第一篇:乙醇發(fā)酵實驗
乙醇發(fā)酵實驗
一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析
乙醇發(fā)酵實驗是必修一《分子與細胞》中第三章“細胞的代謝”第四節(jié)“細胞呼吸”中一個演示實驗。發(fā)酵作為呼吸的一種在日常生活中時有接觸,為學(xué)習(xí)《細胞呼吸》這一節(jié)的理論打下實踐基礎(chǔ)。此演示實驗對日常生活或是工業(yè)生產(chǎn)都有重要意義,是制酒關(guān)鍵性過程。本實驗教師演示為主,在實驗過程中共同理解實驗條件,學(xué)習(xí)實驗原理性的理論知識,最后布置興趣性實驗,讓學(xué)生用學(xué)到的理論知識嘗試在課外做果醋、果酒。
二、學(xué)習(xí)者分析
學(xué)生在學(xué)習(xí)本次演示實驗之前,已經(jīng)基本了解細胞呼吸的概念和原理,學(xué)習(xí)了有氧呼吸和無氧呼吸等理論性知識。此外,學(xué)生在日常生活中時常接觸“發(fā)酵”的概念,對發(fā)酵得到的產(chǎn)品十分熟悉,學(xué)生在學(xué)習(xí)了部分原理性知識后,迫切希望了解日常生活中的酒、果醋、醬油。酸奶等是怎么制作的。而且,高二的學(xué)生已經(jīng)具備較好的假設(shè)、演繹、抽象和系統(tǒng)的思維,并且本班學(xué)生好奇心旺盛,愛思考,愛提問,動手能力極強,對演示實驗具有濃厚的興趣。
三、教學(xué)重難點設(shè)計
1、教學(xué)重點:理解乙醇發(fā)酵實驗的原理。
2、教學(xué)難點:乙醇發(fā)酵實驗的操作性演示以及實驗過程中現(xiàn)象的解釋分析。
四、教學(xué)目標設(shè)計
1、知識與技能目標:理解乙醇發(fā)酵的原理。
2、過程與方法目標:掌握乙醇發(fā)酵實驗的各個步驟。
3、情感態(tài)度價值觀目標:樹立嚴謹認真的科學(xué)實驗觀。
五、教學(xué)過程
1、實驗導(dǎo)入
同學(xué)們在日常生活肯定都見過酒,不少同學(xué)可能還喝過,那同學(xué)們知道“酒”是怎么制作出來的么?(學(xué)生活動:發(fā)酵)
在學(xué)習(xí)了細胞的有氧呼吸和無氧呼吸之后,我們都知道“發(fā)酵”的實質(zhì)是細胞的無氧呼吸。今天在課堂上我們一起來動手來制制酒。
2、演示實驗
給同學(xué)五分鐘時間瀏覽課本P78頁的實驗操作內(nèi)容,瀏覽實驗后面的4個問題。在同學(xué)看書的5分鐘時間里,教師準備一切實驗用具,將實驗所用器材擺放在全班同學(xué)都能看到的地方,準備就緒。5分鐘后,老師開始演示實驗。
(1)首先取10%葡糖糖溶液30ml注入廣口瓶中,并置于35℃水浴中預(yù)熱。
(2)取于酵母3g,用15ml、30℃溫水化開后,立即倒入預(yù)熱過的廣口瓶中,充分振蕩,使葡萄糖與酵母混合,混合液應(yīng)該占廣口瓶容積1/3左右。
(3)迅速向混合液表面滴加一薄層液體石蠟。用帶玻璃導(dǎo)管的橡皮塞塞住廣口瓶,讓玻璃導(dǎo)管的另一端伸入大試管的液面以下,并將廣口瓶置于30℃左右的水浴中。
3、同學(xué)仔細觀察老師在實驗中的操作,結(jié)合實驗討論思考為什么要這么操作。學(xué)生觀察最后的實驗結(jié)果,得出實驗最終產(chǎn)物。
4、教師通過本次實驗講解乙醇發(fā)酵
5、師生共同探討解決書本P79頁實驗討論問題
(1)廣口瓶、大試管內(nèi)出現(xiàn)哪些?拔掉廣口瓶的塞子后會聞到什么氣味?試分析其中的原因。
(答案:廣口瓶內(nèi)液面有些許下降,大試管中出現(xiàn)氣泡。拔掉廣口瓶的塞子后會聞到酒味。因為酵母菌無氧呼吸將葡萄糖氧化成酒精。)
(2)為什么在廣口瓶中要加入30mL10%的葡萄糖溶液,并置于35℃水浴中預(yù)熱?(答案:葡萄糖是原料,溶液顆粒小更容易被酵母菌利用,35℃的水浴易于酵母菌生長繁殖,利于最大程度提高酶活性。)
(3)為什么在廣口瓶的混合液表面滴加一薄層液體石蠟?
