基因信息：保护·歧视·掠夺
王德彦
??随着人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）的实施和进展，基因伦理学已引起广泛关注。国际人类基因组组织（HUGO）从一开始就明确规定要进行相关的伦理、法律和社会问题（ethical, legal, and social implication, ELSI）研究。国际相关组织，如联合国教科文组织(UNESCO)、世界卫生组织（WHO）等纷纷发表宣言、指南等涉及伦理问题的文件，以保证人类基因组计划的顺利实施。本文试图从三个方面对涉及基因信息保护的伦理问题作一初步评述。
?? 基因信息的保护
?? 每个人都有权决定是否需要知道自己的基因信息。如果当事人（遗传学上称为“携带者”）携有某种致病基因，那么，其同胞兄妹就有较高的风险。当某个家庭发现某种致病基因的携带者后，如果医学上有能力对此疾病进行干预，那么应将当事人的基因信息告知给其亲属，这是符合“有益于他人”的原则的。但如果医学上目前还无法治疗和预防此种疾病，那么同一个行为又违反了“有益于他人”的原则。人类基因组计划拓展了传统的医患关系。传统的医患关系只涉及医生和患者本人，而由于基因知识的进展，当医生面对一个患者时，医生必须考虑携有与携带者相似基因的人群的利害关系。这也是未来医患关系中值得研究的一个新课题。基因信息的立法保护已迫在眉睫，法律应对基因拥有者的权利和义务作出明确规定。
?? 国际人类基因组组织伦理学委员会认为：“家庭是种种（法律的、道德的、社会的以及生物学的）关系的核心，不管家庭的法律界定以及家庭的不同社会和文化构型如何，遗传研究可产生的遗传信息对直系亲属十分重要。”据《纽约时报》报道，一名患卵巢癌的老年妇女检测了自己乳腺癌的突变基因，目的是为了她两个已成年的女儿。当她把自己携有乳腺癌致病基因的消息告诉她的女儿时，她的两个女儿极为震惊，以致有两年多的时间没有与她们的母亲说话，因为她们不想知道这个消息。所以，国际人类基因组组织在《关于遗传研究正当行为的声明》中表明：“同意（consent）参加的知情权决定可以是个人的、家庭的或社区的人群层次。”这说明基因主体不是单纯的个人。
?? 尽管基因信息的保护是受检者个人的权利，但受检者是否需要事先将受检的消息以及事后将基因检测的结果告知其亲属，仍是个问题。当某人知道自己在将来的某一天要发病，而又不能对亲人讲述，其心理的痛苦是巨大的。检测结果即使是阴性的，对受检者有时也会产生心理压力，因为受检者的阴性结果可能会使他与整个家族的其他成员产生隔阂，或者有可能被视为这个家庭的“另类”。法律应对基因知情权的范围作出规定，伦理学上也应该对此作出辩护性的或辩驳性的分析。否则，对基因信息的检测和保密就会面临两难境地。美国医院管理协会的《病人权利法案》规定：“病人有对与其有关的谈话和记录要求保密的权利”。国际人类基因组组织伦理学委员会认为：“直系亲属之获得样本应该给予特殊的考虑。在罹患或传播严重疾患的风险很高，而预防或治疗又可得时，直系亲属应该获得储存的DNA，以了解他们自己的状况。在机构层次和研究关系内，这些例外情况都应广泛地让人知晓。”可见病人与其亲属成员之间的基因联系是贯彻知情同意原则的一个困惑。
