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高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具学案
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第3章 基因工程第1节 重组DNA技术的基本工具学案，共16页。学案主要包含了师问导学，智涂笔记，师说核心，检测反馈，网络建构，主干落实等内容，欢迎下载使用。
课程标准
1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2．阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。
素养达成
1.认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构和代谢类型。(生命观念)
2．掌握泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。(科学探究)
3．讨论泡菜的食品安全问题。(社会责任)
设疑激趣
同学们都读过王翰的《凉州词》吧，“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回”。该诗描摹了出征的人们开怀痛饮、尽情酣醉的场面，也说明我国古代劳动人民很早就会用葡萄制作美酒了。在如今的和平盛世，我们能否自己动手制作葡萄美酒，让亲人对酒当歌，享受天伦之乐呢？
探究点一 果酒、果醋的制作比较
【师问导学】
1．完善果酒和果醋制作的实验流程。
2．小明和他的同学依据上面的流程，进行了果酒和果醋的制作，具体操作如下。
①先将新鲜的葡萄除去枝梗，再将葡萄进行清洗。②把榨汁机、发酵瓶清洗干净，晾干后用体积分数为70%的酒精消毒。③用榨汁机榨出葡萄汁，然后将葡萄汁煮沸30 min 进行消毒，装入发酵瓶，要注意不能超过发酵瓶体积的2/3。④密封充气口，控制温度为30～35 ℃，发酵10～12 d 后，用酸性重铬酸钾溶液进行鉴定。⑤当果酒制作好以后，往发酵液中加入醋酸菌，密封，然后将装置的温度控制在18～25 ℃并进行发酵。
改正以上实验操作中的五处错误。
3．在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？
4．果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
【智涂笔记】
[特别提醒]
(1)在制作果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌进行发酵。
(2)果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。
[名师点拨]
果酒、果醋制作中防止杂菌污染的措施
(1)榨汁机要洗净并晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。
(2)清洗葡萄时要先冲洗后除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(3)装入葡萄汁后要封闭发酵装置的充气口。
(4)发酵瓶的排气管用曲颈管而不用直管。若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。
[易错警示]
酒精发酵进程的两种检测方法
(1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”形增长。
(2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，可以通过出料口取样检测，酒精含量应先增加，后稳定。
【师说核心】
1．果酒和果醋的制作流程
(1)实验用具消毒：发酵瓶、榨汁机等器具清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。
(2)挑选、冲洗葡萄eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①挑选新的新鲜葡萄,②先冲洗后除去枝梗和腐烂的籽粒,③不能反复冲洗，防止洗去野生酵母菌))
(3)榨汁装瓶eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①榨汁机榨汁,②将葡萄汁装入发酵瓶，留大约1/3的空间))
2．果酒和果醋的发酵装置
(1)在进行果酒发酵时，要关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口要适时充入无菌空(氧)气。
(2)酒精发酵为无氧发酵，但并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期酵母菌主要进行有氧呼吸，并通过出芽生殖方式大量繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气，形成无氧环境后开始进行酒精发酵。
(3)在制作果醋时，若糖源不足，可以用果酒制作果醋。这种情况下，需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。
3．果酒与果醋制作的比较
4.结果分析与评价
(1)分析与评价
①果酒制作：发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾溶液检验酒精的存在。成功制作的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味。
②果醋制作：首先可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH(可用pH试纸)做进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定。制作成功的果醋为琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
(2)酒精检测的对照实验设计
【检测反馈】
1．下列有关制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．在变酸的果酒液面观察到的菌膜，一般是醋酸菌形成的
B．酵母菌和醋酸菌的发酵过程均需在缺氧的环境中进行
C．果酒和果醋的制作需要控制在相同的温度下进行
D．果酒的制作只能在制得果醋的基础之上进行
2．(多选)如图所示为果酒和果醋的发酵装置，下列有关说法错误的是( )
A．果酒发酵时，需将果汁装满发酵瓶，并关闭充气口
B．果醋发酵时，需持续通入氧气，促进醋酸生成
C．该装置必须先进行果酒发酵，再进行果醋发酵
D．制作果酒、果醋时均需要将排气口的弯管水封
3．下列关于评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，不合理的一项是( )
A．对于果醋可通过品尝的方法进行鉴定
B．通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定
