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| 編輯推薦： |
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《生化创客之路：基于 STEM 理念的趣味生物创客作品》以具体实例讲述生命中的生物应用，通过DNA双螺旋结构模型、细胞膜结构模型、草莓DNA提取、香蕉DNA提取、提取自己的DNA等趣味生物项目，引导学生进入生化科研，掌握科研方法，特别是利用检测自己的DNA案例，提高学生对生物学科知识兴趣。
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| 內容簡介： |
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《生化创客之路：基于 STEM 理念的趣味生物创客作品》通过生动有趣并涉及日常生活的生化工程项目，系统讲解了生物的基本知识和技能，为生化“发烧友”量身打造了入门宝典。全书共七章，章“食品微生物”，主要介绍葡萄酒、糯米酒、荔枝酒、荔枝罐头、果醋、蘑菇、酸奶等食品发酵技术；第二章“厨房生物学”，主要介绍花样馒头、泡菜、腐乳、剁辣椒、水晶粽、马蹄糕、姜撞奶、山楂球、?x果干、甜橄榄等厨房食品制作方法与保藏技术；第三章“日用生物学”，主要介绍艾草薄荷膏、薄荷驱蚊水、玫瑰纯露、芦荟胶、简易防疫香囊、便携香皂纸、叶脉书签、腊叶标本、蝴蝶赏花、水晶、天然色素等日用品制备方法；第四章“魔术中的生物”，主要讲解柠檬破气球、天然酵母吹气球、蔬菜换装、柠檬火花、手帕变脸术、会吃糖的土豆、神奇的酶等魔术过程。第五章“环境 中的生物”，主要介绍生态瓶、豆芽的种植、向日葵的种植、蝴蝶的养殖、水中游的叶片、瓶子吹气球、多肉植物组合盆栽、微生物的艺术—细菌作画等项目的开发过程；第六章“食品成分检测”，主要介绍奶粉蛋白质的测定、水果还原糖的测定、果蔬淀粉的测定、坚果脂肪的测定等食品成分检测技术。第七章“DNA的奥秘”，主要介绍 DNA 的双螺旋结构，细胞膜的结构模型，香蕉的 DNA、草莓的 DNA、自己的 DNA 等生物基因提取技术。 《生化创客之路：基于 STEM 理念的趣味生物创客作品》图文并茂，示例丰富，生动有趣，讲解细致透彻，理论联系实际，操作性强。本书引用了 50 项国家专利技术供读者学习模仿创新，并通过创新思维导图的方式拓展读者的创新思路。本书适合作为中小学创客教育、创新教育、劳动教育、科技创新与 STEM 教育的通识教材，可作为从事科技创新大赛培训机构和中小学科技老师指导用书，也可作为大中专高职院校食品工程、食品检测、生物工程等专业以及相关课程的教材或参考书。
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| 目錄：
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章 食品微生物 1
节 葡萄酒的酿制 1
第二节 糯米酒的酿制 6
第三节 荔枝酒的酿制 10
第四节 荔枝罐头的制作 12
第五节 果醋的制作 15
第六节 蘑菇的种植 19
第七节 酸奶的制作 22
本章学习评价 26
第二章 厨房生物学 29
节 花样馒头的制作 29
第二节 泡菜的制作 33
第三节 腐乳的制作 36
第四节 剁辣椒的制作 39
第五节 水晶粽的制作 42
第六节 马蹄糕的制作 45
第七节 姜撞奶的制作 49
第八节 山楂球的制作 52
第九节 杧果干的制作 55
第十节 甜橄榄的制作 58
本章学习评价 61
