高中生物 11《果酒和果醋的制作》教案 新人教版选修11.docx
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高中生物11《果酒和果醋的制作》教案新人教版选修11
2019-2020年高中生物1.1《果酒和果醋的制作》教案新人教版选修1
(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
★(三)练习
2.提示:
大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑,如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制,以及如何严格控制杂菌污染;等等。
此外,无论是葡萄酒或葡萄醋,实验时所检测的发酵液,并非商品意义上的产品。
在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。
葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵,以获得特定的风味和色泽。
3.提示:
需考虑厂房、设备投资、原材料采购、工人人数及工资、产品种类、生产周期、销售渠道、利润等问题。
★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)。
2019-2020年高中生物1.1《细胞生活的环境》同步教案新人教版必修3
教学目标
1.知识方面
(1)明确内环境的概念及组成环境的三种成分之间的关系;
(2)理解体内细胞物质交换是通过内环境而实现的;
(3)理解内环境稳态的概念及其生物意义.
2态度观念方面
通过内环境稳态的基本知识的学习,使学生明确只有通过各器官系统的协调活动,才能实现内环境的稳态,从而使学生逐步树立生物体的局部与整体相统一的辩证唯物主义观点.
3.能力方面
通过缓冲物质的调节作用和水平平衡调节实例的讨论分析,使学生进一步理解稳态的生理意义,并提高运用学到的生物学知识评价和解决实际问题的能力.
重点、难点分析
重点:
内环境稳态的概念及其生物意义.
难点:
内环境稳态的概念.
内环境稳态的概念即是本课题的重点内容,也是一个难点内容,建议结合学生的认知
规律逐层推进.首先,以人体为例,结合初中已掌握的知识,让学生弄懂由血浆、组织液、淋巴构成的人体内环境及三个成分之间的相互关系,并且明确:
体内细胞只有通过内环境,
才能与外界环境进行物质交换.然后结合人们的日常生活分析实例,证明当内环境的理化性质发生变化时,机体在神经系统和体液的调节下,通过各器官系统的协调活动,能够维持内环境的稳态,进而归纳出内环境稳态的概念,并且使学生认识到:
当内环境的稳态遭到破坏时,就会引起代谢紊乱并导致疾病。
教学模式
启发、讲解、讨论结合式。
教学手段
课件、实物投影仪。
教学过程设计
一、参考课时
一课时
二、设计思路
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件.要想讲透这个问题,首先就要弄清内环境的概念.和外界环境相比较,内环境看不见,摸不着,比较抽象.因此,在设计本课时,利用了一个课件,借助计算机,变抽象为具体,使学生充分认识内环境的构成和作用.
内环境的稳态是本课的重点和难点.首先让学生清楚内环境稳态时各组分的理化指标,从宏观上有一个认识,再分析具体事例,说明这些指标在一定的范围内变化,而不会影响正常的生命活动.再分析事例过程中,充分利用学生已有的生物学和化学知识,调动学生学习的主动性,发挥学生的主体作用.
为了更明确地说明内环境稳态的意义,利用投影仪,将由于内环境稳态被破坏而出现的一些病症展现给学生.最后以一道习题作为知识的巩固和反馈.
三、教学过程
1.复习提问:
(1)动物的新陈代谢与植物新陈代谢有何显著不同?
(2)单细胞动物是何
进行物质交换的?
2导入:
在学生讨论回答的基础上,教师指出:
组成人和动物体的细胞数以亿计,其中绝大多数细胞不能直接与外界环境接触,那么这些与外界环境隔离的体内细胞生活在什么样的环境中?
它们是怎样与外界环境进行物质交换的呢?
引出内环境的知识.
3.什么是内环境?
(1)明确体液的组成
人体内含有大量的液体,统称为体液(成人体液总量约占体重的65%左右).体液构成概括如下:
细胞内液
体液血浆
细胞外液组织液
淋巴
教师需给学生指出的是:
体液是由水﹑无机盐﹑低分子有机物和蛋白质构成的.除蛋白质外,其他成分均可通过毛细血管壁,从而为弄清下面的问题奠定基础.
(2)明确血浆﹑组织液和淋巴三者之间的关系.
课件参考教材图3–15
首先使学生明确血浆﹑组织液和淋巴存在的位置:
血浆—血液的液体部分,存在与血管中;组织液—组织间隙的液体;淋巴—毛细淋巴管内形成.然后动态显示三者之间的关系:
(1)细胞浸浴在组织液中,在细胞内液与组织液之间只隔着细胞膜,水分和一切能够透过细胞膜的物质,都可以在细胞内液与组织液之间进行交换.
