人教版生物选修一讲义专题1课题1 果酒和果醋的制作Word版含答案.docx

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人教版生物选修一讲义专题1课题1果酒和果醋的制作Word版含答案

课题1　果酒和果醋的制作

学习目标：

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。

（重点）　3.学习制作果酒、果醋的实验操作技能。

（重点）　4.设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。

（难点）

1．果酒、果醋的制作原理

（1）果酒的制作原理

①菌种是酵母菌，其代谢类型为兼性厌氧型。

②反应式：

ⅰ有氧条件下：

C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O。

ⅱ无氧条件下：

C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2。

③菌种来源：

自然发酵过程中，来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。

④条件：

ⅰ氧气：

酵母菌先在有氧条件下进行有氧呼吸大量繁殖，然后在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精。

ⅱ温度：

最适繁殖温度为20_℃左右，发酵温度一般控制在18～25_℃。

⑤葡萄酒呈现深红色的原因：

在酒精发酵过程中，随着酒精度的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液，使葡萄酒呈现深红色。

（2）果醋的制作原理

①菌种是醋酸菌，其代谢类型为需氧型。

②原理：

ⅰ当氧气充足、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。

ⅱ当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

反应简式为：

C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。

③发酵所需条件：

ⅰ环境条件：

氧气充足。

ⅱ温度：

最适生长温度30～35_℃。

2．果酒和果醋的制作流程

（1）实验流程

挑选葡萄―→冲洗―→榨汁―→酒精发酵―→醋酸发酵

　　　　　　　　　　　↓　　　↓

　　　　　　　　　果酒　　　果醋

（2）实验操作提示

①材料的选择与处理：

选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。

②消毒防污染：

ⅰ榨汁机要清洗干净，并晾干。

ⅱ发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒。

③榨汁：

将冲洗干净并除去枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。

④装瓶：

将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间，并封闭充气口。

⑤发酵条件控制：

ⅰ制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时监测。

ⅱ制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30～35℃，时间控制在7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。

（3）产物检测

①果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。

在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。

也可通过闻气味来判定。

②证明葡萄醋中有醋酸生成，简单易行的方法是通过闻气味、品尝或用pH试纸鉴定。

1．判断对错

（1）制作葡萄酒的过程中，要定时拧松瓶盖放出CO2。

（　　）

（2）葡萄酒的自然发酵中，起主要作用的是野生型酵母菌。

（　　）

（3）变酸的酒表面常有一层醋酸菌大量繁殖而形成的菌膜。

（　　）

（4）制作果酒和果醋的连续过程中要保持温度恒定。

（　　）

提示：

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×　果酒制作时，酒精发酵一般将温度控制在18～25℃，在无氧条件下；而果醋制作将温度控制在30～35℃条件下，适时充气。

2．下列关于果酒制作过程的叙述，正确的是（　　）

A．应先除去葡萄枝梗，然后反复冲洗，直至彻底干净

B．将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间

C．酵母菌存在广泛、生命力强，因此果酒制作时不需对所用器具消毒灭菌

D．对发酵产物的检测可以在碱性条件下进行

B　[在精选葡萄后应先冲洗1～2次，然后除去枝梗，原因是要除去污垢，但不能洗去附着在表面的酵母菌，先去枝梗会造成汁液流失，增加被污染的概率。

在酒精发酵时，一定要对器具消毒，以免杂菌污染和危害酵母菌的作用，影响酒的品质。

检测的发酵产物是酒精，应在酸性条件下利用重铬酸钾进行。

]

3．在果醋制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染（　　）

A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干

B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干

C．葡萄先去除枝梗，再冲洗多次

D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开

C　[葡萄应先冲洗，除去污物，再去除枝梗。

若先去除枝梗，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。

]

果酒和果醋的制作原理

[合作交流]

