2019-2020学年高二生物人教版选修一讲义:专题一 课题1 果酒和果醋的制作 Word版含答案.pdf
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1、一、果酒和果醋的制作原理一、果酒和果醋的制作原理 1果酒制作的原理果酒制作的原理 (1)菌种:酵母菌。菌种:酵母菌。 代谢类型:兼性厌氧型。代谢类型:兼性厌氧型。 菌种来源:主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。菌种来源:主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 (2)发酵原理发酵原理(填表填表) 反应式反应式作用作用 有氧条件有氧条件C6H12O66O26CO26H2O 酶酶 大量繁殖大量繁殖 无氧条件无氧条件C6H12O62C2H5OH2CO2 酶酶 酒精发酵酒精发酵 (3)发酵条件发酵条件 氧气:前期有氧,后期缺氧。氧气:前期有氧,后期缺氧。 温度:一般控制在温度:一般控制在 1825_。 2
2、果醋制作的原理果醋制作的原理 (1)菌种:醋酸菌。菌种:醋酸菌。 代谢类型:需氧型。代谢类型:需氧型。 菌种来源:人工接种醋酸菌。菌种来源:人工接种醋酸菌。 (2)发酵原理发酵原理 当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 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 :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 : C2H5OHO2CH3COOHH2O。 (3)发酵所需条件发酵所需条件 课课题题1 果果酒酒和和果果醋醋的的制制作作 环境条件:氧气充
3、足。环境条件:氧气充足。 温度:最适生长温度为温度:最适生长温度为 3035_。 二、果酒、果醋的制作流程及发酵装置二、果酒、果醋的制作流程及发酵装置 阅阅读读教教材材P3 5 1制作流程制作流程(填图填图) 2实验装置实验装置(填图填图) 3酒精的检测酒精的检测 检测原理:在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。检测原理:在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 1.果果酒酒和和果果醋醋的的制制作 作原原理理是是什什么么?分分别别写写出出反反应应式式。 。 2.果果酒酒和和果果醋醋制制作作过 过程程中 中, ,发 发酵酵条条件件有有何何区 区别 别? 3.联 联系系果果酒酒和和果果醋
4、 醋的的制制作作, ,说说明明如如何何设设计计发发酵酵装装置置? 探究点一探究点一果酒、果醋制作的原理和流程果酒、果醋制作的原理和流程 共研探究共研探究 (一一)果酒制作的原理和流程果酒制作的原理和流程 发酵技术离不开微生物的作用,果酒制作中需要用到酵母菌发酵技术离不开微生物的作用,果酒制作中需要用到酵母菌(如图如图),仔细观察模式图并 回答相关问题: ,仔细观察模式图并 回答相关问题: 1发酵菌种发酵菌种酵母菌的特点酵母菌的特点 酵母菌属于真核酵母菌属于真核(填“真核”或“原核”填“真核”或“原核”)生物,其繁殖方式为孢子生殖和出芽生殖。在生物,其繁殖方式为孢子生殖和出芽生殖。在 氧气和营养
5、物质丰富、条件适宜时,进行出芽生殖,繁殖速度快;在营养缺乏、条件恶劣 时形成孢子,进入休眠状态。 氧气和营养物质丰富、条件适宜时,进行出芽生殖,繁殖速度快;在营养缺乏、条件恶劣 时形成孢子,进入休眠状态。 2果酒的制作原理果酒的制作原理 酵母菌代谢类型为异养兼性厌氧型,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖;酵母菌代谢类型为异养兼性厌氧型,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖; 在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵,所以在酿酒初期可以充气,后期要密封。在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵,所以在酿酒初期可以充气,后期要密封。 3果酒的制作流程果酒的制作流程 挑挑选选葡葡萄萄冲冲洗洗榨榨汁汁酒