(2)在组织液与血浆之间只隔着毛细血管壁,水分和一切能够透过毛细血管壁的物质,都可以在两者之间进行交换.(3)组织液还可以渗入毛细淋巴管形成淋巴.教师需给学生指出:
毛细淋巴管比壁细胞呈覆瓦状(鱼鳞状)排列,组织液中的大部分成分可以渗入毛细淋巴管形成淋巴,而淋巴不能反渗回组织液.淋巴经淋巴循环,由胸导管和右侧淋巴管进入左右琐骨下的静脉,又回到血液中.总结三者关系如下:
通过上述讲解得出结论:
人体内细胞外液,构成了人体内细胞生活的液体环境,才能与外界环境进行物质交换.
教师需给学生指出:
内环境的“内”和“外”是相对的,从细胞角度看问题就是细胞外液,从人体的角度看问题,就是内环境.
根据上面所讲内容,学生讨论总结:
与人体内细胞进行物质交换有直接关系的系统有哪些?
投影仪显示下表:
当血浆流经毛细血管时,水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出,进入组织细胞间隙而成为组织液,绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。
少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管,形成淋巴,淋巴经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇入血浆中。
它们之间的关系如图1-2所示。
由此可见,全身的细胞外液是一个有机的整体。
图1-2组织液、血浆、淋巴之间的关系
内环境的理化性质是一个更为抽象、更难以理解的深层次问题。
一般的讲解难以在学生的头脑中留下深刻印象。
可以引导学生开展资料分析、实验现象分析等讨论活动,使学生理解这部分内容。
在资料分析中,5个讨论题是为学生自学课本内容设计的,讨论题1和2围绕有关细胞外液成分的问题;讨论题3和4与细胞外液的渗透压和酸碱度有关;讨论题5与内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介有关。
要让每个学生独立完成这5个题的讨论是有一定难度的,因此教师应根据实际情况,针对不同的学生,采用不同的教学策略。
例如,如果学生基础较好、能力较强,可以把他们分成小组,提供充足的时间,放手让他们讨论,并自学课本上的相关内容,最后由教师进行简单总结。
对于基础较差和能力较弱的学生,教师宜给予适当的引导,再根据教学进程安排学生分阶段进行讨论。
如学习细胞外液成分时,先讨论1、2题,学习渗透压和酸碱度时,再讨论3、4题,第5题则可以放到“内环境与外界环境进行物质交换”标题下的“思考与讨论”中去。
这样做有利于分散难点,突破每一阶段的重点。
3.以任务驱动讨论的开展,以讨论促进任务的完成,通过建立与已有知识的联系,最终实现对“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”的充分理解。
这部分教学内容与学生在必修1中学过的物质出入细胞的内容,及初中学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识联系紧密。
教材提供了“思考与讨论”和“技能训练”两项学生活动,旨在通过活动引导学生回忆学过的相关知识,并建立起与新知识间的联系,从而理解内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
教学时,建议将“技能训练”作为一项任务布置给学生,要求每一位学生利用课下的时间独立完成。
学生在接受任务后,会开始思考自己应该如何完成这项任务。
他们可能会面临两个问题:
一是人体细胞与外界环境的物质交换过程是如何完成的?
二是选择哪种表现形式来表达。
这时他们就会产生与他人交流的愿望。
老师可提出,为了帮助同学降低完成任务的难度,同时保证任务完成的质量,要求同学以小组为单位,在课堂上就自己面临的问题开展讨论,也可根据“思考与讨论”中的问题展开讨论。
由于学生是带着任务参与讨论的,因此会很投入、很积极,讨论的效果就能得到保证。
讨论结束后,应由同学或老师总结人体细胞与外界环境进行物质交换的过程,这样可以帮助学生扫清知识上的障碍,为课下完成任务奠定基础。
同时,最好提供给学生一个制作好的范例,如图解(见图1-1)或课件,使学生明确这项任务的要求,即制作时首先要注意科学性,其次要注意形式的多样化。
在指导学生完成任务的过程中还应发挥评价的作用,促进学生积极地、高质量地完成任务。
例如,学生完成任务后,教师要给予及时评价,成绩可以记入学期总评,或选出优秀作品在课堂展示、交流、点评等。
图1-1体内细胞与外界环境进行物质交换的过程
练习:
P6一、基础题二、拓展题
课后反思
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