C．通过检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定
D．通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化进行鉴定
4．如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
探究点二 泡菜制作过程中相关物质变化及注意事项
【师问导学】
1．在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？
2．为什么泡菜坛只能装八成满？
3．下图为制作泡菜的过程，请据图思考回答问题。
(1)制作泡菜时，盐水为什么要煮沸后冷却？
(2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？
(3)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，主要原因是什么？
(4)泡菜香辣风味形成的关键在于________的加入。
4．家庭泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
(1)说出泡菜制作的原理。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是什么？
(3)向泡菜坛加入“陈泡菜水”的作用是什么？
【智涂笔记】
[特别提醒]
(1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。
(2)乳酸菌是厌氧微生物，在有氧气存在时，无氧呼吸受抑制。
(3)用于制作泡菜的蔬菜应保持新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
[易错警示]
泡菜制作过程中的注意事项
(1)泡菜坛要选择密封性良好的容器：创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。
(2)盐水按水盐质量比41配制，煮沸冷却后待用。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的微生物。
(3)菜料装至八成满时，再加入盐水至没过全部菜料，盖好坛盖。
(4)封坛时，坛盖边沿的水槽中要注满水，严格密封，保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。
【师说核心】
1．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
2.泡菜制作的注意事项
(1)泡菜坛的选择：应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查时，可将坛口向上压入水中，看坛内有无渗水现象。
(2)腌制的条件：要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
(3)腌制方法：配制质量百分比为5%～20%的盐水，盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配料装至八成满时，加盐水没过全部菜料，盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内形成无氧环境，以便乳酸菌发酵。
【检测反馈】
1．某人利用乳酸菌制作泡菜时由于操作不当，泡菜腐烂。下列原因中可能的是( )
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了杂菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严，促进了需氧杂菌的生长和繁殖
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
2．下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是( )
A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高
B．发酵过程中只有乳酸菌发挥发酵作用
C．发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶
D．发酵过程中要经常补充水槽中的水
3．回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，其目的是______________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量
陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是__________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行________________的过程。该过程发生在乳酸菌的____________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、__________和__________等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________，原因是________________。
方法技巧
发酵过程中控制杂菌的方法
(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。
(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。
(4)调味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。
【网络建构】
【主干落实】
1．发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．乳酸菌是厌氧细菌；醋酸菌是好氧细菌；酵母菌是兼性厌氧型真菌。
3．直接利用原材料中天然存在的微生物或利用前一次发酵保存下来的微生物进行发酵，制作食品的技术称为传统发酵技术。
4．传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。
1．制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是( )
A．防止水分的蒸发
B．防止菜叶萎蔫
C．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制
D．防止产生的乳酸挥发
2．在果酒制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染( )
A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干
B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干
C．葡萄先去除枝梗和腐烂籽粒，再冲洗多次
D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开
