1、生物技術實踐模塊 一、學習本模塊的意義和價值一、學習本模塊的意義和價值 1.較全面、真實地培養學生的科學探究能力較全面、真實地培養學生的科學探究能力 2.較嚴格地、多方位地培養學生的實際操作較嚴格地、多方位地培養學生的實際操作能力能力 3.拓展和加深對生物科學技術知識的理解拓展和加深對生物科學技術知識的理解 4.領悟科學、技術、社會的相互關系，凸顯領悟科學、技術、社會的相互關系，凸顯科技價值觀的教育科技價值觀的教育 5.砥礪科學精神，端正科學態度，鼓勵創新砥礪科學精神，端正科學態度，鼓勵創新 二、教學內容的設計思路和呈現方式二、教學內容的設計思路和呈現方式 1.確定和安排好科學探究實踐的專題和

2、課題確定和安排好科學探究實踐的專題和課題 2.構建便于教師教、學生學的課題結構構建便于教師教、學生學的課題結構 3.滲透科學思維、科學方法方面的訓練滲透科學思維、科學方法方面的訓練 4.圖文結合，化解技術操作的困難圖文結合，化解技術操作的困難 5.實驗室工作的有關規定或指導，集于附錄實驗室工作的有關規定或指導，集于附錄一、課題目標一、課題目標 說明果酒和果醋制作的原理，設計制作果說明果酒和果醋制作的原理，設計制作果酒和果醋的裝置，完成果酒和果醋的制作。酒和果醋的裝置，完成果酒和果醋的制作。 二、課題重點與難點二、課題重點與難點 課題重點：說明果酒和果醋的制作原理，課題重點：說明果酒和果醋的制作

3、原理，設計制作裝置，制作出果酒和果醋。設計制作裝置，制作出果酒和果醋。 課題難點：制作過程中發酵條件的控制。課題難點：制作過程中發酵條件的控制。 三、基礎知識分析三、基礎知識分析 （一）果酒制作的原理（一）果酒制作的原理 知識要點：知識要點： 1. 酵母菌的兼性厭氧生活方式；酵母菌的兼性厭氧生活方式； 2.發酵需要的適宜條件；發酵需要的適宜條件； 3.傳統發酵技術所使用的酵母菌的來源。傳統發酵技術所使用的酵母菌的來源。 （二）果醋制作的原理（二）果醋制作的原理 知識要點：知識要點： 1.酒變醋的原理；酒變醋的原理； 2.控制發酵條件的作用；控制發酵條件的作用； 3.制醋所利用的醋酸菌制醋所利用

4、的醋酸菌 的來源。的來源。 五、實驗案例五、實驗案例 制作葡萄酒和葡萄醋制作葡萄酒和葡萄醋 建議將實驗安排在秋季的建議將實驗安排在秋季的9月或月或10月進行。月進行。在這段時間內進行實驗，有如下優點：在這段時間內進行實驗，有如下優點： （1）正值收獲季節，葡萄的價格便宜，品）正值收獲季節，葡萄的價格便宜，品種多樣；（種多樣；（2）此時葡萄上的酵母菌數量多）此時葡萄上的酵母菌數量多且生活力強，發酵釀酒的效果好；（且生活力強，發酵釀酒的效果好；（3）溫）溫度適宜，發酵現象非常明顯。度適宜，發酵現象非常明顯。 實驗的具體操作步驟如下：實驗的具體操作步驟如下： 1.對發酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁的器

5、對發酵瓶、紗布、榨汁機、盛葡萄汁的器皿等實驗用具進行清洗并消毒。先用溫水反皿等實驗用具進行清洗并消毒。先用溫水反復沖洗幾次復沖洗幾次,再用體積分數為再用體積分數為75%的酒精擦拭的酒精擦拭消毒，晾干待用。消毒，晾干待用。 2. 取葡萄取葡萄500 g，去除枝梗和腐爛的子粒。，去除枝梗和腐爛的子粒。 3. 用清水沖洗葡萄用清水沖洗葡萄12遍除去污物，注意不遍除去污物，注意不要反復多次沖洗。要反復多次沖洗。 4. 用榨汁機榨取葡萄汁后，將其裝入發酵瓶用榨汁機榨取葡萄汁后，將其裝入發酵瓶中（裝置參見教材圖中（裝置參見教材圖1-4b），或將葡萄打成），或將葡萄打成漿后，用潔凈的紗布過濾至發酵瓶中，蓋好