(答案:防止產(chǎn)生的二氧化碳從廣口瓶中溢出,從而在大試管中看不到氣泡。同樣,產(chǎn)生的酒精易于揮發(fā),液體石蠟?zāi)芊乐咕凭珦]發(fā)。)
(4)實驗中為什么要使酵母懸液與葡萄糖溶液充分混合,并將廣口瓶置于30℃水浴中?(答案:兩者充分混合,更利于酵母菌利用葡萄糖,30℃的水浴易于酵母生長繁殖,也有利于保證較高的酶活性。)
六、教學(xué)設(shè)計方案的評價與修改。(課后)
七、板書設(shè)計
演示實驗:乙醇的發(fā)酵
第二篇:發(fā)酵課實驗心得
發(fā)酵課實驗心得
“實踐是檢驗真理的唯一標準”,通過這十幾周的實驗課,讓我對這句話有了更加深刻的理解。大學(xué)三年來,我們雖然學(xué)到了很多專業(yè)知識,涉獵的范圍也非常廣泛,但是這些理論知識很少有機會讓我們運用,即便是配套的實驗課,也都是按照已經(jīng)給定的操作步驟一步步的進行,而這次的食品發(fā)酵學(xué)實驗課,從實驗原理到實驗程序,都是由我們自己來完成的,那種邊操作邊探索的樂趣正是我們所需要的。
在這次的實驗課中,合作是我所感受到的另一個正能量,我們小組共有7個人,雖不是什么俊男靚女,但卻能積極的貢獻自己的力量,努力完成自己的任務(wù)。有了合作,團隊的效率也提高了,而且我們小組成員的積極性很高,通過這次試驗,大家都學(xué)到了知識,也都有所收獲。
這次的實驗課我們做的產(chǎn)品是香蕉草莓復(fù)合型果酒,總體來說是比較成功的。不管是成功還是不足,我們都學(xué)到了很多,相信在我們以后的工作和學(xué)習(xí)中會給我們提供許多幫助。
第三篇:有機垃圾發(fā)酵處理實驗
廚余垃圾發(fā)酵實驗
一、實驗?zāi)康膹N余垃圾的發(fā)酵處理是其無害化、資源化處理的最重要途徑之一。通過本實驗,使得學(xué)生了解有機垃圾發(fā)酵處理的特點及其影響因素。知道如何準備發(fā)酵原料,如何控制發(fā)酵各參數(shù)條件等。
二、實驗原理
廚余垃圾發(fā)酵屬于厭氧發(fā)酵。厭氧處理在廢棄物處理上大多用于水處理,在生活垃圾的處理上用的較少,尤其是我國。厭氧發(fā)酵也叫厭氧消化、沼氣發(fā)酵、甲烷發(fā)酵,是將復(fù)雜有機物在無氧條件下利用厭氧微生物:發(fā)酵性細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氫耗乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌、食乙酸產(chǎn)甲烷菌等降解生成N、P等無機化合物和甲烷、二氧化碳等氣體的過程。
厭氧處理方法無論是在水處理還是有機垃圾處理發(fā)面原理都是一樣的,都存在三階段理論。
第一階段為水解發(fā)酵階段,是指復(fù)雜的有機物在微生物胞外酶的作用下進行水解和發(fā)酵,將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)如:單糖、氨基酸等為后一階段做準備。
第二階段為產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段,該階段是在產(chǎn)酸菌如膠醋酸菌、部分梭狀芽孢桿菌等的作用下分解上一階段產(chǎn)生的小分子物質(zhì),生成乙酸和氫。這一階段產(chǎn)
酸速率很快,致使料液pH值迅速下降,使料液具有腐爛氣味。
第三階段為產(chǎn)甲烷階段,有機酸和溶解性含氮化合物分解成氨、胺、碳酸鹽和二氧化碳、甲烷、氮氣、氫氣等。甲烷菌將乙酸分解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳,利用氫將二氧化碳還原為甲烷,在此階段pH值上升。
這三個階段當中有機物的水解和發(fā)酵為總反應(yīng)的限速階段。一般來說,碳水化合物的降解最快,其次是蛋白質(zhì)、脂肪,最慢的是纖維素和木質(zhì)素。
三、實驗材料、儀器及要求
1.實驗原料
本實驗的原料來自于學(xué)校學(xué)生食堂餐廚垃圾, 成分為: 菜葉(蔥葉、芹菜葉、白菜葉等)、海鮮(蝦皮、蟹殼、魚刺等)、泔腳(蛋殼、面條、剩菜等); 不含塑料、玻璃、石塊等大塊無機固體。接種污泥為污水處理廠的污泥。