3．下列关于制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．果酒和果醋的发酵菌种不同，细胞呼吸方式相同
B．果酒制作过程中，葡萄汁要装满发酵瓶，有利于发酵形成更多的果酒
C．果酒发酵过程中温度控制在30 ℃，果醋发酵过程中温度控制在20 ℃
D．果醋发酵过程中，适时通过充气口充入氧气，有利于果醋的形成
4．在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是( )
A．葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解
B．制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖
C．制作过程中酵母菌始终处于碱性环境
D．酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动
5．下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶
B．醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染
C．制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋
6．下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：
(1)图1中方框内的实验流程是________________________________________________________________________。
(2)冲洗的主要目的是________________________________________________________________________，
冲洗时应特别注意不能________________，以防菌种的流失。
(3)图2所示装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并连续不断地向内________________。
(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由________(填生物名称)产生的________。
(一)从社会中来
提示：葡萄酒和葡萄醋虽然都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，但葡萄酒是利用酵母菌发酵产生酒精制作而成的，葡萄醋是利用醋酸菌发酵产生乙酸制作而成的，所以一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋。它们制作方法的不同主要表现在两个方面：一是发酵条件的不同，葡萄酒是在无氧条件下的发酵，葡萄醋是在有氧条件下的发酵；二是发酵温度的不同，葡萄酒的发酵温度控制在18～25 ℃，葡萄醋的发酵温度控制在30～35 ℃。
(二)探究·实践
制作泡菜
1．用水密封泡菜坛的目的是不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，这说明泡菜制作需要无氧条件。
2．菜料装至八成满时，要注入盐水，使盐水没过菜料，防止菜料变质腐烂；如果菜料装的太满，盐水就会太少，盐水浓度不够，不利于发酵催熟，还容易起白花等。
3．泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定，还可以通过在显微镜下观察乳酸菌形态，根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定，还可以根据亚硝酸盐的含量来评定。一般来说，腌制成功的泡菜汤汁清亮，无霉花浮膜，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。
制作果酒和果醋
1．葡萄酒发酵的过程中，主要是酵母把发酵液中的糖转化为酒精。葡萄醋发酵的过程中，先是酵母把发酵液中的糖转化为酒精，再由醋酸菌将酒精转化为醋酸。在发酵10天后，变化最明显。由于发酵作用，糖大部分转化为C2H5OH和CO2，CO2排出越来越旺盛，从排气口排出。发酵过程产生热量，使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在25～30 ℃，在发酵过程中，色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。
2．制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
3．由于参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30～35 ℃，参与果酒制作的酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵最适温度为18～30 ℃，所以制作果醋的过程中，酵母菌不会继续发酵。醋酸菌来自空气，为了加快果醋的制作，可以直接在果酒中加入醋酸菌。
4．制作成功的葡萄酒爽口、柔和，有浓郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。如果对制作结果不满意，应从制作过程全面考虑改进措施，如严格控制发酵条件，发酵所用装置要进行清洗、晾干、消毒等。
(三)到社会中去
提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染等等。此外，无论葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，都不是商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
(四)练习与应用
概念检测
1．(1)× (2)× (3)√
2．D
拓展应用
1．提示：腐乳、泡菜、酱、豆豉等都是生活中常见的传统发酵食品。
2．(1)应该在发酵10天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。
(2)可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
(3)“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
3．提示：C同学的装置更适合制作果醋。出料口可以用来取样；充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；排气口可以用来排出发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
第1节 传统发酵技术的应用
互动·探究·智涂
探究点一
【师问导学】
1．醋酸发酵
2．提示：①葡萄应该先进行冲洗，再除去枝梗；③葡萄皮外面附着的酵母菌在发酵过程中起主要作用，所以葡萄汁不能加热煮沸；④果酒发酵的温度应控制在18～30 ℃；⑤果醋发酵中有两处错误，改正后，一是温度应控制在30～35 ℃，二是在果醋发酵过程中应不断向发酵液中充入无菌空气
