(共23张PPT)
第13章 人体对营养物质的获取跨学科实践活动
设计简单装置，制作酸奶
第六单元 人体的生理活动
苏科版(新教材)生物八年级上册
学习目标
重点难点
依据乳酸菌代谢所需的环境条件、营养来源和产物等相关知识，科学选择便于消毒和密封的恰当容器，依据个人对食品的喜好合理选择相应食材和配料。
理解并控制影响乳酸菌发酵的复杂因素，解决制作过程中可能出现的各种问题，如发酵失败、酸奶品质不佳等。
1.通过自制酸奶的实践活动，了解乳酸菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识，牢固形成生物与环境相适应的观点，深刻认识生物多样性，正确认识人与自然的关系，逐步树立平衡膳食的科学理念。
2.遵循乳酸发酵技术和培养真菌的操作规范和程序，并能够正确、客观地评价物化成果，对整个主题实践活动进行全面、深入的反思，有力发展科学思维能力。
3.通过实践活动，积极形成乐于探索，严谨求实，理性质疑的科学态度。
课前须知
课堂导入
小调查：你平时喜欢喝酸奶吗？
同学们，平时喜欢喝酸奶吗？
那你们知道酸甜可口的酸奶是怎样制作出来的吗？
今天，我们就要开展一场有趣的跨学科实践活动 —— 设计简单装置来制作酸奶。
《中国居民膳食指南（2022）》提出，每人每天要摄人适量的牛奶或者相当量的奶制品。
酸奶是一种常见的奶制品，以鲜奶为原料，经过巴氏消毒后，在鲜奶中添加乳酸菌发酵制成。酸奶不仅保留了鲜奶的优点，而且经过发酵之后，鲜奶中的一些营养物质变得更加容易被人体消化和吸收。
新知讲授
设计简单装置，制作酸奶
新知讲授
设计简单装置，制作酸奶
制作酸奶要按照灭菌、接种、发酵、储存等乳酸菌发酵技术的操作规范和程序进行。制作时所用乳酸菌的种类、（图13-20）酸奶酵时间、发酵温度等不同，酸奶的酸度也会不同。适宜乳酸菌生长的pH般为6左右，如果酸奶的酸度太高，那么不仅不利于乳酸菌生长，还会刺激人体的肠胃，影响人体对营养物质的吸收。因此，在制作酸奶的过程中，需要测定酸奶的酸度，确定适宜的酸度范围。
新知讲授
设计简单装置，制作酸奶
测定并分析酸奶的酸度，探究口感适宜的酸度范围。
设计简单的恒温装置制作酸奶。
1、活动目标
2、材料用具
鲜奶（或纯奶)、原味酸奶（或乳酸菌入食品级泡沫恒温箱、发热材料（如绝缘加热线等）、温控器、防火隔热膜、温度计、干净的带密封盖子的容器、pH试纸（或酸度计）等。
新知讲授
活动1：理解酸奶制作原理
自主-合作学习
参考课本p23-25内容，思考：
1.思考：酸奶制作的关键微生物是什么？它的发酵作用会使牛奶发生哪些变化（如口感、营养）？
2.结合书本和网络资料，说说乳酸菌的生长需要哪些条件（温度、pH 等），为什么发酵过程需要恒温装置？
1.思考：酸奶制作的关键微生物是什么？它的发酵作用会使牛奶发生哪些变化（如口感、营养）？
新知讲授
关键微生物是乳酸菌；发酵作用使牛奶中的乳糖转化为乳酸（口感变酸），蛋白质凝固（质地黏稠），营养更易被人体吸收。
活动1：理解酸奶制作原理
2.结合书本和网络资料，说说乳酸菌的生长需要哪些条件（温度、pH 等），为什么发酵过程需要恒温装置？
新知讲授
乳酸菌生长需要适宜温度（约 37-40℃）、酸性 pH（适宜 pH 约 6 左右）；恒温装置可维持稳定温度，保证乳酸菌正常发酵。
活动1：理解酸奶制作原理
1
2
3
新知讲授
活动 2：设计与制作恒温装置
合作学习
参考课本p24图13-21相关内容，设计图：
小组合作设计恒温装置（参考材料：泡沫箱、加热线、温度计、温控器等），画出设计图，标注各部分作用。
食品级泡沫恒温箱
绝缘加热线
温控器
新知讲授
活动 3：制作酸奶，测定和分析酸奶的酸度
合作学习
参考课本p25图13-22相关内容，思考：
1.简要说明制作酸奶的步骤。
2.如何测定酸奶酸度？
3.各小组依据乳酸菌的种类、发酵时间、发酵温度等因素，设计相应的表格，将测得的数据填写在表格中。
4.分析数据，讨论影响酸奶酸度的主要原因。
灭菌
对鲜奶进行灭菌处理。
接种
加入适量原味酸奶(或乳酸菌)作为菌种。
发酵
将接种后的鲜奶放入自制恒温装置中发酵。
储存
发酵完成后进行储存。
新知讲授
活动 3：制作酸奶，测定和分析酸奶的酸度
1.简要说明制作酸奶的步骤
新知讲授
活动 3：制作酸奶，测定和分析酸奶的酸度
2.测定酸奶酸度
取适量自制酸奶，用 pH 试纸或酸度计等器材测定酸奶的酸度。
新知讲授
活动 3：制作酸奶，测定和分析酸奶的酸度
3.各小组依据乳酸菌的种类、发酵时间、发酵温度等因素，设计相应的表格，将测得的数据填写在表格中。
影响因素 参数设置 测量时间点 pH值 活菌数(CFU/mL) 酸度(%) 感官评价 备注
菌种类型 (如：嗜热链球菌) 0h 6.5 1.0×10 0.15 乳白色
6h 4.2 5.0×10 0.45 微酸味
12h 3.8 8.0×10 0.70 明显凝乳
发酵温度(℃) (如：37℃) 0h ... ... ... ...