6、酒精精发发酵酵果果酒酒 (1)冲洗的目的是洗去浮尘,要在去枝梗之冲洗的目的是洗去浮尘,要在去枝梗之(填“前”或“后”填“前”或“后”)进行,避免除去枝梗时进行,避免除去枝梗时前前 引起葡萄破损而增加被杂菌污染的机会。同时要避免反复冲洗,防止酵母菌菌种数量减少。引起葡萄破损而增加被杂菌污染的机会。同时要避免反复冲洗,防止酵母菌菌种数量减少。 (2)葡萄酒通常呈深红色,原因是发酵中红葡萄皮的色素进入发酵液,使葡萄酒呈深红葡萄酒通常呈深红色,原因是发酵中红葡萄皮的色素进入发酵液,使葡萄酒呈深红 色。色。 (3)发酵后期,在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微发酵后期,在缺氧、
7、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微 生物都因无法适应这一环境而受到抑制。生物都因无法适应这一环境而受到抑制。 (二二)果醋制作的原理和流程果醋制作的原理和流程 发酵技术离不开微生物的作用,酿造果醋需要用到醋酸菌发酵技术离不开微生物的作用,酿造果醋需要用到醋酸菌(如图如图),仔细观察模式图并回 答相关问题: ,仔细观察模式图并回 答相关问题: 1醋酸菌 : 又名醋酸杆菌,属于原核醋酸菌 : 又名醋酸杆菌,属于原核(填“真核”或“原核”填“真核”或“原核”)生物。繁殖方式为二分裂,生物。繁殖方式为二分裂, 代谢类型为异养需氧型。代谢类型为异养需氧型。 2果醋的制作流程:酒精发酵
8、醋酸发酵果醋。果醋的制作流程:酒精发酵醋酸发酵果醋。 3果醋制作过程中要始终通入氧气,因为醋酸菌是好氧菌,对氧气的含量特别敏感, 深层发酵时,即使短时间中断通氧,也会导致醋酸菌死亡,因此要注意适时充气。 果醋制作过程中要始终通入氧气,因为醋酸菌是好氧菌,对氧气的含量特别敏感, 深层发酵时,即使短时间中断通氧,也会导致醋酸菌死亡,因此要注意适时充气。 4变酸的酒表面有菌膜,菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。变酸的酒表面有菌膜,菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。 总结升华总结升华 1酵母菌和醋酸菌的比较酵母菌和醋酸菌的比较 酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌 生物学分类生物学分类单细胞,真核生物单细
9、胞,真核生物单细胞,原核生物单细胞,原核生物 代谢方式代谢方式异养兼性厌氧型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型 生长繁殖的生长繁殖的 最适宜温度最适宜温度 1825 3035 主要繁殖方式主要繁殖方式出芽生殖出芽生殖二分裂生殖二分裂生殖 生产、生活应用生产、生活应用酿酒、发面等酿酒、发面等制醋制醋 2制作果酒的三个易误点制作果酒的三个易误点 (1)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”的原因:“通气”使酵母菌大量繁殖, “密封”使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。 在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”的原因:“通气”使酵母菌大量繁殖, “密封”使酵母菌进行酒精发酵产生酒精。 (2)酒精发酵过程中,发生
10、“先来水后来酒”的原因:酵母菌先进行有氧呼吸产生水, 然后进行无氧呼吸产生酒精。 酒精发酵过程中,发生“先来水后来酒”的原因:酵母菌先进行有氧呼吸产生水, 然后进行无氧呼吸产生酒精。 (3)啤酒生产过程中,发酵是重要环节。发酵后期,若发酵罐密封不严,酒精在醋酸菌 的作用下被氧化产生乙酸,从而使啤酒变酸。 啤酒生产过程中,发酵是重要环节。发酵后期,若发酵罐密封不严,酒精在醋酸菌 的作用下被氧化产生乙酸,从而使啤酒变酸。 对点演练对点演练 1(2018石家庄校级月考石家庄校级月考)下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述,错误的是下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述,错误的是( ) A两者的正常繁殖都离不开氧气两者的
11、正常繁殖都离不开氧气 B在无氧条件下,酵母菌可以产生酒精,但醋酸菌不能产生醋酸在无氧条件下,酵母菌可以产生酒精,但醋酸菌不能产生醋酸 C两者都是异养生物,生存都离不开葡萄糖两者都是异养生物,生存都离不开葡萄糖 D醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸 解析:选解析:选 C 醋酸菌是好氧细菌,在氧气充足的环境中才能进行旺盛的生命活动;酵 母菌属于兼性厌氧微生物,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, 不能满足其繁殖对能量的需求,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。 醋酸菌是好氧细菌,在