?? 由于人类基因组知识的迅速发展，医生对患者基因信息的了解变得非常容易，因此医生也就自然地成为了个人基因信息保护的焦点。如果医生对患者的基因信息有所了解，那么他应保守秘密，还是应对携带该基因的相关人员予以警示？医生的责任是救死扶伤，尤其在预防和治疗都十分有效的情况下；但医生保守有关患者基因信息的秘密，又是患者对其信任的基础。在责任和信任之间，医生到底应作何种选择？例如有一患者，其基因检测显示阳性，却没有告诉她的亲属。几年后，患者的姐姐被发现患了转移性癌。事发后，遗传咨询师担心她的姐姐会控告他：“你为什么不给我打个电话，告诉我：你妹妹已检出阳性，你也应做一个相应的基因检测？”可见，在基因信息的保护上，无论是患者还是医生都面临着前所未有的困惑。
?? 如果基因检测表明某人患有某种遗传性疾病，医生是否可以告诉其正打算怀孕或已经怀孕的姐妹？把这种不祥的消息告诉给患者的家庭成员，使他们心里布满乌云，而医务界目前对此疾病又束手无策，这符合道德吗？笔者认为，在不伤害受检者的条件下，对某些可能加以有效干预的遗传疾病，医生有责任向有关亲属提出建议；对于那些医学还不能进行有效干预的遗传疾病，医生则不应该告诉患者的亲属。
?? 尊重基因提供者是人类基因组研究中的一个重要原则。它包含两层伦理学意义：一是任何个人都必须被看作是自主的，二是没有自主能力的人，如儿童、精神障碍者同样应受到尊重和保护。强调人的自主性和尊重人是现代生命伦理学的基石。国际人类基因组组织认为，“理解研究的性质，风险和受益，以及其他任何可供选择的办法是很关键的。这种同意应摆脱科学的、医学的或其他权威的强迫”；“参加者就从他们那里取得的材料或信息的储存或其他用途所做出的任何选择（choice）应该得到尊重，是否要知道伴随的研究成果的选择也应得到尊重”。在联合国教科文组织《关于人类基因组与人权问题的世界宣言》中，也有多处讲到基因信息的保护问题：“在任何情况下，均应征得当事人预先同意，若当事人不予同意，相关的认可或授权亦应依照法律和当事人的意愿而获得”；“通知当事人基因检验结果与否应由当事人自己决定，这一权利应当得到尊重”。由此可见，在收集、储存和使用人类基因信息时，尊重自由的知情的同意以及尊重隐私和保密，是合乎伦理的研究行为的基石。
?? 值得注意的是，个人对基因信息的保护是相对的。这种相对性主要表现在两个方面。一是个人与国家的关系。个人生活于社会之中，其个人利益应该与国家、社会的利益相协调。所以我国的《人类遗传资源管理暂行办法》规定：“国家对重要遗传家系和特定地区遗传资源实行申报登记制度，发现和持有重要遗传家系和特定地区遗传资源的单位和个人，应及时向有关部门报告。未经许可，任何单位和个人不得擅自采集、收集、买卖、出口、出境或以其他形式对外提供。”“人类遗传资源及有关信息、资料，属于国家科学技术秘密的，必须遵守《科学技术保密规定》。”二是对个人基因信息的保护是建立在“知情同意”的基础上的，而由于受检者的不同情况，如年龄、文化程度、精神状况等，尽管实验者尽了最大的努力，受检者的理解程度仍有所不同。这就要求实验者必须用通俗的语言来说明。尽管如此，受检者对信息的理解仍具有相对性。当然，必要时可以通过代理同意(proxy consent)。承认知情同意权的相对性，并不意味着为它辩护，而是要提醒实验者在交流的过程中尽量减少误解和曲解，使个人的基因信息得到真正有效的保护。
?? 基 因 歧 视
?? 基因歧视与基因信息的保护是密切联系的，因为“隐私和歧视是相关的一个整体”。但基因歧视与基因信息的保护又有明显的区别。保护基因信息是基因主体主动发出的要求，而基因歧视则是别人对基因携带者的态度，是基因主体要避免的行为。