2.發(fā)酵反應(yīng)器
KL-LJFJ-1型發(fā)酵處理反應(yīng)器,發(fā)酵反應(yīng)器容積為30L,帶有機械攪拌,加溫恒溫系統(tǒng)??蓽y量發(fā)酵溫度,并恒定控制發(fā)酵溫度。
3.測定內(nèi)容
(1)初始及發(fā)酵結(jié)束時,測定堆肥材料的含水率(MC)、總固體(TS)、揮發(fā)性固體(VS)、碳氮比(C/N)、甲烷體積;
(2)發(fā)酵過程中,發(fā)酵材料的溫度、pH值。
4.分析和記錄儀器
烘箱、馬弗爐、天平、TOC和TN測定儀、數(shù)據(jù)檢測記錄儀、計算機。
四、實驗分析方法
1.實驗原料的TS、VS測定:
TS即總固體,又稱干物質(zhì),是指發(fā)酵原料除去水分后所剩余的物質(zhì);VS即揮發(fā)性固體,是指原料總固體中除去灰分以后所剩余的物質(zhì)。TS、VS測定方法如下:
(一)TS測定方法
固體含量是厭氧消化的一個重要指標,反映了反應(yīng)器處理效率的高低??偣腆w含量的測試方法采用烘干法,即將原料在105℃下烘干至恒重。此時物質(zhì)的質(zhì)量就是該樣品 的總固體含量。
TS=樣品中TS質(zhì)量W干?100%樣品質(zhì)量Ws
(二)VS測定方法
將在105℃下烘干的原料放在500~550℃溫度下灼燒1h,其減輕的質(zhì)量就是該樣品揮發(fā)性固體量。
VS=樣品中TS質(zhì)量W干-樣品灰分質(zhì)量W灰
樣品TS質(zhì)量W干?100%
2.實驗原料的TOC、TN測定
五、實驗步驟
1.原料準備
對于植物性垃圾首先將其搗碎混勻,取樣測定TS、VS,加入水調(diào)其TS為20%左右,然后采用NaHCO3調(diào)節(jié)其pH值,使其值維持在7.5左右。按照菌料比1:3配裝污泥。
2.投入原料
開啟KL-LJFJ-1型發(fā)酵處理反應(yīng)器,設(shè)置加熱桶溫度(45~60℃)。將實驗步驟1中準備的原料投入發(fā)酵反應(yīng)器中。開啟攪拌。開始發(fā)酵實驗,并記錄實驗數(shù)據(jù)。
2.觀察實驗現(xiàn)象
發(fā)酵過程中,觀察收集氣體的量以及氣體釋放速度。
第四篇:利用丙酮丁醇發(fā)酵廢水偶聯(lián)乙醇發(fā)酵的研究(模版)
利用丙酮丁醇發(fā)酵廢水偶聯(lián)乙醇發(fā)酵的研究*
左文樸1 裴建新1 龐浩
1黃志民1 黎貞崇1
韋宇拓2 黃日波1, 2
(1.廣西科學(xué)院國家非糧生物質(zhì)能源工程技術(shù)研究中心,廣西 南寧 530003;2.微生物及植物遺傳工程教育部重點實驗室,廣西 南寧 530005)
摘要:丙酮-丁醇發(fā)酵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢液,本研究以一株從自然環(huán)境中分離得到的釀酒酵母GXAS-BT9作為發(fā)酵菌株,利用丙酮-丁醇發(fā)酵的廢液作為乙醇發(fā)酵的配漿用水,進行乙醇發(fā)酵。實驗結(jié)果表明:GXAS-BT9菌株的乙醇發(fā)酵產(chǎn)率隨著廢液比例的升高而增加,即使使用100%廢液作為配漿用水,玉米粉和木薯粉作為原料的的乙醇產(chǎn)率分別達到14.27%(v/v)和14.26%(v/v),比對照分別提高了14.7%和9.6%。本研究將丁醇發(fā)酵與乙醇發(fā)酵偶聯(lián)起來,實現(xiàn)了水的循環(huán)利用,同時大大減少了污水的排放量。
【關(guān)鍵詞】 丙酮-丁醇發(fā)酵 廢水 乙醇發(fā)酵 偶聯(lián) 中圖分類號: 文獻標識碼:
文章編號:
Study of resuing the waste water of acetone-butanol fermentation by coupling alcoholic
fermentation Zuo Wen-pu1 Pei Jian-xin1 Pang Hao1 Huang Zhi-min1 Li Zhen-chong1 Wei Yu-tuo2
Huang Ri-bo1, 2