12、氧气充足的环境中才能进行旺盛的生命活动;酵 母菌属于兼性厌氧微生物,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, 不能满足其繁殖对能量的需求,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。 2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过程和都只能发生在缺氧条件下过程和都只能发生在缺氧条件下 B过程和都发生在线粒体中,都需要氧气的参与过程和都发生在线粒体中,都需要氧气的参与 C制作果醋即可按图中所示过程进行,也可以糖源为底物直接发酵产醋酸制作果醋即可按图中所示过程进行
13、,也可以糖源为底物直接发酵产醋酸 D过程所需的最适温度基本相同过程所需的最适温度基本相同 解析:选解析:选 C 据图分析可知:过程是细胞呼吸的第一阶段;过程是无氧呼吸的第 二阶段 ; 过程是有氧呼吸的第二、第三阶段 ; 过程是果醋制作中乙醇氧化为醋酸的阶段。 过程在有氧或无氧的条件下都可以进行,场所为细胞质基质;过程和过程都必须在 有氧的条件下才可以进行,但醋酸菌是原核生物,没有线粒体,其有氧呼吸在细胞质基质 和细胞膜内表面进行;制作果醋可以以乙醇为底物,也可以以糖为底物不经酒精发酵直接 进行果醋发酵;过程是果酒制作的阶段,其适宜的温度为 据图分析可知:过程是细胞呼吸的第一阶段;过程是无氧呼吸
14、的第 二阶段 ; 过程是有氧呼吸的第二、第三阶段 ; 过程是果醋制作中乙醇氧化为醋酸的阶段。 过程在有氧或无氧的条件下都可以进行,场所为细胞质基质;过程和过程都必须在 有氧的条件下才可以进行,但醋酸菌是原核生物,没有线粒体,其有氧呼吸在细胞质基质 和细胞膜内表面进行;制作果醋可以以乙醇为底物,也可以以糖为底物不经酒精发酵直接 进行果醋发酵;过程是果酒制作的阶段,其适宜的温度为 1825 ,过程是果醋 制作的阶段,其适宜的温度为 ,过程是果醋 制作的阶段,其适宜的温度为 3035 。 探究点二探究点二实验设计、操作、结果分析与评价实验设计、操作、结果分析与评价 共研探究共研探究 如图是某同学设计
15、的果酒和果醋的发酵装置,根据教材内容,结合图如图是某同学设计的果酒和果醋的发酵装置,根据教材内容,结合图 1 和图和图 2 分析:分析: 1实验装置实验装置 (1)图图 1 所示发酵过程中,每隔一段时间所示发酵过程中,每隔一段时间(12 h 左右左右)拧松瓶盖一次,目的是什么?拧松瓶盖一次,目的是什么? 提示:排出发酵过程中产生的提示:排出发酵过程中产生的 CO2,防止瓶内气压过高引起爆裂。,防止瓶内气压过高引起爆裂。 (2)在图在图 2 装置中,充气口的作用是在醋酸发酵时补充氧气,排气口的作用是排出装置中,充气口的作用是在醋酸发酵时补充氧气,排气口的作用是排出 CO2 或残余气体,出料口便于
16、取样检查和放出发酵液。使排气胶管长而弯曲的目的是防止空气或残余气体,出料口便于取样检查和放出发酵液。使排气胶管长而弯曲的目的是防止空气 中杂菌污染。中杂菌污染。 (3)结合果酒、果醋的制作原理,使用图结合果酒、果醋的制作原理,使用图 2 发酵装置制酒时应关闭充气口,制醋时应通发酵装置制酒时应关闭充气口,制醋时应通 过充气口充入无菌空气。过充气口充入无菌空气。 2发酵条件的控制发酵条件的控制 (1)防止杂菌污染:榨汁机要清洗干净,并晾干;发酵装置清洗干净后要用体积分数为防止杂菌污染:榨汁机要清洗干净,并晾干;发酵装置清洗干净后要用体积分数为 70%的酒精进行消毒处理,或用洗洁精洗涤。的酒精进行消
17、毒处理,或用洗洁精洗涤。 (2)控制氧气含量控制氧气含量 果酒发酵中,葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约果酒发酵中,葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约 1/3 的空间。原因:先让酵母菌进行的空间。原因:先让酵母菌进行 有氧呼吸快速繁殖,消耗完氧气后再进行酒精发酵;防止发酵过程中产生有氧呼吸快速繁殖,消耗完氧气后再进行酒精发酵;防止发酵过程中产生 CO2造成发酵液 溢出。 造成发酵液 溢出。 醋酸发酵中,要从充气口持续泵入无菌空气,原因是醋酸菌是好氧菌,在酒精变为醋酸发酵中,要从充气口持续泵入无菌空气,原因是醋酸菌是好氧菌,在酒精变为 醋酸时需氧气参与,因此要适时向发酵液中充气。醋酸时需氧气参与,因此要
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