准备上一条果醋生产线，你觉得应该在生产过程中注意那些安全问题？
★教学体会
本课题学习的内容和生活联系比较密切，在教学中应当充分调动学生的学习兴趣，主动探究果酒和果醋的制作流程，并且通过和同学的合作完成相关的实验设计。
有关实验原理的教学可以联系必修中微生物的相关内容，注重知识的前后联系。
对于实验流程的设计则可以通过讨论完成。
★资料袋
葡萄酒的类别
葡萄酒若以颜色区分，可分为白酒、红酒和玫瑰红酒，但无论是红葡萄或白葡萄所压榨出来的果汁都是没有颜色的，所以白酒可以用红葡萄酿造，红酒是由于在酿造时连葡萄的皮一起发酵，吸收红葡萄皮所释放出来的色素而成为有颜色的红葡萄酒，如将红葡萄皮提早分开，让酒的颜色变淡，即成为玫瑰红酒。
每家酒厂的玫瑰红酒由于葡萄皮与酒接触的时间长短不一，故颜色的深浅也不一致。
白葡萄皮因没有色素效果，故酿造时并没有连皮一起发酵。
葡萄在成熟后便含有果糖、果酸，所谓酿造葡萄酒，简单来说，只是把葡萄压榨后的果汁，在发酵过程中将果糖转换成酒精，如果果糖全部转成酒精，则我们称这些为不甜或乾（dry）的酒，如在转换个程中，提前终止发酵，保留多一点糖份，便变成甜酒。
葡萄在发酵过程时，并同时产生热能和二氧化碳（汽泡），通常一般葡萄酒会让汽泡跑掉，但如把汽泡保存于葡萄酒中，便成为汽泡葡萄酒（Sparklingwine），香槟便是名闻世界之代表作（只有在法国香槟产区依规定酿制之汽泡酒，才能命名香槟，法国其它地区或世界各地之酿制，只能称作汽泡酒）。
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