壹、教材分析
《選修1》是以學生為主體的選修課，通過實驗設計和操作實踐學習科學探究。本模塊著重培養學生的科學探究能力，如設計實驗、動手操作、收集證據等，而果酒和醋的制作與日常生活息息相關，學生對此深有體會。本課題的研究旨在讓學生在實驗條件下進行傳統發酵。
二，教學目標
1，知識目標:
了解果酒和果醋的制作原理。
2、能力目標:
①學生根據制作果酒的原理設計制作果酒的流程，體驗制作果酒的實際操作。
②在分析評價果酒生產成果的過程中，培養學生的實驗分析能力和嚴謹的思維能力。
3、情感目標:
通過追溯果酒釀造的歷史，培養學生的民族自豪感，滲透STS教育。
三、教學重點:
①說明果酒和果醋的制作原理。
(2)設計制造果酒、果醋的設備。
四、教學難點:
生產過程中發酵條件的控制
動詞 （verb的縮寫）教學過程
簡介:
在中華民族的歷史長河中，很多東西都是走在世界前列的，酒也是，有自己輝煌的篇章。關於酒的記載中有很多關於酒的有趣傳說。猿說猿的主要食物是含糖的水果。當果實成熟時，類人猿在“石頭窪地”儲存大量的果實。壹段時間後，會流出有特殊香味的液體。這是最早的果酒。
在國內市場，近年來越來越多的果酒出現，如枸杞酒、梅子酒等。
果酒與生活——果酒雖然含有酒精，但與白酒、啤酒、葡萄酒相比，其含量很低，壹般在5-10度之間，最高只有14度。因此，它被許多成年人作為壹種軟飲料在飯後或睡前飲用。
果酒簡單來說就是吸收水果中的所有營養成分而制成的酒，富含人體所需的維生素和氨基酸。有時候即使生吃水果也吸收不了的營養成分，可以通過果酒吸收，因為營養成分已經完全溶解在果酒裏了。果酒中含有大量的多酚類物質，可以抑制人體內脂肪的堆積，使人不易堆積脂肪和脂肪。此外，與其他酒相比，果酒對呵護心臟、調節女性情緒的作用更加明顯。
項目1從項目背景介紹果酒和果醋的生產工藝，然後從實驗原理，實驗過程示意圖和提供的資料。
壹、基礎知識
1.果酒釀造原理
閱讀課本，完成下列問題:
(1)制作果酒需要哪些微生物？
(2)酵母的形態、結構、分布、種類和菌落？
(3)酵母的代謝類型及其呼吸過程的反應式是什麽？
(4)酵母的適宜溫度是多少？
(5)為什麽葡萄酒壹般是紅色的？
(6)什麽是發酵？發酵等同於無氧呼吸嗎？酵母有哪些實際應用？
(1)酵母的形態、結構、分布、種類和菌落
(1)形狀和結構
酵母是單細胞真菌，屬於真核生物。細胞大小為1~30um，圓形，橢圓形。
思考:妳認為酵母細胞中有哪些結構？
妳認為細菌和酵母在細胞結構上有什麽區別？
②生殖
酵母中有出芽繁殖、分裂繁殖和孢子繁殖，但大多數都是通過出芽進行無性繁殖。溫度低時孢子形成，進入休眠狀態，溫度適宜時萌發繁殖，繁殖速度快。
③菌落:
討論:妳知道什麽是殖民地嗎？壹個群體在生態學上屬於什麽？
酵母在固體培養基上形成的菌落具有濕的、粘的和白色或粉紅色的表面。(在液體培養基中，壹些細菌在液體表面形成薄膜，或者在容器壁上出現酵母環，或者出現沈澱。)
④生活環境
在自然界中，酵母菌分布廣泛，但大多分布在含糖量較高的酸性環境中，如水果、花卉、樹皮等。(有的可生蟲，有的可致病，如鵝口瘡、白色念珠菌引起的肺部感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球蟲、粉狀畢赤酵母等。)壹年四季，土壤永遠是酵母的大本營。
思考:發酵釀酒時，葡萄要不要消毒？為什麽？
其他微生物和酵母有什麽關系？
(2)酵母的代謝類型及其呼吸過程。
①酵母的呼吸
果酒的生產離不開酵母。酵母是兼性厭氧微生物，
在有氧條件下，反應式如下:酶
C6H1206+6O2 6CO2+6H20+能量
在厭氧條件下，反應式如下:酶
C6H12O6 2C2H5OH+2C02+的能量
思考:
在發酵過程中，如果酵母要大量繁殖，應該怎麽做？
如果妳想喝酒呢？為什麽？
③發酵
1).發酵的概念
廣義來說，就是通過微生物的培養，大量生產各種代謝產物的過程。包括好氧發酵(如醋酸發酵、谷氨酸發酵)和厭氧發酵(如酒精發酵)。
狹義:指微生物的厭氧呼吸(包括酒精發酵、乳酸發酵等。).