?? 除了医生出于诊断和治疗的需要而了解个人的基因信息外，别人有权了解个人的基因信息吗？基因信息的泄露可能会给个人、家庭甚至后代带来伤害。个人的基因缺陷可能会使家庭遭到歧视，少数民族可能由于某种基因缺陷而得到不公正的对待，后代可能因为上代人的基因缺陷而受到社会的歧视。正因为如此，联合国教科文组织认为：“从生物学、遗传学及医学的有关人类基因组的研究进展中所获益处，应在个人尊严与人权得到保障的条件下让人人受益。”所以，人类基因组计划以及基因组知识的应用不应给患者、当事人、受检者造成伤害，也不应该给利益相关者如家庭成员、社区成员造成伤害。在利益与危险均存在时应权衡利害得失，对造成的损害要给予赔偿。基因拥有者有权随时退出实验，而不得损害其医疗和卫生保健的质量。怎样处理好个人、家庭与社区之间的价值平衡，避免基因伤害和基因歧视，确实是基因伦理学研究的一个重要课题。
?? 人们比较关注的基因歧视有拒绝保险、就业歧视和以保护第三者为名行基因歧视之实等。保险公司作为经济实体追求利益最大化是无可厚非的，但它是否有权查看投保人的基因图谱？我国的《保险法》明确规定，投保人不能“故意隐瞒事实”，不可“不履行如实告知义务”。问题是个人的基因图谱是否属于保险法所说的“事实”？如果答案是肯定的，保险公司就具有了检测投保人基因信息的法定权利，检测投保人基因信息就不能视为基因歧视。如果答案是否定的，保险公司就不具有检测投保人基因信息的法定权利，检测投保人的基因信息就构成了基因歧视。
?? 在就业方面，从职业环境来考虑，调查某些人员是否适合做某种工作，是出于保护劳动者的目的，但当人类基因检测成为判断某人对环境的易感性的手段时，这项技术就有被滥用的可能，甚至会出现打着保护劳动者的旗号行职业歧视之实。用人单位还可能利用保护第三者的借口进行职业歧视，如航空公司可能利用基因检测来拒聘具有某种基因倾向的人。航空公司有权检测应聘人的遗传信息吗？
?? 我国的《未成年人保护法》规定：“任何组织和个人不得披露未成年人的个人隐私。”基因作为记录个人生命信息的分子，应视为个人隐私。我国的《义务教育法》规定：“父母或者其他监护人必须使适龄的子女或者被监护人按时入学。”但是父母在决定对孩子进行教育投资之前，是否有权知道其子女的基因信息？父母通过基因检测了解到某一子女不值得教育投资，就有可能不送孩子入学。这就构成了基因歧视。
?? 基因歧视不仅是个体伦理学研究的范围，还与国际政治及法律有密切关系。在国际上，《人权世界宣言》、《关于经济、社会、文化及公民的政治权》、《关于种族犯罪的防范和惩治条例》、《消除所有形式的种族歧视》、《关于弱智者的人权》、《关于残疾人人权》、《关于儿童的权利》、《关于残疾人的平等机会方案的联合国准则》、《反对教育上的种族歧视》、《关于就业和职业方面的歧视的公约》（No. 111）等，都与基因歧视有密切关系。这些国际性文件的着眼点是防止对某些人群的歧视。科学家在从事人类基因研究时，应注意与上述国际法规相协调，避免造成基因歧视。当然，基因歧视不同于通常意义上的残疾人歧视。基因歧视是建立在基因型上，所涉及的不仅仅是个人，而且可能是家庭成员或社区成员。