1．利用酵母菌进行酒精发酵过程中为什么要“先通气后密封”？

提示：

“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酒精发酵产生酒精。

2．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成为优势菌种。

3．在制葡萄醋时，为什么要适时通过充气口充气？

提示：

醋酸菌是好氧细菌，在将糖或酒精变为醋酸时需要氧的参与，因此要适时向发酵液中充气。

1．酵母菌和醋酸菌的比较

酵母菌

醋酸菌

生物学分类

单细胞，真核生物

单细胞，原核生物

代谢方式

异养兼性厌氧型

异养需氧型

生长繁殖的最适宜温度

20℃左右

30～35℃

主要繁殖方式

出芽生殖

二分裂生殖

生产、生活应用

酿酒、发面等

制醋

2.果酒制作与果醋制作的比较

果酒制作

果醋制作

发酵菌种

酵母菌

醋酸菌

菌种来源

传统的葡萄酒酿造采用自然发酵，菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌

购买醋酸菌的菌种或从食醋中分离醋酸菌

发酵产物

酒精、二氧化碳

醋酸、水

发酵条件

温度

一般控制在18～25℃

30～35℃

时间

10～12d

7～8d

氧气

初期需氧，后期不需氧

始终需要氧

pH

最适pH为4.5～5.0

最适pH为5.4～6.0

反应式

①在有氧条件下：

C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O

②在无氧条件下：

C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2

①氧气、糖源都充足时：

C6H12O6＋2O2

―→2CH3COOH＋2CO2＋2H2O

②缺少糖源时：

2C2H5OH＋O2―→2CH3CHO（乙醛）＋2H2O

2CH3CHO＋O2―→2CH3COOH（醋酸）

[典题通关]

如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是（　　）

A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下

B．过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中

C．过程③和④都需要氧气的参与

D．过程①～④所需的最适温度基本相同

C　[据图分析可知，过程①表示细胞呼吸的第一阶段，其在有氧或无氧的条件下都可以进行，且是在细胞质基质中进行的，而非线粒体中，A、B错误；过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，过程④表示乙醇氧化为醋酸的阶段，过程③和④都必须在有氧的条件下才可以进行，C正确；过程①②③是果酒制作阶段的化学反应，其适宜温度为18～25℃，过程④是果醋制作阶段的化学反应，其适宜温度为30～35℃，D错误。

]

1．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖的因素是（　　）

A．含糖量高的培养基B．温度在20℃左右

C．pH＝2.5D．pH＝6

C　[酵母菌生活在偏酸性、含糖量高的环境中，温度为20℃左右，pH约为6时酵母菌能快速生长繁殖。

故正确答案为C。

]

2．下列哪种条件下，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸（　　）

A．氧气、糖源充足　　B．氧气充足、缺少糖源

C．缺少氧气、糖源充足D．氧气、糖源都缺少

A　[因醋酸菌为好氧菌，当缺少糖源、氧气充足时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸；只有在氧气和糖源均充足时，醋酸菌才能将糖直接分解成醋酸。

]

3．下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是（　　）

A．两者的正常繁殖都离不开氧气

B．在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸

C．两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖

D．醋酸菌可以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸

C　[醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生理活动；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，仅能满足其自身代谢的需求，基本不繁殖，所以两者的正常繁殖都离不开氧气。

醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精。

]

果酒和果醋制作的实验设计与操作

[合作交流]

1．啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤酒变酸，你知道这是发生了什么变化吗？

提示：

醋酸菌是一种好氧菌，若发酵罐密封不严，酒精就会在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为醋酸。

2．在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？

提示：

（1）冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗。

（2）榨汁机要冲洗干净并晾干。

（3）发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。

（4）排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。

1．发酵装置

（1）各部位的作用：

①充气口：

在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。

②排气口：

排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气的污染。

③出料口：

用来取样。

（2）装置的使用：

使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。

2．实验流程

（1）器具的清洗、消毒：

榨汁机要洗净晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。

（2）材料的选择和处理：

选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗1～2遍除去污物后，再去枝梗。

（3）榨汁装瓶：

将冲洗干净并除去枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁，然后将葡萄汁装入发酵瓶，要留大约1/3的空间，并封闭充气口。

（4）发酵：

①制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10～12d，每天定时排出发酵产生的CO2，10d后开始从出料口抽样，监测酒精浓度或菌体数量。