第三章 日用生物学 63
节 艾草薄荷膏的制作 63
第二节 薄荷驱蚊水的制作 67
第三节 玫瑰纯露的制作 70
第四节 芦荟胶的制作 73
第五节 简易防疫香囊的制作 76
第六节 便携香皂纸的制作 79
第七节 叶脉书签的制作 81
第八节 腊叶标本的制作 84
第九节 蝴蝶赏花的制作 87
第十节 水晶的种植 90
第十一节 天然色素的提取 93
本章学习评价 95
第四章 魔术中的生物 97
节 柠檬破气球 97
第二节 天然酵母吹气球 100
第三节 蔬菜换装 102
第四节 柠檬火花 105
第五节 手帕变脸术 107
第六节 会吃糖的土豆 111
第七节 神奇的酶 113
本章学习评价 116
第五章 环境中的生物 121
节 生态瓶 121
第二节 豆芽的种植 124
第三节 向日葵的种植 127
第四节 蝴蝶的养殖 130
第五节 水中游的叶片 133
第六节 瓶子吹气球 136
第七节 多肉植物组合盆栽 139
第八节 微生物的艺术—细菌作画 143
本章学习评价 147
第六章 食品成分检测 150
节 奶粉蛋白质的测定 150
第二节 水果还原糖的测定 153
第三节 果蔬淀粉的测定 157
第四节 坚果脂肪的测定 159
本章学习评价 162
第七章 DNA 的奥秘 165
节 DNA 的双螺旋结构 165
第二节 细胞膜的结构模型 168
第三节 香蕉 DNA 的提取 170
第四节 草莓 DNA 的提取 173
第五节 提取自己的 DNA 176
本章学习评价 179
参考文献 181
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| 內容試閱：
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近年来，科学技术迅速发展，生物工程技术更是突飞猛进，一波又一波的信息革命浪潮席卷而来带给生物工程技术强有力的推动力。生物工程已经发展成为世界新技术革命中的一项综合的技术体系，在开发与应用方面展现了广阔前景。2019 年全球疫情暴发以来，在开展新冠疫情防控工作的过程中，我国研发的可吸入式新冠疫苗顺利获得权威认可，这一情况证明了中国在疫苗研发工程领域的强大实力。因此，生化工程技术的崛起使我们好奇、兴奋，带给我们无尽的惊喜。
2015 年，政府工作报告首次出现“创客”一词，并专门提到“大众创业，万众创新”，当年我也申报了广东省教育科研规划课题《基于项目学习的高中创客教育实践研究》并获得了立项。历经六年多的刻苦钻研，我们先后开发了“Arduino 创客之路：智能感知技术基础”“Python 人工智能”“生化创客之路：基于 STEM 理念的趣味生物创客作品”“生化创客之路：基于 STEM 理念的趣味化学创客作品”“Python 无人机编程”的课程并得以实施，学生的实践创新能力得到了提高。但是，在创客教育课程教学中，我发现很多老师把创客教育与编程教育画等号，把不懂编程的热爱创造人士拒之于创客教育门外，扭曲创客教育。其实，从创客概念上来理解，创客教育包含非编程模式。直到国内兴起 STEM 教育浪潮，我带领生化创客导师团队在普通高中开展非编程的生化工程领域创客教育实践活动，试图在课程建设方面有所突破并推动跨学科融合培养的教育模式，让探索发现成为学生学习的动力，培养学生深度学习，造就学生成为有创造力的思考者、问题解决者和创新发明者。
今天，沿着探索生化工程技术创新之路，秉承“让学习变得更好玩”的教育理念，我们创客导师团队整理创客作品编册成书，供热心于非编程学生和社会人士使用。书中精选贴