?? 这里涉及到一个更加根本的问题：携带者是患者吗？基因缺陷者是残疾人吗？从基因型到表现型的实现还需要环境的作用。这里我们要防止陷入基因决定论的泥潭。随着人类基因组全图的破译，科学家们发现人类基因的数量远比预期的要少。一个基因最终是否会表达出来，还要受到周围诸多因素的影响。携带一个隐性的致病基因，或者携带某一缺陷基因，并不表明其个体就一定会发病。我们应该避免由于基因知识的进步而导致基因歧视。国际人类基因组组织伦理学委员会认为：“参与或不参与研究事实本身，拒绝警告有危险的亲属或退出的决定，死后还不能获得有关的信息，都会影响目前和未来亲属的利益。与获得、储存及销毁样本有关的共同生物学风险，形成特殊的利益和道德义务，有时会比个人的愿望更重要。然而由于可能的歧视，在第三方机构方面，例如雇主、保险公司、学校和政府机构，必然会有不同的反应。为避免蒙受耻辱，参加检测之前接受咨询也是必要的。程序的标准化和样本的保护不可缺少。”可见，对基因歧视的把握比通常意义上的社会歧视可能更加困难。
?? 基 因 掠 夺
?? 这是基因研究中涉及国与国之间的伦理学问题。当基因信息成为一种资源时，它就关系到国家的利益。目前，发达国家以生物技术的转移和扩散为借口，对发展中国家的生物资源进行掠夺的种种计划十分引人注目。虽然这些计划是以全人类利益的名义而实施的，但天底下没有免费的午餐。这些计划所隐藏着的对发展中国家的歧视性和侵略性的倾向是必须加以认识的，它将有可能使发展中国家永远处于被支配和剥夺的劣势地位。
?? 在后殖民主义时代，不仅技术常常负载价值，资金也负载价值。发达国家一方面以“技术合作”、“技术培训”、“合作开发”为借口，行技术统治之实。发达国家利用所掌握的先进的基因技术，包括分析、合成等设备掠夺发展中国家的基因资源。另一方面，发达国家常常以资助的形式获取不发达国家的基因资源。基因工程技术的开发需要巨额资金，发展中国家往往心有余而力不足。西方国家便乘机以资本为诱饵，开展合作研究，以便掠取发展中国家的基因资源。欧洲议会绿党的一位学者在一项调查中指出：“发达国家所用的约90%的农业基因资源来自第三世界，但发达国家却从未想过应当给予不发达国家些许补偿。通过专利来剥夺不发达国家所拥有的生物资源权利的做法是极不公正的。”
?? 中国幅员辽阔，因其海拔、雨量和地质构造等方面的独特性而成为世界最重要的动植物基因库之一，加上人类基因资源的优势，也成为当今世界科技列强“生物淘金”的重要场所之一。他们对于中国具有研究利用价值的稀有或濒危动植物品种和基因资源虎视眈眈。一些外国科技专家以各种手段，如合作研究、合作资源调查、制作新闻节目、宣传地方文化等名义，获取各种动植物资源情报，甚至不择手段，伺机窃取。
?? 随着人类基因组计划的进展，发展中国家的人的身体也成了发达国家公司掠夺的对象。1989年5月，美国的一些科学家从巴布亚新几内亚M省H部落选取24人，提取他们的血样、细胞以寻找用于诊断、治疗白血病和慢性神经疾病的细胞培养物。目前这种细胞培养物已申请专利。在类似的研究中，被提取基因样本的土著人根本不知道他们的基因材料将做何种用途。这种研究在发达国家属违法行为，因为它违背了“知情同意”的伦理原则。发达国家的公司和研究机构出于各种不同的目的，以各种各样的幌子在发展中国家的落后地区进行基因掠夺。这种科学研究行为是不符合社会公正原则的。国际人类基因组组织伦理学委员会在《关于利益分享的声明》中就明确提出，利益分配也应“事先与个人和社区协商”。基因研究所获得的商业利益应该有1~3%回报给基因采样的社区。
?? 基因信息作为一种基因资源，基因拥有者可以利用来作为研究开发的对象。当然，这种利用权的实现，有赖于基因科技的普及，否则一般人是无法实现这种权利的。国际人类基因组组织称人类基因组“是人类的遗产”。这是在一种象征意义上，即在人类基因组的共性上，但具体到利用谁的基因样本作为研究的对象，则完全应尊重个人的意愿，并执行知情同意原则。基因作为记录个人生命信息的分子，个人对其应具有一切权利。任何单位和个人不得以任何理由未经个人同意来获取和研究某人的基因信息。基因信息与个人财产一样不容侵犯。