6h ... ... ... ...
发酵时间(h) (如：24h) 中途取样点 ... ... ... ...
其他变量 (如：糖添加量) ... ... ... ... ...
新知讲授
活动 3：制作酸奶，测定和分析酸奶的酸度
4.分析数据，讨论影响酸奶酸度的主要原因。
乳酸菌种类：不同种类的乳酸菌产酸能力不同。
发酵时间：发酵时间越长，产酸越多，酸度越高。
发酵温度：温度对乳酸菌的活性有影响，适宜的温度能提高产酸效率。
（四）展示交流与评价
1.各小组展示本组选择或设计的恒温装置以及制作的酸奶产品；利用图片、视频等方式，从材料的选择、工程技术的运用等方面介绍恒温装置的制作思路，以及酸奶的制作过程。通过各小组活动测定的数据，分析发酵的温度和时间等因素对酸奶酸度的影响，确定口感适宜的酸度范围。
2.从稳定性、安全性、美观性等方面对制作的恒温箱进行自评或互评，从色泽、乳清析出、黏稠度等方面对酸奶产品进行自评或互评。各小组在评价的基础上，讨论并改进恒温箱和酸奶的制作工艺。
3、活动步骤
4、扩展研究
除乳酸菌外，酵母菌也可用于制作食品。依据酵母菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识，以面粉、酵母粉为材料，选择合适的厨具，按照发酵技术的操作程序制作馒头或面包，比较不同酵母菌菌种的发酵效果。
课堂小结
1．酸奶是生活中一种常见的饮品。酸奶制作过程中，起主要作用的微生物是（ ）
A．醋酸菌 B．酵母菌
C．乳酸菌 D．毛霉菌
2．某品牌酸奶的制作过程借鉴乌兰察布低温发酵工艺，口感细腻、益生菌活性更高。下列说法错误的是（ ）
A．用高蛋白质含量的牛奶做酸奶可使酸奶品质更优
B．低温长时间发酵可保留更多乳酸菌活性
C．发酵完成后添加果粒或蜂蜜可调节酸奶口感
D．酸奶的风味仅取决于发酵温度，与其他因素无关
C
课堂练习
D
3．酸奶因其独特的口感和丰富的营养，深受人们的喜爱。某校生物兴趣小组的同学想制作酸奶，查阅相关资料后，设计了简单的制作装置（如下图）。下列叙述正确的是（ ）
A．将牛奶加糖煮开的目的是加快溶解糖 B．牛奶冷却后加酸奶搅拌是进行接种
C．加酸奶搅拌后应选用甲瓶进行发酵 D．加酸奶后放在冰箱中发酵
课堂练习
B/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
第13章 人体对营养物质的获取
跨学科实践活动 设计简单装置，制作酸奶
年级 八年级 授课时间 1课时
课题 设计简单装置，制作酸奶
教材分析 本活动是第 13 章 “科学的饮食” 后的跨学科实践，融合生物学（乳酸菌发酵）、物理学（恒温控制）、工程技术（装置设计）等知识。教材要求学生通过设计恒温装置、制作酸奶、测定酸度，理解微生物代谢与环境条件的关系，培养科学探究和跨学科应用能力，同时强化食品安全与健康饮食意识。
教学目标 【知识目标】 1. 说明酸奶制作的原理（乳酸菌的发酵作用）及所需环境条件（温度、pH 等）。 2. 描述恒温装置的设计原理，解释其控制温度的机制。 3. 学会测定酸奶酸度的方法，分析发酵时间、温度对酸奶品质的影响。 【核心素养】 生命观念：通过乳酸菌发酵过程，理解生物代谢与环境的适应关系。 科学思维：基于实验数据（酸度、口感）分析影响发酵的因素，培养逻辑推理能力。 科学探究：经历 “设计方案→制作装置→实施实验→分析结果” 的完整过程，提升实验设计和操作能力。 跨学科实践：综合运用生物学、物理学知识设计装置，体会学科间的联系。 社会责任：认识食品安全的重要性，养成健康饮食的习惯。