②制葡萄醋的过程中，用充气泵不断从充气口泵入空气，温度严格控制在30～35℃，发酵7～8d，即可制成果醋。

3．结果分析与评价

（1）分析与评价

①果酒制作：

发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。

此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾溶液检验酒精的存在。

成功制作的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味。

②果醋制作：

首先可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH（可用pH试纸）做进一步的鉴定。

此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定。

制作成功的果醋为琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。

（2）酒精检测的对照实验设计

A组

B组

C组

步骤

3mol/L的H2SO43滴

振荡后加入酸性饱和重铬酸钾溶液3滴

振荡、观察颜色变化

颜色变化

不变色

灰绿色

灰绿色

结论

果汁经发酵后产生酒精

特别提醒：

（1）在制果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌。

（2）果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。

[典题通关]

下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。

根据图示回答下列问题。

图1　　　　　　　　　图2

（1）图1中方框内的实验流程是____________________。

（2）冲洗的主要目的是_____________________________，

冲洗时应特别注意不能______________，以防菌种的流失。

（3）图2所示装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并连续不断地向内________。

（4）排气口在果酒制作时排出的气体是由________（填生物名称）产生的________。

[解析]　本题主要考查了果酒、果醋制作的基本过程和原理，同时还考查了两种微生物的代谢类型、生存环境。

酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O，C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2。

因此制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。

醋酸菌是好氧细菌，在氧气、糖源都充足时，其可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；在糖源不足时，其可将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，酒精发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌的生长。

在果酒制作过程中排气口排出的是由酵母菌产生的CO2。

[答案]　

（1）醋酸发酵　

（2）除去污物　反复冲洗

（3）酒精发酵　醋酸发酵　泵入空气（或氧气）　（4）酵母菌　CO2

（1）写出与（4）有关的反应式：

①______________________________________________；

②______________________________________________。

（2）若果汁中就含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌________（填“能”或“不能”）将果汁中的葡萄糖发酵为醋酸，原因是___________________________________________。

提示：

（1）①C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O　②C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2（两空顺序可颠倒）　

（2）不能　酒精发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸发酵需要较高的温度条件

1．如图所示为果酒和果醋的发酵装置，下列有关说法正确的是（　　）

A．果酒发酵时，需将果汁装满发酵瓶，并关闭充气口

B．果醋发酵时，需持续通入氧气，促进醋酸生成

C．该装置必须先进行果酒发酵，再进行果醋发酵

D．制作果酒、果醋时均需要将排气口的弯管水封

B　[果酒发酵时，果汁不能装满发酵瓶，要留有大约1/3的空间，A错误；果醋发酵时，利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，故需持续通入氧气，促进醋酸生成，B正确；该装置在氧气、葡萄糖充足的条件下，可直接进行果醋发酵，C错误；排气口的作用是排气，而弯管的设置可防止空气中微生物的污染，故制作果酒、果醋时排气口的弯管不需水封，D错误。

]

2．下列关于评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，不合理的一项是（　　）

A．对于果醋可通过品尝的方法进行鉴定

B．通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定

C．通过检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定

D．通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化进行鉴定

D　[对于果醋可通过品尝的方法和检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定；对于果酒可通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定；通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化不能鉴定果酒制作是否成功。

]

3．用重铬酸钾检验发酵液中是否有酒精生成，正确的操作为（　　）

A．先在试管中加入发酵液2mL，再滴加3滴重铬酸钾溶液

B．先在试管中加入发酵液2mL，再滴加物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，摇匀，再滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴

C．直接将2mL重铬酸钾溶液倒入发酵液中

D．用试管取2mL发酵液放在酒精灯上加热一会，待温度降至常温时，再往里面加入3滴物质的量浓度为3mol/L的H2SO4，摇匀后，再加入3滴常温下饱和的重铬酸钾溶液

B　[检测酒精需要在酸性环境下，A错误；如果“直接将2mL重铬酸钾倒入发酵液中”会造成发酵液的污染，C错误；检测酒精的生成不需要加热，D错误。

]

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1.两种发酵成功的关键是对氧气的严格控制，即酒精发酵需控制无氧条件，而醋酸发酵则需充足的氧气。