?? 一个携带某种罕见疾病基因信息的人，无偿或以极低价格将该信息提供给发达国家的科研机构或制药公司，后者据此研制出治疗该疾病的药物，而发展中国家的受试者却要为治疗同样的疾病付出巨大的经济代价，这无疑是不合伦理的。联合国教科文组织在《关于人类基因组与人权问题的世界宣言》中明确指出：人类基因组计划的国际合作应“使发展中国家具有研究人类生物学和遗传学的能力，具有对其特殊问题的认识能力；使发展中国家从科学技术的研究中获益，并推动国家经济和社会的进步；促进科学知识与生物学、遗传学和医学领域信息的自由交流”。这应该作为国际间进行基因合作研究的出发点。
?? 在人类基因组计划中，由于美国在多年争论后坚持其对人类基因研究成果授予专利的做法，致使发达国家的科研机构和公司争夺人类基因的竞争趋于白热化。这对我国人类基因资源的保护是极为不利的。他们甚至采取不正当的手段获取我们部分落后地区的人类基因样本。例如，三家附属于哈佛大学的研究机构在中国开展了多项试验。最近，它们因涉嫌未能保护好中国受试者而受到美国有关方面的质疑与指控。美国联邦政府也正在对其中一些研究项目进行调查。美国约翰·霍普金斯大学生物伦理学研究所的福登（Ruth Faden）就说过，跨国研究，特别是在富国与穷国之间开展的研究中，存在许多伦理问题，“目前我们对人类研究项目的监控措施是不够的”。在进行基因的合作研究中，发展中国家受检者的权利常受到侵害。我国应尽早制定相关的法律来规范人类基因组计划的研究。
?? 在全球经济一体化的时代，强国和富国常常在技术转移和信息交流的过程中附加许多条件，把他们的价值观念甚至社会制度强加给弱国和穷国。在经济全球化的时代，发达国家与发展中国家在形式上是完全平等的，但在这下面却掩盖着事实上的不平等。在此背景下，发展中国家的资源开发和技术发展很可能处于劣势。在当今世界，美国凭借其在高科技领域的优势，不仅想为全世界立下规矩，而且还想以实力做后盾让自己超越于规矩之外。基因信息的开发与利用有可能导致国与国之间权利分配上的马太效应，使富国更富，穷国更穷，甚至会出现“技术侵略”、“技术殖民”和“技术霸权”的局面。发达国家早已开始了人类基因组计划领域的“圈地运动”，凭借专利构筑起了保护阵地，为获取巨额垄断利益做好了准备。随着知识产权制度的国际化，基因产品甚至肩负起维护和提升国家在国际间的竞争力的使命。我们对此态势假如熟视无睹，将很难应付届时发生的纠纷，无法保护我国受检者在国际合作研究中享受应有的权利和免受非伦理的伤害，更谈不上保护和促进我国生物技术产业的发展，增强国家的技术竞争力了。
??
?? [1] 国际人类基因组组织伦理学委员会. 关于DNA取样：控制和获得的声明. 邱仁宗译.自然辩证法研究，1997（7）：55
?? [2] Lewin T.Boomin Gene Testing Raises Questions on Sharing Results. The New York Times，July 21, 2000
?? [3] 国际人类基因组组织伦理学委员会. 关于研究正当行为的声明.
?? 邱仁宗译.自然辩证法研究，1997（7）：54
?? [4] 联合国教科文组织. 关于人类基因组与人权问题的世界宣言. 赵智译.医学与哲学, 1998，19（3）：114
?? [5] 李虎军. 中国受试者是否受到保护. 科学时报, 2000-08-03
??