教学重、难点 【教学重点】 1. 酸奶制作的原理（乳酸菌发酵）及关键步骤（灭菌、接种、发酵）。 2. 恒温装置的设计与制作（控制温度为乳酸菌提供适宜环境）。 【教学难点】 1. 分析不同发酵条件（温度、时间）对酸奶酸度和口感的影响。
2. 解决装置制作中可能出现的问题（如温度不稳定、灭菌不彻底等）。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 1.展示超市常见的酸奶产品图片，提问：“同学们都喝过酸奶，你们知道酸奶是如何从牛奶变成的吗？为什么酸奶会有酸味？” 2.引导学生结合生活经验猜测：“酸奶的制作可能与哪种微生物有关？需要哪些条件才能让它顺利发酵？” 3.明确活动主题：“今天我们将通过跨学科实践，自己设计恒温装置，制作酸奶，并探究影响酸奶口感的因素。” 1.观察图片，自由发言，猜测酸奶制作的可能过程（如 “需要细菌”“可能需要保温” 等）。 2.小组简短讨论，提出关于酸奶制作的疑问（如 “为什么要保温？”“酸奶的酸味从哪里来？”）。
新知探究 活动1：理解酸奶制作的原理 1.引导学生阅读教材第 23-24 页，提问： “酸奶制作的关键微生物是什么？它的代谢需要哪些条件？”（乳酸菌；适宜温度 37℃左右，酸性环境 pH≈6） 2.“乳酸菌发酵会使牛奶发生哪些变化？”（乳糖→乳酸，牛奶变酸、凝固） 播放乳酸菌发酵的微观动画，直观展示乳酸菌分解乳糖产生乳酸的过程。 3.强调实验关键步骤：灭菌（杀灭杂菌）、接种（加入乳酸菌）、发酵（恒温培养）、储存（低温保存）。 1.阅读教材，结合动画理解乳酸菌的代谢特点，记录关键信息（微生物种类、适宜温度、发酵产物）。 2.小组讨论：“为什么制作过程中需要灭菌？如果灭菌不彻底会有什么后果？”（防止杂菌污染导致牛奶变质）
活动2：设计与制作恒温装置 1.提出任务：“乳酸菌发酵需要稳定的温度（37℃左右），请小组合作设计一个简易恒温装置，材料可选用泡沫箱、加热线、温控器等。” 2.提供设计提示： (1)保温材料选择（泡沫箱保温性好）； (2)加热装置（绝缘加热线提供热量）； (3)温度控制（温控器监测并调节温度，防止过热）； (4)安全性（加热线需绝缘，避免短路）。 3.展示教材图 13-21（自制恒温装置示意图），引导学生画出设计图，标注各部分名称及作用。 4.巡视指导，对设计不合理的小组提出修改建议（如 “如何保证箱内温度均匀？”“温控器应放在哪个位置更精准？”）。 1.小组分工：讨论装置结构、绘制设计图、分配制作任务（如材料准备、组装、测试）。 2.设计图需包含：泡沫箱（外壳）、加热线（发热）、温控器（监测温度）、温度计（校准）、放置酸奶容器的空间。 3.展示设计方案，其他小组提出改进意见（如 “增加隔热膜减少热量损失”）。
活动3：制作酸奶并测定酸度 1.指导学生按步骤操作（参考教材第 24-25 页）： (1)灭菌：将鲜奶加热至沸腾（杀灭杂菌），冷却至 37℃左右； (2)接种：向鲜奶中加入少量原味酸奶（含乳酸菌），搅拌均匀； (3)发酵：将混合液倒入无菌容器，放入自制恒温装置，设置温度 37℃，发酵 6-8 小时； (4)测定酸度：发酵后用 pH 试纸检测酸奶的 pH 值，记录数据。 2.强调实验注意事项： (1)容器需提前煮沸灭菌； (2)接种时避免杂菌污染（操作前洗手）； (3)发酵时间需足够，观察酸奶是否凝固（成功标志：凝乳状、无异味）。 3.提供实验记录表（如下），指导学生记录变量与结果： 1.分组操作，严格遵循灭菌→接种→发酵流程，记录实验现象（如牛奶何时开始凝固）。 2.发酵完成后，用 pH 试纸测定酸度（对比标准比色卡读取 pH 值），品尝并描述口感（注意：仅品尝自制成功的酸奶，失败品需丢弃）。 3.分析数据：“发酵时间越长，酸度如何变化？温度过高对酸奶品质有何影响？”（时间越长酸度越高；温度过高会杀死乳酸菌，导致发酵失败）