2．果酒、果醋制作时的反应式分别为：

C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2，

C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O。

3．酒精发酵、醋酸发酵应控制的温度范围分别为：

18～25℃、30～35℃。

4．果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。

5．发酵装置中充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的；出料口是用来取样的。

1．在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是（　　）

A．经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌

B．其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源

C．在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能大量繁殖，其他杂菌不适应环境而被抑制

D．酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌

C　[冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养微生物都能利用糖；根本的原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。

]

2．如图是果醋和果酒的发酵装置，相关描述错误的是（　　）

A．出料口可以用来取样

B．排气口能排出酒精发酵时产生的二氧化碳

C．充气口在醋酸发酵时要连接充气泵进行充气

D．充气口的开关始终要处于打开状态

D　[醋酸菌是需氧型微生物，酿制果醋时需一直充气维持有氧环境。

而酵母菌是兼性厌氧菌，酿造果酒时，先通过充气口充气使酵母菌大量繁殖，然后关闭充气口，造成无氧环境，使酵母菌发酵产生酒精。

所以D选项充气口的开关始终要处于打开状态是错误的。

]

3．如图所示制作果酒和果醋的流程，下列相关叙述中，错误的是（　　）

挑选葡萄―→①―→榨汁―→酒精发酵―→醋酸发酵

　　　　　　　　　　↓　　　↓

　　　　　　　　　　②　　　③

A．①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多

B．②为果酒，酒精发酵过程中要严格控制氧气和温度

C．③为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气

D．②的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及无氧呼吸

C　[①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次数过多，否则会冲洗掉葡萄表面的野生酵母菌，A正确；酒精发酵的产物是果酒，氧气和温度是影响果酒制作的两个重要因素，需要在发酵过程中严格控制，B正确；③为果醋，果醋制作所用微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，在发酵过程中如果中断氧气供应会抑制醋酸菌的代谢，甚至引起醋酸菌的死亡，所以应持续通入空气，C错误；果酒制作既需要酵母菌的有氧呼吸以大量繁殖，更要通过无氧呼吸产生酒精，D正确。

]

4．制葡萄酒和葡萄醋的发酵条件的控制中，下列叙述错误的是（　　）

A．葡萄汁装入发酵瓶时，要留有1/3的空间

B．用清水冲洗葡萄除去污物，应反复多次冲洗

C．制葡萄酒的过程中，除在适宜的条件下，时间应控制在10～12d左右

D．制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在7～8d左右

B　[酵母菌进行发酵产生酒精时会释放CO2，因此发酵瓶要留有1/3的空间；酿制葡萄酒的酵母菌菌种来源于葡萄皮上的野生型酵母菌，因此不能反复冲洗葡萄；制葡萄酒的时间一般为10～12d左右，制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在7～8d左右。

故选B。

]

5．下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：

（1）葡萄酒的酿制原理是先通气进行________，以增加酵母菌的数量，然后再________获得葡萄酒。

（2）随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小（可用密度计测量），原因是_____________________________________________

_____________________________________________________。

（3）下列叙述中不正确的是（　　）

A．在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量

B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗

C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳

D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生

（4）如果用葡萄酒来制葡萄醋，请写出反应式：

_____________________________________________________。

醋酸菌最适生长温度范围是________℃。

[解析]　果酒酿制的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，使酵母菌繁殖，增加酵母菌的数量，然后再密封发酵使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。

随着发酵程度加深，糖被消耗，酒精含量增加，酒精的密度比糖水低，液体密度会逐渐降低。

在通气使酵母菌大量繁殖时，酵母菌的能量主要来自于葡萄糖，不可能被全部消耗，否则缺少原料，酵母菌不能进行无氧呼吸产生酒精。

当氧气充足，糖源不足时，葡萄酒可转化为葡萄醋。

醋酸菌最适生长温度范围是30～35℃。

[答案]　

（1）有氧呼吸　密封

（2）由于发酵时糖被消耗，产生酒精和二氧化碳，酒精的密度比糖水低　（3）B

（4）C2H5OH＋O2

CH3COOH＋H2O　30～35