(1.National Engineering Research Center for Non-food Biorefinery, Guangxi Academy of Science, Nanning 530003, Guangxi;2.Key Laboratory of Microbial and Plant Genetic Engineering of Ministry of Education, Guangxi University, Nanning 530005, Guangxi)
Abstract: A lot of waste water was produced from Acetone-butanol fermentation, this research take use of strain GXAS-BT9, which was a Saccharomyces cerevisiae separated from the natural environment, as the ethanol fermented strain and the waste water from Acetone-butanol fermentation as fermentation water.The results show that the ethanol production rate increase with the increase of the proportion of wastewater, ethanol production rate increase 14.7% and 9.6% when using cornmeal and cassava meal, reached 14.27%(v/v)and 14.26%(v/v)respectively.Coupling the Acetone-butanol fermentation and ethanol fermentation will solve the water recycling and reduce the sewage discharge greatly.Key words: AcetoneRediscovering a Renewable Fuel [J].BioWorld Europe,2006,:16-19.Zverlov V., Berezina O., Velikodvorskaya G., et al.Bacterial Acetone and Butanol Production by Industrial Fermentation in the Soviet Union: Use of Hydrolyzed Agricultural Waste for Biorefinery [J].Applied Microbiology and Biotechnology,2006,71(5):587-597.[3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Knoshaug Eric, Zhang Min.Butanol Tolerance in a Selection of Microorganisms [J].Applied Biochemistry and Biotechnology,2008,Lee S.Y., Park J.H., Jang S.H., et al.Fermentative Butanol Production by Clostridia [J].Biotechnol Bioeng,2008,101(2):209-228.王凱軍, 秦人偉.發(fā)酵工業(yè)廢水處理[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000.王宇新, 劉學(xué)選.光合細菌法綜合處理丙酮-丁醇發(fā)酵廢水 [J].水處理技術(shù),1995,21(5):291-294.周忙扣, 趙傳義.厭氧-好氧生物法治理酒精醪液 [J].