活动4：展示交流与评价 1.组织各小组展示成果： (1)恒温装置（说明设计亮点，如 “用旧电热垫改造加热装置，降低成本”）； (2)酸奶产品（描述状态、酸度、口感）； (3)实验数据（分析温度、时间对酸度的影响）。 2.引导互评：从 “装置稳定性（温度波动范围）”“酸奶品质（无乳清析出、口感适中）”“创新性（材料回收利用）” 三个维度进行评价。 3.总结提升：“如何改进装置使温度更稳定？发酵时除了温度，还有哪些因素会影响酸奶品质？”（如乳酸菌种类、牛奶浓度等） 1.小组代表汇报实验过程与结果，展示设计图和数据记录表。 2.互评其他小组的装置和酸奶，提出改进建议（如 “在泡沫箱内加风扇使温度均匀”）。 3.反思本组实验的不足（如 “发酵时间不足导致酸度不够”），记录改进方案。
【习题巩固】 1．以下制作酸奶的步骤，顺序合理的是（ ） ①冷却 ②将牛奶和糖混合 ③煮沸 ④放在室内温暖的地方数小时 ⑤接种（加入一些购买的酸奶）并盖严盖子 ②③①④⑤ B．②③①⑤④ C．③②①④⑤ D．③①②④⑤ 【答案】B 【分析】微生物的发酵在食品、药品等的制作和生产中具有重要的作用，如制作酸奶时要用到乳酸菌。 【详解】家庭制作酸奶时，先将容器灭菌消毒，然后进行如下步骤：②将牛奶和糖混合（相当于配置培养基）→③煮沸（高温灭菌）→①冷却（40-43℃）→⑤接种（加入一些购买的酸奶）并盖严盖子→④放入容器中密封发酵（放在温暖的地方数小时），故ACD错误，B正确。 故选B。 2．奶豆腐是鲜奶发酵而成的形似豆腐的酸奶，制作流程大致如图所示，下列分析正确的是（ ） A．①菌种是醋酸菌 B．②有利于繁殖 C．③可以继续发酵 D．④可杀死杂菌 【答案】C 【分析】微生物的发酵在食品的制作中有重要的应用，如制作酸奶和泡菜要用到乳酸菌，酵母菌用于酿酒等。 【详解】A．酸奶发酵过程中加入的菌种是乳酸菌，乳酸菌可以在无氧条件下发酵生成乳酸，①菌种是乳酸菌，不是醋酸菌，故A错误。 B．②控出酸奶中的水分是为了将酸奶中多余的水分稀释出来，让酸奶变粘稠，是为了酸奶的风味，而不是利于繁殖，故B错误。 C．③容器密封后，制造无氧环境，乳酸菌在无氧的条件下产生乳酸。乳酸菌如果活跃起来，酸奶可以继续发酵，故C正确。 D．④低温冷藏对杂菌的生长繁殖可以起到抑制的作用，并不能够杀死杂菌。低温冷藏可以延长酸奶的保藏期，抑制乳酸菌的活性，抑制杂菌的生长繁殖，保持酸奶的风味，故D错误。 故选C。 3．小轩尝试制作酸奶，他需要的菌种是（ ） A．曲霉 B．酵母菌 C．醋酸菌 D．乳酸菌 【答案】D 【分析】微生物的发酵技术在食品、药品的生产中具有广泛的应用，如制馒头或面包和酿酒要用到酵母菌，制酸奶和泡菜要用到乳酸菌，制作腐乳要用到多种霉菌，制醋要用到醋酸杆菌，制酱要用到曲霉，制味精要用到棒状杆菌，利用青霉可以提取出青霉素等。 【详解】A．曲霉主要用于制作酱类、酱油等发酵食品，并不用于制作酸奶，A错误。 B．酵母菌常用于面包制作和酿酒等，其发酵产物主要是二氧化碳和酒精，与酸奶制作无关，B错误。 C．醋酸菌是酿醋过程中起主要作用的菌种，不能用于制作酸奶，C错误。 D．乳酸菌在无氧环境下，能将牛奶中的乳糖等糖类转化为乳酸，使牛奶呈现出酸奶特有的风味和质地，是制作酸奶等必需的菌种，D正确。 