2).所以:發酵≠無氧呼吸。
3).應用:
釀酒、做饅頭、做面包、釀酒、生產藥用酵母片、生產維生素、生產抗生素等。
(4)溫度要求
繁殖的最適溫度:20℃；
酒精發酵的最適溫度為65438±08 ~ 25℃。
思考:妳知道酵母需要適宜溫度的原因嗎？
酵母有不同的最適溫度意味著什麽？
補充:溫度對發酵的影響
酵母只能在壹定的溫度下生存。當溫度低於10℃時，酵母發育緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20℃為最佳繁殖溫度，此時酵母繁殖速度快，活力強。當溫度超過35℃時，酵母的生長受到抑制，繁殖速度迅速下降。40℃時，酵母停止出芽，開始死亡。要想獲得高酒精濃度的發酵液，減少實際損失，必須控制發酵溫度。
妳知道嗎？妳知道嗎？
1，壹般來說，葡萄酒之所以是紅色的？
在發酵過程中，隨著酒精含量的提高，紅葡萄皮中的色素也進入發酵液中，使葡萄酒呈紅色。)
2.葡萄酒分為幹紅和幹白的依據是什麽？
(1，按酒的顏色分為白葡萄酒、紅葡萄酒和粉紅葡萄酒。
白葡萄酒:用白葡萄釀造，從皮中分離出來發酵；
紅酒:用紅葡萄釀造，用混合的葡萄皮和果汁發酵；
粉紅酒:顏色介於白葡萄酒和紅葡萄酒之間，皮發酵時間短。
2.根據葡萄酒的含糖量，分為幹型、半幹型、半甜型和甜型四種。
幹葡萄酒:含糖量小於4g/l；
半幹葡萄酒:含糖量在4g-12g/L之間；
半甜葡萄酒:含糖量在12g-50g/L之間；
甜酒:含糖量高於50克/升..)
(5)菌株來源:
(工業生產中為了提高果酒的品質，也可以直接在果汁中添加人工培養的酵母，如幹酵母或藥酒。)
2、果醋生產的原理
閱讀課本，思考以下問題:
(1)醋桿菌的形態？細胞結構？
(2)醋桿菌的實際應用有哪些？
(3)醋桿菌的代謝類型有哪些？
(4)果醋怎麽做？
醋桿菌的形態(1)
1).從橢圓到桿，有單，有對，有鏈。它隨鞭毛運動或不運動，不形成孢子。屬於原核生物，分裂繁殖，代謝類型為異養好氧。(與酵母相比，醋桿菌具有最重要的特性。)
2).應用:醋和果醋。
(2)制作果醋的原理，
醋桿菌是壹種需氧細菌。只有氧氣充足，它才能進行旺盛的生理活動。在酸葡萄酒表面觀察到的菌膜是醋酸菌在液面上繁殖形成的。實驗表明，醋酸菌對氧含量當量特別敏感。進行深層發酵時，即使短時間中斷供氧，醋酸菌也會死亡。當氧源和糖源充足時，醋酸菌將葡萄汁中的果糖分解為醋酸；
酶
C6H12O6 →3CH3COOH(乙酸)
沒有糖源時，醋酸菌把乙醇變成乙醛，然後乙醛變成醋酸(反應式如下)。醋酸菌的最適生長溫度為30℃-35℃。
酶
酶
2C2H5OH+O2 →2CH3CHO(乙醛)+2H2O 2CH3CHO+O2 →2CH3COOH(乙酸)
過渡:根據這個原理，我們如何設計果酒和果醋的生產方案？
提示:從以下三個方面考慮:材料選擇、實驗裝置設計、操作流程。
二、實驗設計
1.果酒和果醋實驗過程示意圖
臉紅
榨果汁
酒精發酵
醋酸發酵
水果酒
果醋
摘葡萄
閱讀3-4頁的課本，討論學生A和B的實驗裝置:
答:每次排氣時擰開瓶蓋即可，不要完全揭開瓶蓋；做醋的時候，打開瓶蓋，蓋上壹層紗布，進行葡萄醋發酵。(防止發酵液被汙染，因為每壹步操作都可能混入雜菌)
分析果酒和果醋發酵裝置中的通氣口、排氣口和出料口的作用。為什麽通氣口要通過壹根又長又彎的軟管連接到瓶體上？
充氣口連接充氣泵，用於醋酸發酵時充氣；排氣口用於排出酒精發酵過程中的二氧化碳；排放口用於取樣。排氣口要通過長而彎曲的軟管與瓶體相連，其目的是防止空氣中的微生物汙染。使用該裝置釀酒時，應關閉通氣口；做醋時，進氣口要接氣泵，輸入氧氣。
2.實驗操作
(1)材料的選擇和處理
選擇新鮮的葡萄，榨汁前清洗葡萄，去除枝條。
①取500g葡萄，去掉枝幹和爛葉。