江蘇環(huán)境科技,2000,13(4):10-12.Keis S., Bennett C.F., Ward V.K., et al.Taxonomy and Phylogeny of Industrial Solvent-Producing Clostridia [J].Int J Syst Bacteriol,1995,45(4):693-705.陳陶聲, 陸祖祺.發(fā)酵法丙酮和丁醇生產(chǎn)技術(shù)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1991.Kurtzman C.P., Fell J.W.The Yeasts, a Taxonomic Study, 4th Ed.[J].Amsterdam: Elseviers Scientific,1998,35:165-168
第五篇:酵母菌發(fā)酵實驗[小編推薦]
酵母菌發(fā)酵實驗
一、實驗在教材中所處的地位與作用
本實驗位于生物學(xué)八年級上冊第五單元第五章第二節(jié)人類對細菌和真菌的利用。酵母菌在日常生活中很常用,可以用來發(fā)包子、饅頭和釀酒,很具有代表性。該實驗屬演示實驗,可直觀地向?qū)W生展示酵母菌發(fā)酵現(xiàn)象,在實驗過程中觀察到液體中冒氣泡,同時氣球脹大,說明酵母菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生了氣體,與生活聯(lián)系緊密,還可鼓勵學(xué)生自己動手實踐。
二、實驗原型及不足之處
實驗原型:生物學(xué)八年級上冊教材P71 演示實驗 發(fā)酵現(xiàn)象 在一杯溫開水中加入一大勺糖和一小包酵母,進行攪拌。將這個杯子中的液體倒入透明的礦泉水瓶或玻璃瓶內(nèi),再往瓶內(nèi)加一些溫開水。將一個小氣球擠癟套在瓶口。將瓶子放在教室內(nèi)的窗臺上,每天觀察瓶中的情況,看看瓶中的液體會不會冒出氣泡,氣球會不會脹大。不足之處:該實驗觀察到液體中冒氣泡,同時氣球脹大,說明酵母菌發(fā)酵并產(chǎn)生了氣體,但無法測知發(fā)酵過程中產(chǎn)生的是何種氣體,也無法深入理解酵母菌在日常生活中的應(yīng)用。
三、實驗創(chuàng)新與改進之處
1、改用一個帶橡膠塞的錐形瓶。
2、瓶口插一根“Y”形玻璃導(dǎo)管,排氣端分別連擠癟的小氣球 和橡膠管,橡膠管再連一根直的玻璃導(dǎo)管,橡膠管用夾子夾住。(見后圖)
3、另用一個玻璃杯盛半杯澄清的石灰水,用來檢測氣體。
4、經(jīng)過改進之后,就可以檢測發(fā)酵過程中產(chǎn)生的是何種氣體 了。
四、實驗器材
1、錐形瓶一個,“Y”形玻璃導(dǎo)管一根,直玻璃管一根,橡膠 管一根,夾子一個,小氣球一個,捆扎帶一根,玻璃杯兩個。
2、一杯溫開水,一大勺糖,一小包酵母,半杯澄清的石灰水。
五、實驗原理及裝置說明
1、實驗原理:酵母菌是兼性厭氧型真菌,喜歡含糖的環(huán)境,有氧時將葡萄糖分解成co2和水,無氧時將葡萄糖分解成酒精和二氧化碳,同時都釋放出能量。
2、裝置如下圖:
六、實驗過程
1、在一杯溫開水中加入一大勺的糖和一小包酵母,進行攪拌。將混合液倒入錐形瓶時,再將瓶內(nèi)加一些溫開水。
2、按上面裝置圖連接好,放在溫暖的地方。
3、經(jīng)過一段時間后,觀察到液體中冒氣泡,氣球脹大,說明
酵母菌發(fā)酵過程產(chǎn)生了氣體。
4、將玻璃導(dǎo)管伸入澄清的石灰水中,取下夾子,將氣球內(nèi)氣 體擠入澄清石灰水中,澄清的石灰水變渾濁,說明發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體是co2。
5、打開錐形瓶蓋,聞一聞有酒的氣味,嘗一嘗有酒的味道,說明無氧時酵母菌發(fā)酵還產(chǎn)生了酒精。
6、酵母菌在生活中的應(yīng)用:發(fā)饅頭、包子,釀酒,你愿課后 試一試嗎?
七、實驗效果
不僅觀察到氣泡和氣球脹大,還檢測出發(fā)酵產(chǎn)生的氣體是co2,同時聞到了酒的氣味,嘗到了酒的味道,還可以嘗試用發(fā)酵液去發(fā)包子。實驗和教學(xué)效果明顯。
八、自我評價
1、器材易得,裝置和過程不復(fù)雜,易實施。
2、比原實驗更深入,也緊密聯(lián)系了生活實際。
3、現(xiàn)象明顯,效果突出。