故选D。 4．酸奶因其独特的口感和丰富的营养，深受人们的喜爱。某校生物兴趣小组的同学想制作酸奶，查阅相关资料后，设计了简单的制作装置(如下图)。下列叙述正确的是（ ） A．将牛奶加糖煮开的目的是加快溶解糖 B．牛奶冷却后加酸奶搅拌是进行接种 C．加酸奶搅拌后应选用甲瓶进行发酵 D．乳酸菌发酵时产生了大量二氧化碳 【答案】B 【分析】酸奶是以鲜牛奶为原料，加入乳酸菌发酵而成，牛奶经乳酸菌的发酵后使原有的乳糖变为乳酸，易于消化，具有甜酸风味。 【详解】A．将牛奶加糖煮开的目的是灭菌，这样排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能，A错误。 B．接种就是把已有的菌种，用某种方式取少量的菌种，接到培养基上的过程。将酸奶加入牛奶中，相当于接种步骤，B正确。 C．甲瓶敞口，含有氧气，乙瓶加盖密封无氧气；乳酸菌属于厌氧菌，故应该选择乙瓶，C错误。 D．制作酸奶需要用到乳酸菌，乳酸菌属于细菌，在无氧气条件下乳酸菌通过分裂进行大量繁殖，分解糖类产生大量乳酸和少量的二氧化碳，D错误。 故选B。 5．某品牌酸奶的制作过程借鉴乌兰察布低温发酵工艺，口感细腻、益生菌活性更高。下列说法错误的是（ ） A．用高蛋白质含量的牛奶做酸奶可使酸奶品质更优 B．低温长时间发酵可保留更多乳酸菌活性 C．发酵完成后添加果粒或蜂蜜可调节酸奶口感 D．酸奶的风味仅取决于发酵温度，与其他因素无关 【答案】D 【分析】酸奶制作利用乳酸菌的发酵作用，乳酸菌在适宜温度下分解乳糖产生乳酸。发酵温度、原料成分、菌种活性等均影响酸奶品质和风味。 【详解】A．蛋白质是酸奶中重要的营养成分之一，高蛋白质含量的牛奶能为乳酸菌发酵提供更丰富的营养底物，有助于发酵过程的进行，还能使酸奶在口感、营养等方面品质更优，A正确。 B．乳酸菌在适宜温度下发酵，低温环境相对更温和，长时间发酵能在一定程度上避免高温对乳酸菌活性的破坏，从而保留更多乳酸菌活性，B正确。 C．果粒能增加酸奶的口感丰富度和咀嚼感，蜂蜜可增加甜味，在发酵完成后添加果粒或蜂蜜能根据不同需求调节酸奶口感，C正确。 D．酸奶的风味受多种因素影响，除发酵温度外，还与所用牛奶的品质、乳酸菌的种类和数量、发酵时间、是否添加其他配料（如果粒、蜂蜜等）等因素有关，并非仅取决于发酵温度，D错误。 故选D。 在习题巩固环节，学生将完成以下活动： 独立完成5道选择题
课堂小结 1.引导学生梳理本次活动的核心知识： 酸奶制作原理：乳酸菌发酵（乳糖→乳酸）； 关键条件：适宜温度（37℃左右）、无菌环境； 跨学科应用：生物学（微生物代谢）+ 物理学（温度控制）+ 工程技术（装置设计）。 2.强调食品安全：自制酸奶需冷藏且储存时间短，购买市售酸奶时需关注生产日期和保质期。
板书设计 第14章 人体内物质的运输 第2节 血管与心脏（第1课时）
课后作业
教学反思 1.学生在装置设计中可能出现温度控制不精准的问题，需提前准备备用加热装置（如电热垫）作为替代方案。 2.发酵过程耗时较长，可提前 1 天安排学生完成接种和发酵，课堂上仅进行测定和交流，提高效率。 3.部分学生可能忽视无菌操作导致实验失败，需强化 “灭菌” 步骤的重要性，可演示污染样本与成功样本的对比。 4.跨学科目标达成较好，学生能将物理中的热传递知识应用于装置设计，但数据分析能力需加强（如绘制酸度 - 时间曲线）。
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