3．提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗和腐烂的籽粒。
(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。
(3)发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。
(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。
4．提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。
【检测反馈】
1．解析：在变酸的果酒液面观察到的菌膜，一般是醋酸菌形成的，A正确；醋酸菌是好氧细菌，发酵时需要氧气，不能与酵母菌发酵制作果酒一样，在缺氧的环境中进行，B错误；果酒制作的适宜温度是18～30 ℃，果醋制作的适宜温度是30～35 ℃，C错误；果酒可以作为制作果醋的原料，D错误。
答案：A
2．解析：果酒发酵时，果汁不能装满发酵瓶，要留有大约1/3的空间，A错误；果醋发酵时，利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，故需持续通入氧气，促进醋酸生成，B正确；该装置在氧气、糖源充足的条件下，可直接进行果醋发酵，C错误；排气口的作用是排气，而弯管的设置可防止空气中微生物的污染，故制作果酒、果醋时排气口的弯管不需水封，D错误。
答案：ACD
3．解析：对于果醋可通过品尝的方法和检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定；对于果酒可通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定；通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化不能鉴定果酒制作是否成功。
答案：D
4．解析：改变通入气体的种类，例如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸杆菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸杆菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。
答案：D
探究点二
【师问导学】
1．提示：为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
2．提示：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，这些微生物是需氧型的，要消耗氧气，因此坛内要留有一定量的氧气。
3．(1)提示：煮沸有两大作用，一是除去盐水中的氧气，二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的乳酸菌。
(2)提示：形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，在发酵初期，发酵液表面氧气含量较高，适合酵母菌繁殖。
(3)提示：新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低，营养物质丰富。
(4)调味料(香辛料)
4．(1)提示：泡菜制作的原理是在无氧的环境条件下，乳酸菌发酵可产生大量乳酸。
(2)提示：泡菜盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，制作的泡菜会“咸而不酸”。
(3)提示：提供乳酸菌菌种。
【检测反馈】
1．解析：乳酸菌是厌氧细菌。若罐口封闭不严，氧气进入泡菜坛内，乳酸菌的生长和繁殖受抑制，其他需氧杂菌大量繁殖，使泡菜腐烂。
答案：B
2．解析：泡菜发酵过程中，随着发酵时间的延长，亚硝酸盐的含量先升高后下降；发酵过程中主要是乳酸菌的作用，也有酵母菌等微生物的作用；发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，从而使蔬菜保持脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧状态。
答案：D
3．解析：(1)制作泡菜时需要先形成无菌环境，所用盐水需煮沸，以杀灭盐水中的微生物并除去水中的氧气。想要缩短制作时间，应该缩短菌株的生长时间，陈泡菜液中含有一定量的乳酸菌，加入陈泡菜液可以使菌体数量扩增速度加快。(2)乳酸菌为厌氧菌，进行无氧呼吸产生乳酸，该过程只能在细胞质基质中进行。(3)温度过高、腌制时间过短、食盐用量不足等，容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，氧气浓度逐渐降低，泡菜液逐渐变酸，不适宜杂菌生长，而适宜乳酸菌生长，因此乳酸菌数量增加，其他杂菌数量减少。
答案：(1)杀灭盐水中的微生物并除去水中的氧气 增加乳酸菌的数量 (2)无氧呼吸 细胞质基质 (3)温度 腌制时间 食盐用量 (4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更耐酸
随堂·巩固·达标
1．解析：泡菜制作是利用乳酸菌的发酵作用进行的，而乳酸菌是厌氧菌，所以要密封菜坛子，以避免氧气对其发酵作用的抑制。
答案：C
2．解析：葡萄应先冲洗，除去污物，再去除枝梗和腐烂的籽粒。若先去除枝梗，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。
答案：C
3．解析：果酒的发酵菌种是酵母菌，它既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，果醋的发酵菌种是醋酸菌，只能进行有氧呼吸，A错误；果酒制作过程中，葡萄汁不能装满发酵瓶，因为需要留出空间供酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖产生更多的酵母菌，同时缓冲细胞呼吸产生的气体，B错误；果酒发酵过程中温度控制在18～30 ℃，果醋发酵过程中温度控制在30～35 ℃，C错误；由于果醋发酵利用的醋酸菌是好氧细菌，所以发酵过程中需要适时通过充气口充入氧气，D正确。
答案：D
4．解析：葡萄糖在细胞质基质中被分解，线粒体不能分解葡萄糖，A错误；有氧条件下，酵母菌可快速繁殖，故酿酒时需先在有氧条件下让酵母菌繁殖，增加酵母菌数量，然后再进行无氧发酵产生酒精，B正确；发酵后期由于二氧化碳和其他代谢废物溶解于发酵液中，发酵液将处于酸性环境，C错误；发酵产物(如酒精)会抑制酵母菌的生长，D错误。
答案：B
5．解析：葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，这样既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出；醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染；制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染；醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。