《 课题1 果酒和果醋的制作》教学设计
一、基本说明
1模块：生物实验技术
2年级：高中三年级
3所用教材版本：人民教育出版社
4所属的章节：专题一 课题1
5学时数： 40分钟（教室授课）
二、教学设计
★课题目标
（一）知识与技能
1．了解传统发酵技术在日常生活中的应用。
2．掌握发酵作用的基本原理和方法。
3．学习制作果酒、果醋的实际操作技能。
4．设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置
???（二）过程与方法
1．引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力以及用简约科学术语表达问题的能力。
2．培养学生综合分析能力。
3．培养学生利用已建立的知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1．对学生进行科学方法和科学态度的教育。
2．体验和感受生物技术给人类生活带来的变化。
3．培养学生合作精神。。
★课题重点 说明果酒和果醋的制作原理，设计制作装置，制作出果酒和果醋
★课题难点 制作过程中发酵条件的控制
★教学方法 启发式教学
★教学工具 多媒体课件
三、教学过程
（一）引入新课
俗语“无酒不成席”、“开门五件事、油盐酱醋茶”。酒和醋是人们日常生活离不开的传统发酵产品。从这节课开始，我们以果酒、果醋等为例学习一些传统发酵技术。
（二）进行新课
（阅读“果酒制作的原理”，引导考学生自学基础知识。）
1．基础知识
1．1 果酒制作原理
（1）利用的微生物是酵母菌，其异化作用类型是兼性厌氧型，明确酵母菌发酵的反应式：①有氧条件：
②无氧条件：
（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。
①酒精发酵是一般将温度控制在18～25℃范围内，在20℃时最适宜。
②酒精发酵过程中，要保持缺氧、酸性环境。
（阅读教材资料，师生讨论并完成思考1～4。）
〖思考1〗为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？
“通气”的目的是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖 。
“密封”的目的是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 。
〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？
酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。
〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因？
在发酵过程中葡萄皮的色素进入到发酵液中。
〖思考4〗酵母菌是如何进行生殖的？
酵母菌在环境适宜时进行出芽生殖，环境不适宜时产生孢子进入休眠状态。
（阅读果醋制作的原理，引导考学生自学基础知识）
1．2 果醋制作原理
（1）利用的微生物是醋酸菌 ，其异化作用类型是需氧型。在氧气和糖源都充足时，降糖分解形成醋酸；当缺少糖源时可将乙醇转变成乙醛，并进一步转变成醋酸。明确醋酸发酵的反应式。
（2）醋酸发酵的最适宜温度为 30～35 ℃。
（师生讨论并完成思考5～6）
〖思考5〗影响醋酸发酵的环境因素还有哪些？氧气和pH。
〖思考6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？醋酸菌大量繁殖形成的。
2．实验设计
2．1 实验流程
课件展示流程图
（讨论并完成思考7，提问）
〖思考7〗酒精发酵和醋酸发酵的区别和联系：
（阅读［资料］，学生讨论完成发酵过程的设计。）
2．2 设计发酵装置：根据图1－4a、4b回答
（1）在酒精发酵过程中，每隔一段时间（12h）拧松瓶盖或打开排气口，其原因是什么？
在发酵过程中产生CO2 ，防止瓶内气压过高引起爆裂。
（2）在醋酸发酵过程中，需要注意什么？
要持续向发酵液中补充氧气。
（3）在图1－4b装置中：
①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气；
②排气口的作用是在发酵中排出 CO2或残余气体 ；
③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ；
④排气口胶管长而弯曲的作用是防止 防止空气中杂菌感染 。
〖思考8〗根据你的理解，设计出家庭实用型发酵装置。
3．发酵操作
3．1材料选择和处理
选择新鲜优质的葡萄，然后依次冲洗、除去枝梗和榨汁。
〖思考9〗先冲洗后去枝梗的目的是什么？ 防止杂菌感染 。
3．2 防止发酵液被污染
为防止发酵液被杂菌污染，实验中所用的 榨汁机 、 发酵装置 等器械进行消毒，并使发酵装置处于 封闭 状态。
〖思考10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是什么？
消灭发酵液中的杂菌 。
3．3 控制发酵条件
