人教版高中生物选择性必修三课件-第1章-第-1-节-传统发酵技术的应用.ppt
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1、基础预习自查基础预习自查核心互动探究核心互动探究课堂素养达标课堂素养达标第第1章发章发 酵酵 工工 程程第第1节传统发酵技术的应用节传统发酵技术的应用【课程标准】3.2.1举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的【素养目标】1.通过介绍微生物的细胞结构,理解传统发酵技术中微生物的代谢类型。(生命观念科学思维)2.按照实验操作步骤,利用实验原理使用简单的实验器具进行泡菜、果酒和果醋制作实验,如实记录实验数据,并分析得出结论,写出实验报告并与他人进行必要的交流。(科学思维科学探究)基础预习自查基础预习自查问题一:什么是发酵?什么是传统发酵技术?1.发酵:指人们利用_,在适宜的条件下,将
2、_通过微生物的_转化为人类所需要的产物。2.传统发酵技术:直接利用原材料中_的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等_中的微生物进行发酵、制作食品的技术。问题二:制作泡菜、果酒和果醋的菌种、发酵原理和条件有什么区别?微生物原料代谢天然存在发酵物菌种乳酸菌酵母菌醋酸菌代谢类型异养_型异养_型异养_型最适生长温度_菌种分布分布广泛,空气、土壤、植物体表、人或动物的_分布广泛,大量附着在_较高的水果、蔬菜表面分布广泛应用乳制品的发酵,泡菜的腌制酿酒(果酒制作)、制作馒头和面包等果醋制作1.泡菜、果酒和果醋制作菌种的比较:厌氧兼性厌氧好氧283035肠道内含糖量2.微生物发酵制作泡菜、果酒和果
3、醋的原理:(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理:无氧条件(乳酸发酵)反应简式:_。(2)酵母菌发酵制作果酒的原理:有氧条件反应简式:_。无氧条件(酒精发酵)反应简式:_。C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+能量C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(3)醋酸菌发酵制作果醋的原理:O2、糖源充足时反应简式:_。缺少糖源时反应简式:_。C6H12O6+2O2 2CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量C2H5OH+O2 CH3COOH(乙酸)+H2O+能量【微思考】腐乳味道鲜美,易于消化吸收的原因是什么?哪些微生物参
4、与了豆腐的发酵?提示:经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸,所以味道鲜美,易于消化吸收;参与发酵的微生物有酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。问题三:制作泡菜、果酒和果醋的实验流程是怎样的?【微思考】(1)发酵初期发酵坛的水槽内为什么会间歇性有气泡冒出?提示:酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生CO2。(2)泡菜制作过程中食盐的作用是什么?提示:调味,抑制微生物生长,所以盐含量过低会造成细菌污染。2.果酒和果醋制作的实验流程:(1)发酵瓶、榨汁机等器具消毒:用洗洁精清洗干净。用体积分数为_的酒精消毒。(2)挑选、冲洗葡萄:用_冲洗12次。除去枝梗和腐烂的籽粒。沥干。(3
5、)榨汁、装瓶用榨汁机榨取葡萄汁,装入发酵瓶中(注意:要留出大约_的空间),盖好瓶盖。70%清水1/3(4)果酒发酵:控制温度:_。适时排气:每隔12 h左右_一次,此后再拧紧瓶盖,发酵时间为_d。取样监测发酵情况。(5)果醋发酵:果酒制作完成后,打开瓶盖,盖上_。温度控制在_,时间为78 d。1830拧松瓶盖1012一层纱布3035探究点一制作泡菜1.泡菜制作过程中的操作要点(科学探究):(1)材料的选择及用量。制作泡菜时,选择的蔬菜必须是“新鲜”的,若放置时间过长将会有什么影响?提示:若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。盐水要煮沸后冷却待用,盐水煮沸的作用是什么?提示:一是除去
6、水中的氧气;二是杀灭盐水中的其他细菌。为什么泡菜坛只能装八成满?提示:蔬菜发酵失水,液体增多,为了防止液体溢出。核心互动探究核心互动探究(2)氧气的控制。为什么要选择密封性良好的泡菜坛?提示:创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。坛盖边沿的水槽中要注满水,并且在发酵过程中要经常补充坛盖边沿水槽中的水。其目的是_。保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境2.泡菜的制作过程中乳酸菌数量、乳酸和亚硝酸盐含量变化的原因分析(科学思维):【图表情境】泡菜在腌制过程中,乳酸菌数量、乳酸和亚硝酸盐含量的变化曲线如图所示:(1)乳酸菌数量变化的原因:_。(2)乳酸含量变化的原因:_。发酵前期坛中残留一定量的氧气
7、,乳酸菌繁殖较慢,乳酸菌在发酵中期无氧环境形成后大量增殖,在发酵后期又因乳酸积累而导致数量下降乳酸是乳酸菌细胞代谢的产物,因此其含量因乳酸菌的生长繁殖而大量增加,在发酵后期含量达到最大值(3)发酵的过程中亚硝酸盐含量变化的原因分析:发酵初期:_。发酵中期:_。发酵后期:_。乳酸菌和乳酸的量都比较少,由于硝酸盐还原菌的活动,亚硝酸盐含量有所增加乳酸菌数量达到高峰,乳酸的量继续积累,亚硝酸盐含量下降由于乳酸的积累,酸度继续增大,硝酸盐还原菌完全被抑制,亚硝酸盐含量下降至最低并保持稳定【探究总结】1.泡菜制作过程中杂菌的控制:(1)泡菜坛的密闭性及消毒。(2)蔬菜的清洗可以减少杂菌繁殖。(3)食盐的