②用清水1-2次清洗葡萄，去除汙垢。(註意沖洗次數不要太多。為什麽？)
討論:妳認為應該先洗葡萄還是先去樹枝？為什麽？
(應該先洗幹凈，再去枝，避免去枝對葡萄造成傷害，增加被雜菌汙染的機會。)
(2)消毒
討論:妳認為應該做些什麽來防止發酵液被汙染？
需要從發酵的過程綜合考慮，因為每壹步操作都有可能混入雜菌。比如榨汁機和發酵裝置要清洗幹凈；只要擰開瓶蓋，每次排氣不要完全揭開瓶蓋。)
①榨汁機應清洗幹凈並晾幹。
②發酵裝置要用70%酒精清洗消毒。
(3)榨汁
將洗凈的無枝葡萄放入榨汁機中榨汁。
④發酵
①將葡萄汁放入發酵瓶中，留出約1/3的空間。
(如右圖所示)，並關閉進氣口。
②釀酒過程中，溫度要嚴格控制在18℃ ~ 25℃，時間控制在10 ~ 12d左右。發酵可以通過出料口進行。及時監控。
(3)葡萄醋制作過程中，溫度應嚴格控制在30℃ ~ 35℃，時間控制在前7 ~ 8天，並註意通過充氣口及時充氣。
三、結果分析與評價
1.由於發酵，葡萄果肉中大部分糖分轉化為CO2和C2H5OH，還有少量發酵副產物。CO2的排放越來越旺盛，使得發酵液沸騰，CO2從排氣口排出。經過10天的發酵，這種現象最為明顯。發酵過程中產生的熱量會提高發酵液的溫度，但酒精發酵的溫度應嚴格控制在18℃ ~ 25℃。在發酵過程中，果皮上的色素等成分會逐漸溶解在發酵液中。在發酵罐的表面上，形成浮罐的蓋子。
2.設立對照組，將葡萄汁高壓滅菌，分別裝入A、B兩個發酵瓶中，每個瓶中留有1/3空間。將酵母加入A組而不加入B組進行發酵，證明了酒的產生是由於酵母的作用。證明葡萄醋中有醋酸產生，簡單易行的方法是品嘗或用pH試紙鑒別。
3.生產的酒色澤鮮艷，清爽柔和，果香濃郁；果醋呈琥珀色或棕紅色，有獨特的果香，酸味柔和，微甜，無澀味。
第四，主體的延伸
果汁發酵後是否產生酒精，可用重鉻酸鉀檢驗。在酸性條件下，重鉻酸鉀與酒精反應呈灰綠色。檢測時，先在試管中加入2mL發酵液，然後滴加43滴摩爾濃度為3mol/L的H2SO43，搖勻。最後滴3滴室溫飽和的重鉻酸鉀溶液，搖動試管觀察顏色變化。想壹想，如果想讓測試結果更有說服力，應該如何設計對比？
動詞 （verb的縮寫）相關鏈接
1.為了提高果酒的品質，更好地抑制其他微生物的生長，可以直接在果汁中添加人工培養的酵母。為了人工培養酵母，首先需要獲得純凈的酵母菌株。如何分離附著在葡萄上的酵母菌，獲得純菌株？可以參考“專題二:微生物的培養與應用”，進壹步查閱資料，再試壹次。
2.制作果醋時，也可以直接在果酒中加入醋酸菌。醋桿菌菌種可從當地醋廠或菌種保藏中心購買。也可以嘗試把醋酸菌從醋中分離出來。分離方法見主題2。
相關知識:
果酒由酵母厭氧發酵制成，果醋由醋酸菌好氧發酵制成。酵母和醋酸桿菌都是微生物，那麽什麽是微生物，哪些生物屬於微生物呢？
1，微生物的概念
對體型小、結構簡單的生物的統稱，通常用光學顯微鏡和電子顯微鏡可以看得很清楚。
2.微生物群
微生物約有654.38+萬種；
微生物是地球上生物多樣性最豐富的資源。微生物是生命世界中僅次於昆蟲的第二大類群。然而，由於微生物的微觀本質和研究方法的限制，許多微生物種群無法分離培養，已知種占估計種的比例仍然很小。
練習
2.提示:大規模生產需要考慮的更全面、更透徹，比如原料的來源和選擇，菌種的培養和選擇，發酵設備和發酵條件的自動控制，如何嚴格控制雜菌的汙染；等壹下。另外，無論是葡萄酒還是葡萄醋，實驗中檢測到的發酵液都不是商品意義上的產品。在實際生產中，還需要經過沈澱、過濾、殺菌、裝瓶，才能得到成品酒或醋。葡萄酒還需要在壹定的設施和條件下(如橡木桶和酒窖)發酵，以獲得特定的風味和顏色。
3.提示:廠房、設備投資、原材料采購、工人數量和工資、產品種類、生產周期、銷售渠道、利潤等問題需要考慮。