近生活的、浅显易懂的实际案例，采用手把手实例讲解的方式，引入相关专利技术方案摘要，激发学生的创新思维。通过思维导图引导创客们掌握模仿、微创、错位、越位、包容等创新
方法，提高创新意识，解决初学者可能遇到的门槛问题，帮助初学者少走弯路，迈好踏入生化工程殿堂的步，打好进一步提高的知识基础。这对引导学生开展深入探究与实践，激
活学生的创造性思维与创新意识，提升学科核心素养，起到了积极的作用。期待此书能为社会培养更多的生化工程技术人才。
本书是一本生化创客项目设计的科创教程，作为创新思维教育课程，全书共分为七章。章：食品微生物。通过一些真实的日常生活案例，沿着生活中常见的食品创造之路，让创客们开始学习微生物发酵技术在生活中的应用，解决食品发酵技术创新中的真实问题。掌握 STEM 理念的创造基本思想与方法，培养创客们的设计思维与创造性思维，提高创客们的实践创新能力。第二章：厨房生物学。通过常见的花样馒头、泡菜、腐乳、剁辣椒、水晶粽、马蹄糕、姜撞奶、山楂球、杧果干、甜橄榄等厨房食品项目制作过程的学习，让创客们实践干藏、腌藏、窖藏等厨房食品保藏技术，掌握厨房食品加工创新方法。第三章：日用生物学。从一些现实生活应用实例出发，让创客们在艾草薄荷膏、薄荷驱蚊水、玫瑰纯露、芦荟胶、简易防疫香囊、便携香皂纸、叶脉书签、腊叶标本、蝴蝶赏花、水晶、天然色素等日用品制备过程中学习微创、错位、模仿等创新方法，拓展视野并掌握日用生物工程技术，同时把抽象的生物学知识变为形象具体的趣味创客活动，让创客们尽快掌握日用中的生物学基础知识。第四章：魔术中的生物。通过柠檬破气球、天然酵母吹气球、蔬菜换装、柠檬火花、手帕变脸术、会吃糖的土豆、神奇的酶等魔术的学习，让创客们亲身体验了生物学魔术的神奇，点燃了他们对生物学的学习热情；让创客们像科学家那样去探索生命活动中各种神秘现象，提升自己的生物科学与实践创新素养。这些内容有益于激发学生创新的兴趣，培养学生动手实践的能力。第五章：环境中的生物。通过生态瓶、豆芽的种植、向日葵的种植、蝴蝶的养殖、水中游的叶片、瓶子吹气球、微生物的艺术—细菌作画等环境中的生物工程项目的开发与制作，创客们体验了生物监测、生物效应、生物资源合理开发以及生态环境保护等应用过程，揭开了环境生物学的神秘面纱。第六章：食品成分检测。通过奶粉蛋白质的测定、水果还原糖的测定、果蔬淀粉的测定、坚果脂肪的测定等食品成分检测技术介绍，为读者揭开生物检测技术的神圣面纱，并引导读者综合运用前面所学的生物知识来解决实际问题。第七章：DNA 的奥秘。通过 DNA 的双螺旋结构、细胞膜的结构模型、香蕉 DNA 的提取、草莓 DNA 的提取、提取自己的 DNA 等生物基因提取技术的介绍，为读者揭开了生物基因提取的神秘面纱，让读者感受生物 DNA 的奥秘。
使用本书时，建议通读目录，精读章首导言。章首导言叙述了该章的学习目的、学习目标和学习内容，让读者对该章有一个总体认识，也让读者在学完该章后进行自我评价时有个
参照标准。在本书中有如“知识链接”“项目任务”“探究活动”“成果展示”“思维拓展”“想创就创”等，它们会帮助读者更好地理解课文的内容，指导读者开展学习活动。例如，“知识链接”是为完成学习目标而设置的相关知识内容；“项目任务”是明确学习任务；“探究活动”是让读者在学习活动中培养团体合作意识和创新意识，提高研究能力；“成果展示”是一项众创众智的举措，让读者自觉践行知识分享的创客精神；“思维拓展”是告诉读者在课本知识之外还可以做什么创新，构建创造性思维，引导创新。“想创就创”是本节课相关知识的发明专利文摘，给读者参考别人的创新，让读者有一个模仿创新的模板，引导读者创新。