8、用量合适可以抑制杂菌的繁殖。(4)调味料也具有抑菌的作用。(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件,同时又能抑制好氧菌繁殖。2.亚硝酸盐含量变化分析:(1)泡菜制作需要的微生物是乳酸菌,在泡菜的发酵过程中,亚硝酸盐的含量先增加后减少。(2)亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的,而不是硝化细菌氧化氨形成的。【定向训练】1.中国酸菜历史悠久,早在北魏的齐民要术中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。酸菜不仅口感好,而且对人体有益。下列说法错误的是()A.酸菜制作过程中,主要起作用的微生物是醋酸菌B.真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”C.腌制过程中,坛中水分会因蔬菜
9、细胞渗透失水而增多D.酸菜的腌制时间不宜过长,不然口感会变差,营养价值流失【解析】选A。酸菜制作过程中,主要起作用的微生物是乳酸菌,A错误;真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”,B正确;腌制过程中,由于外界溶液浓度高使蔬菜细胞渗透失水,使得坛中水分增多,C正确;酸菜的腌制时间不宜过长,不然口感会变差,营养价值流失,D正确。2.(2021凉山高二检测)乳酸菌能产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解,某兴趣小组从泡菜滤液中筛选出亚硝酸盐还原酶活力较高的乳酸菌,进行了相关实验。请回答下列问题:(1)为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,在装坛发酵前后需要检查泡菜坛有无裂纹和砂眼,并对泡菜坛进行处理,在腌制
10、过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是。(2)将筛选出的乳酸菌,用于泡菜制作过程,进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验,结果如图:泡菜制作过程中,pH呈下降趋势,原因是乳酸菌发酵在第阶段产生了。据图可知,腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且峰值较高,原因是。实验结果说明,食盐用量和影响亚硝酸盐含量,亚硝酸盐含量达到峰值后下降,一方面是因为环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低;另一方面是因为 。【解析】(1)为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,对泡菜坛进行用水密封坛口处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是外界溶液浓度高使蔬菜细胞渗透失水。(2)泡菜制作的
11、原理是乳酸菌的无氧呼吸,无氧呼吸第二阶段产生了乳酸,导致pH呈下降趋势。食盐用量过低,会造成细菌大量繁殖,因此图中腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且峰值较高。据图分析可知,食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量,亚硝酸盐含量达到峰值后下降,是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低,同时乳酸菌产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解。答案:(1)用水密封坛口外界溶液浓度高使蔬菜细胞渗透失水(2)二乳酸食盐用量过低,造成细菌大量繁殖腌制时间缺氧和酸性乳酸菌产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解【补偿训练】某人利用乳酸菌制作泡菜,因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是()罐口密闭缺
12、氧,抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严,氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖罐口封闭不严,促进了需氧腐生菌的生长和繁殖A.B.C.D.【解题指南】解答本题的关键是分清乳酸菌及其他腐生菌代谢类型的差异。【解析】选B。参与泡菜制作的乳酸菌是厌氧型微生物,因此泡菜腐烂的原因可能是罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖,但促进了其他需氧腐生菌的生长和繁殖。探究点二制作果酒和果醋1.发酵菌种及结构特点(生命观念):【图表情境】如图甲、乙为果酒、果醋制作的发酵菌种细胞结构模式图:(1)图甲所示为_细胞结构模式图,是_制作的菌种,特点是具有以_为界限的细胞核。(2)图乙
13、所示为_细胞结构模式图,是_制作的菌种,特点是没有以_为界限的细胞核。酵母菌果酒核膜醋酸菌果醋核膜2.发酵原理(科学思维):【实验情境】家庭酿造甜酒时,需要先将糯米加热煮熟,待冷却至30,加少许水和一定量的“酒曲”(实际上是酵母菌),与米饭混合后置于一瓷坛内,在米饭中央挖一个小洞,加盖后置于适当地方保温(1830)12 小时即可。(1)从酵母菌的呼吸方式变化分析酒精发酵原理。发酵初期:酵母菌主要进行_呼吸,此阶段_(填“能”或“不能”)产生酒精。发酵后期:酵母菌主要进行_呼吸产生大量_,此阶段酵母菌所需的无氧条件形成的原因是_。(2)在米饭中央挖一个小洞的目的是_。有氧不能无氧酒精装置密封,且
14、发酵初期酵母菌通过有氧呼吸消耗了氧气使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖,增加菌种数量3.实验流程(科学思维 科学探究):【实验情境】(1)发酵装置的设计及关键操作:用图1装置制作葡萄酒时,每隔12 h左右拧松瓶盖的目的是什么?不能打开瓶盖的原因是什么?提示:拧松瓶盖的目的是放出CO2,防止发酵瓶爆裂;不能打开瓶盖的原因是避免杂菌污染。用图2装置制作果酒、果醋时,管口1、2、3的用法或作用分别是什么?图2装置用长而弯曲的胶管的原因是_。用法或作用制作果酒制作果醋管口1_管口2_管口3 用来取样检测_等,并放出发酵液关闭连接充气泵充入无菌空气排出酒精发酵产生的CO2排出醋酸菌细胞呼吸产生的CO2和剩余
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