（1）发酵液装瓶后保持 1/3 的剩余空间。
（2）酒精发酵的温度要控制在 18～25℃ 范围内，发酵时间控制在 10～12 天左右。
（3）醋酸发酵的温度要控制在 30～35℃范围内，发酵时间控制在 7～8 天左右，并保持不断 充气 。
（学生分组讨论并完成思考11～12）
〖思考11〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？
暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。
〖思考12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入 无菌空气 。
4．结果分析与评价
4．1实验现象：
4．2 检验：
酒精发酵后是否有究竟产生，可用 重铬酸钾 来检验。
（1）原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。
【补充】为了控制和了解发酵进程，不断进行取样检查，其中检查的项目有原料浓度、产物浓度、发酵菌含量、溶氧量和pH等。
（2）方法：（填表，注意对照原则）
5、相关链接
为了提高果酒和果醋的产量和品质，抑制其他微生物的生长，还应直接向发酵液中加入人工培养的优良菌种 。
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
1．果酒和果醋制作的原理
2．制作果酒和果醋的实验流程
3．实验操作中的注意事项
4．实验结果分析与评价
学生应当重点掌握果酒和果醋制作的原理，并且学会分析操作过程中注意的问题。通过小组讨论、联系生活来提高合作探究的能力，并且增强学习生物学的兴趣。
（四）实例探究（应用练习）
下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析
回答下列问题：
（1）把原料放入沸水中混合的原因是
。
（2）在混合物中加入糖的理由是：
。
（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是
因为 ；
假如冷却时不慎使温度骤降到0℃，当温度
逐渐回升到25℃时，酵母是否还具有活性？
。原因是_______________________
（4）说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应式叙述这一整个过程。
（5）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的顶部，原因是__________________________________________
______________________。
（6）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一种理由。
★课余作业
1、查阅资料，自主尝试利用现有材料酿制果酒
2、假如你是一位企业经理，准备上一条果醋生产线，你觉得应该在生产过程中注意那些安全问题？
欣赏图片：“厌氧制酒与有氧制醋”
书面作业：
1．利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在生产酒精阶段要控制的必要条件分别是( )
A．玉米粉和有氧 Ｂ．大豆粉和有氧
C．玉米粉和无氧 Ｄ．大豆粉和无氧
答案：C
2．严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键，直接关系到是否能得到质量高，产量多的理想产物，通常所指的发酵条件不包括( )
A．温度控制 B．溶氧控制 C．pH控制 D．酶的控制
答案：D
3．生产用菌种的来源主要是( )
①自然环境 ②收集菌株筛选 ③购置生产用菌种 ④培养基
Ａ．①②④ Ｂ．①③④ C．②③④ Ｄ．①②③
答案：D
4．酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和谷氨酸棒状杆菌异化作用的类型依次是( )
①需氧型②厌氧型 ③兼性厌氧型
A．①②①③ Ｂ．③②①① C．③②①② Ｄ．②②③①
答案：B
5．下列叙述能够防止发酵液被污染的是( )
Ａ．榨汁机要清洗干净，并晾干
Ｂ．发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70％的酒精消毒
C．装入葡萄汁后，封闭充气口
Ｄ．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接
答案：ABCD
6．关于酵母菌的叙述，错误的是( )
A．酵母菌代谢类型为异养、兼性厌氧
B．酵母菌主要繁殖方式为孢子生殖
C．酵母菌只在酒精发酵中发挥作用
Ｄ．酵母菌在含青霉素的培养基中不能生存
答案：BCD
7．在微生物的细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素为（ ）
A.C、H、O、N B.C、H、O、N、P、S
C.N、P、S、K、Ca、Mg D.C、H、O
答案：B
8．下列条件不是酵母菌快速生长繁殖因素的是( )