在本书的编写过程中，得到了许多生物学科老师的支持，他们提出了很多宝贵的意见和建议，在此我深表谢意。其中，黄丽娟老师为本书提供了酸奶等 15 个课例核心技术，共 5.25
万字；吴淑婉老师为本书提供了荔枝酒等 15 个课例核心技术，共 5.2 万字；黄再新老师为本书提供了香蕉 DNA 的提取等 8 个课例核心技术与全书的习题，共 5.05 万字；李映珠老师给了我一篇细菌作画课例，在此一并致谢。
由于编写时间仓促，部分引用文献未能注明出处，编者水平有限，书中疏漏或不妥之处在所难免，敬请广大读者、同人不吝赐教，予以指正。
编 者
章 食品微生物
近年来，随着现代生物工程技术突飞猛进的发展，生物工程技术在食品工业中的应用日
益广泛和深入，利用基因工程对微生物进行菌种改造，从根本上解决发酵食品生产工艺中的
问题，已在食品工业中开展试用。功能性食品及食品添加剂等各方面的生产都将与微生物紧
密相连，微生物将为食品工业的发展开辟更广阔的前景。它的发展对于解决食物短缺、缓解
人口增长带来的压力、丰富食品种类、满足不同的消费需求、开发新型功能性食品具有重要
的贡献。
本章将通过一些真实的日常生活案例，沿着生活常见的食品创造之路，让创客们开始学
习微生物发酵技术在生活中的应用，解决食品发酵技术创新中的真实问题。掌握STEM（科
学、技术、工程和数学教育）理念的创造基本思想与方法，培养创客们的设计思维与创造性
思维，提高创客们的实践创新能力。
本章主要项目
? 葡萄酒的酿制
? 糯米酒的酿制
? 荔枝酒的酿制
? 荔枝罐头的制作
? 果醋的制作
? 蘑菇的种植
? 酸奶的制作
节 葡萄酒的酿制
知识链接
在考古研究中，在欧洲保加利亚的古人遗迹中发现，大约在公元前 3000—公元前 6000
年，已开始以葡萄汁液进行酿酒，而古代诗人荷马亦在其Iliad 和Odyssey 两本著作中也提到
色雷斯人（保加利亚的古人）的优良酿酒技术。所以，有很多人认为保加利亚是葡萄酒的发
源地。
葡萄酒的品种很多，因葡萄的栽培、葡萄酒的生产工艺条件不同，产品风格各不相同。
以成品颜色来说，可分为红葡萄酒、白葡萄酒和桃红葡萄酒三类。其中，红葡萄酒又可细分
为干红葡萄酒、半干红葡萄酒、半甜红葡萄酒和甜红葡萄酒。白葡萄酒则细分为干白葡萄酒、
半干白葡萄酒、半甜白葡萄酒和甜白葡萄酒。桃红葡萄酒也叫桃红酒、玫瑰红酒。以酿造方
式来说，可以分为葡萄酒、气泡葡萄酒、加烈葡萄酒和加味葡萄酒四类。一般按酒的颜色深
浅、含糖量多少、是否含二氧化碳（CO2）及采用的酿造方法来分类，国外也有采用以产地、
生化创客之路：基于STEM 理念的趣味生物创客作品
·2·
原料名称来分类的。按照国际葡萄酒组织的规定，葡萄酒只能是破碎或未破碎的新鲜葡萄果
实或汁完全或部分酒精发酵后获得的饮料，其酒精度一般在8.5°～16.2°；按照我国的
葡萄酒标准GB 15037—2006 规定，葡萄酒是以鲜葡萄或葡萄汁为原料，经全部或部分发酵酿
制而成的，酒精度不低于7.0%的酒精饮品。
葡萄酒的发酵需要酵母菌，酵母菌是一种兼性厌氧菌，有氧呼吸产生二氧化碳和水，无
氧呼吸（酒精发酵）产生酒精和二氧化碳。因此，葡萄酒酿造的原理为：C6H12O6 2C2H5OH
（酒精） 2CO2 能量，就是糖分在酵母的作用下转化成为酒精和二氧化碳。酵母菌酒精发酵
温度控制在18～25℃，繁殖的适温度在20℃左右。酒精可与酸性重铬酸钾反应变成灰绿色。
高中生物果酒和果醋发酵通用装置，如表1.1 所示。本次项目介绍了一种适用家庭制作
葡萄酒的方法，故本项目没有采用如表1.1 所示的装置。
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