6、漿后，用潔凈的紗布過濾至發酵瓶中，蓋好瓶蓋。如果沒有合適的發酵裝置，可以用瓶蓋。如果沒有合適的發酵裝置，可以用500 mL的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過的塑料瓶替代，但注入的果汁量不要超過塑料瓶總體積的塑料瓶總體積的2/3。 5. 將發酵瓶置于適宜的溫度下發酵。將發酵瓶置于適宜的溫度下發酵。 6. 由于發酵旺盛期由于發酵旺盛期CO2的產量非常大，因此需要及的產量非常大，因此需要及時排氣，防止發酵瓶爆裂。如果使用簡易的發酵裝時排氣，防止發酵瓶爆裂。如果使用簡易的發酵裝置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋置，如瓶子（最好選用塑料瓶），每天要擰松瓶蓋24次，進行排氣。次，進行排氣。 7

7、. 10 d以后，可以開始進行取樣檢驗工作。例如，以后，可以開始進行取樣檢驗工作。例如，可以檢驗酒味、酒精的含量、進行酵母菌的鏡檢等可以檢驗酒味、酒精的含量、進行酵母菌的鏡檢等工作。工作。 8. 當果酒制成以后，可以在發酵液中加入醋酸菌或當果酒制成以后，可以在發酵液中加入醋酸菌或醋曲，然后將裝置轉移至醋曲，然后將裝置轉移至3035 的條件下發酵，的條件下發酵，適時向發酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋適時向發酵液中充氣。如果找不到醋酸菌菌種或醋曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒有曲，可嘗試自然接種，但效果不是很好。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以充氣裝置，可以將瓶

8、蓋打開，在瓶口蓋上紗布，以減少空氣中塵土等的污染。減少空氣中塵土等的污染。 旁欄思考題旁欄思考題 1.你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為你認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗？為什么？什么？ 答：應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免答：應該先沖洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。的機會。 2.你認為應該從哪些方面防止發酵液被污染？你認為應該從哪些方面防止發酵液被污染？ 提示：需要從發酵制作的過程進行全面的考提示：需要從發酵制作的過程進行全面的考慮。例如，榨汁機、發酵裝置要清洗干凈；慮。例如，榨汁機、發酵裝置要清洗干凈；每次

9、排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。蓋等。 3.制葡萄酒時，為什么要將溫度控制在制葡萄酒時，為什么要將溫度控制在1825 ？制葡萄醋時，為什么要將溫度控制在？制葡萄醋時，為什么要將溫度控制在3035 ？ 答：溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。答：溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。20 左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是嗜度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為溫菌，最適生長溫度為3035 ，因此要將，因此要將溫度控制在溫度控制在3035 。 4.制葡萄醋時，為什么要

10、適時通過充氣口充制葡萄醋時，為什么要適時通過充氣口充氣？氣？ 答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時需要氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。需要氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。 資料發酵裝置的設計討論題 請分析此裝置中的充氣口、排氣口和出料口請分析此裝置中的充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接？結合果酒、果長而彎曲的膠管與瓶身連接？結合果酒、果醋的制作原理，你認為應該如何使用這個發醋的制作原理，你認為應該如何使用這個發酵裝置？酵裝置？ 答：充氣口是在醋酸發酵時連接充氣

11、泵進行答：充氣口是在醋酸發酵時連接充氣泵進行充氣用的；排氣口是在酒精發酵時用來排出充氣用的；排氣口是在酒精發酵時用來排出CO2的；出料口是用來取樣的。排氣口要通的；出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴是防止空氣中微生物的污染，其作用類似巴斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時，應該關斯德的鵝頸瓶。使用該裝置制酒時，應該關閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，閉充氣口；制醋時，應將充氣口連接氣泵，輸入氧氣。輸入氧氣。 練習練習 2.提示：提示：大規模生產時需要進行更為全面周詳的考大規模生產時需要進行更為全面周詳的考慮，如原料的來源與選擇、菌種的培育與選擇、發慮，如原料的來源與選擇、菌種的培育與選擇、發酵的設備、發酵條件的自動化控制，以及如何嚴格酵的設備、發酵條件的自動化控制，以及如何嚴格控制雜菌污染；等等。此外，無論是葡萄酒或葡萄控制雜菌污染；等等。此外，無論是葡萄酒或葡萄醋，實驗時所檢測的發酵液，并非商品意義上的產醋，實驗時所檢測的發酵液，并非商品意義上的產品。在實際生產中還需沉淀過濾、滅菌裝瓶等獲得品。在實際生產中還需沉淀過濾、滅菌裝瓶等獲得成品酒或醋。葡萄酒還需