A．含糖量高的培养基 B．温度20℃左右 ．
C．Ph＝2．5 Ｄ．pH—6
答案：C
9．葡萄的糖分是( )
①乳糖 ②麦芽糖 ③葡萄糖 ④蔗糖 ⑤果糖
A．①②③④⑤ Ｂ．③④ C．①③④⑤ Ｄ．③⑤
答案：D
10．关于发酵的叙述，正确的是( )
Ａ．发酵就是无氧呼吸
Ｂ．发酵就是发酵工程
C．发酵就是只获得微生物的代谢产物
Ｄ．发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程
答案：D
四、教学反思
1．本节课气氛活跃，因事先经学生的课前准备，有必修教材中微生物的有关知识为基础。
2．本节课教学效果较好，因体现了生物学的实践性特点，且从课后的课堂练习中也反应了这点。
3．实验专题课尽管为课堂讲授，由于借助了实验动画操作，故以此弥补了实验的欠缺的效果。
课件17张PPT。葡萄美酒夜光杯
欲饮琵琶马上催
君若问酒何处来
此功当属酵母菌一、果酒制作的原理 1.阅读果酒的制作原理。（1）用到的微生物是 ，它的代谢类型是 。①有氧呼吸的反应式：
②无氧呼吸的反应式：（2）影响酒精发酵的主要环境条件有温度、氧气和pH。①酵母菌生长的最适温度是 ；
酒精发酵一般将温度控制在 。②酒精发酵过程中，要保持 环境。
（有氧、缺氧、酸性、碱性）酵母菌兼性厌氧C6H12O6+6O2+6H2O → 6CO2+12H2O+能量C6H12O6 →2C2H5OH+2 CO2+能量酶酶20℃ 18～25℃ 缺氧、酸性〖思考1〗在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”。
“通气”的目的是 。
“密封”的目的是
〖思考2〗酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，
然后进行无氧呼吸才产生酒精。结合教材，完成思考。使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。 〖思考3〗葡萄酒呈现深红色的原因是在发酵过程中葡萄皮的 进入到发酵液中。
〖思考4〗酵母菌在环境适宜时进行 生殖，环境不适宜时产生 进入休眠状态。 自然发酵菌种来源色素出芽孢子附着在葡萄皮上的野生酵母菌2.阅读果醋制作的原理。
完成思考5～6 〖思考5〗影响醋酸发酵的环境因素还有 和 。
〖思考6〗醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面形成一层“白膜”。它是怎样形成的？
氧气pH醋酸菌大量繁殖形成的。 C2H5OH+O2 → C2H5COOH+H2O二、实验设计 阅读“实验设计” 。画出果酒和果醋实验流程示意图。挑选葡萄冲洗榨汁酒精发酵果酒阅读［资料］，设计果酒发酵装置充气口？排出 CO2便于 取样检查和放出发酵液排气口胶管长而弯曲的作用？防止空气中杂菌感染制酒时关闭完成思考7。酵母菌醋酸菌20℃左右30～35℃无氧有氧酒精阅读P3［资料］。讨论并完成思考8 〖思考8〗根据你的理解，设计出家庭实用型发酵装置。
利用水缸、塑料桶、陶罐等均可。（但注意密封性、温度控制、防止杂菌感染方面的设计。） 三、发酵操作材料的选择与处理
2. 防止发酵液被污染
3.控制发酵条件阅读教材P4，完成思考9 〖思考9〗先冲洗后去枝梗的目的是 防止杂菌感染 。 阅读教材P4，完成思考10〖思考10〗在实际生产中，还要对发酵液进行煮沸处理，其目的是 消灭发酵液中的杂菌 。 阅读教材讨论并完成思考11～12
〖思考11〗在发酵液装瓶后问什么要保持1/3的剩余空间？暂时存储发酵产生的CO2，起到缓冲作用。〖思考12〗在醋酸发酵过程中需要向发酵液中补充氧气，你认为最经济实用的方法是向发酵液中通入 无菌空气 。四、结果分析与评价 根据前面所学知识，思考。 酒味有气泡和泡沫结合“课题延伸”，思考。五、课题延伸
原理：在酸性条件下 重铬酸钾与酒精反应呈 。酒精发酵后是否有酒精产生，可用 来检验。重铬酸钾灰绿色方法：（填表，注意对照原则）2mL3滴3滴3滴3滴灰绿色橙色－应用练习下图表示制造啤酒的过程方法。据图分析
回答下列问题：
（1）把原料放入沸水中混合的原因是
。
（2）在混合物中加入糖的理由是：
。
（3）在混合物冷却后才把酵母加进去，是
因为 ；
假如冷却时不慎使温度骤降到0℃，当温度
逐渐回升到25℃时，酵母是否还具有活性？
。原因是_______________________
______________________________________________________。为了除去原料中O2 糖是啤酒酵母发酵的原料 防止酵母死亡，并达到酶适宜的温度 有（4）说出酵母菌细胞所进行的生化反应过程的名称并用反应式叙述这一整个过程。
（5）酵母比水更稠浓，但在化学反应中它会上升到混合物的顶部，原因是__________________________________________
______________________。
（6）为什么啤酒要至少搁置21天才可以过滤装瓶，请说出一种理由。使酵母菌充分发酵，有利于混合物中杂质沉淀；进一步降低啤酒中的含糖量；增加啤酒中的CO2含量等。厌氧制酒 有氧制醋