答案：D
6．解析：酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq \(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。因此制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧细菌，在氧气、糖源都充足时，其可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；在糖源不足时，其可将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，酒精发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌的生长。在果酒制作过程中排气口排出的气体是由酵母菌产生的CO2。
答案：(1)醋酸发酵 (2)除去污物 反复冲洗 (3)酒精发酵 醋酸发酵 泵入空气(或氧气) (4)酵母菌 CO2
果酒制作
果醋制作
发酵菌种
来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
空气中的醋酸杆菌
分类地位
单细胞真核生物
单细胞原核生物
繁殖方式
出芽生殖、孢子生殖
二分裂生殖
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵条件
温度
18～30 ℃
30～35 ℃
时间
10～12 d
7～8 d
氧气
前期需氧，
后期无氧
一直需要
充足氧气
pH
酸性
酸性
结果检测
酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色
反应液pH下降
联系
醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料
A组
B组
C组
步骤
3 ml/L的H2SO43滴
振荡后加入酸性重铬酸钾溶液3滴
振荡、观察颜色变化
颜色
变化
不变色
灰绿色
灰绿色
结论
果汁经发酵后产生酒精
项目
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
初期
少(有氧气，乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
中期
最多(乳酸抑制其他菌活动)
增多，pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
后期
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动)
继续增多，
pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化
曲线
课程标准
1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2．阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。
素养达成
1.认识乳酸菌、酵母菌和醋酸菌的结构和代谢类型。(生命观念)
2．掌握泡菜、果酒和果醋制作过程中发酵条件的控制。(科学探究)
3．讨论泡菜的食品安全问题。(社会责任)
设疑激趣
同学们都读过王翰的《凉州词》吧，“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回”。该诗描摹了出征的人们开怀痛饮、尽情酣醉的场面，也说明我国古代劳动人民很早就会用葡萄制作美酒了。在如今的和平盛世，我们能否自己动手制作葡萄美酒，让亲人对酒当歌，享受天伦之乐呢？
探究点一 果酒、果醋的制作比较
【师问导学】
1．完善果酒和果醋制作的实验流程。
2．小明和他的同学依据上面的流程，进行了果酒和果醋的制作，具体操作如下。
①先将新鲜的葡萄除去枝梗，再将葡萄进行清洗。②把榨汁机、发酵瓶清洗干净，晾干后用体积分数为70%的酒精消毒。③用榨汁机榨出葡萄汁，然后将葡萄汁煮沸30 min 进行消毒，装入发酵瓶，要注意不能超过发酵瓶体积的2/3。④密封充气口，控制温度为30～35 ℃，发酵10～12 d 后，用酸性重铬酸钾溶液进行鉴定。⑤当果酒制作好以后，往发酵液中加入醋酸菌，密封，然后将装置的温度控制在18～25 ℃并进行发酵。
改正以上实验操作中的五处错误。
3．在果酒和果醋制作中，你认为哪些方法可防止发酵液被污染？
4．果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌是如何成为优势菌种的？
【智涂笔记】
[特别提醒]
(1)在制作果酒时，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，可以直接在果汁中加入人工培养的酵母菌进行发酵。
(2)果酒发酵时产生的部分CO2会溶于发酵液而使发酵液pH下降。
[名师点拨]
果酒、果醋制作中防止杂菌污染的措施
(1)榨汁机要洗净并晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒。
(2)清洗葡萄时要先冲洗后除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
(3)装入葡萄汁后要封闭发酵装置的充气口。
(4)发酵瓶的排气管用曲颈管而不用直管。若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。
[易错警示]
酒精发酵进程的两种检测方法
(1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”形增长。
(2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，可以通过出料口取样检测，酒精含量应先增加，后稳定。
【师说核心】
1．果酒和果醋的制作流程
(1)实验用具消毒：发酵瓶、榨汁机等器具清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用。
(2)挑选、冲洗葡萄eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①挑选新的新鲜葡萄,②先冲洗后除去枝梗和腐烂的籽粒,③不能反复冲洗，防止洗去野生酵母菌))
(3)榨汁装瓶eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①榨汁机榨汁,②将葡萄汁装入发酵瓶，留大约1/3的空间))
2．果酒和果醋的发酵装置
(1)在进行果酒发酵时，要关闭充气口；在进行果醋发酵时，充气口要适时充入无菌空(氧)气。
(2)酒精发酵为无氧发酵，但并非开始就是严格的无氧环境。发酵前期酵母菌主要进行有氧呼吸，并通过出芽生殖方式大量繁殖。酵母菌的有氧呼吸消耗发酵液中的氧气，形成无氧环境后开始进行酒精发酵。
(3)在制作果醋时，若糖源不足，可以用果酒制作果醋。这种情况下，需要在果酒中加入醋酸菌或醋曲。
3．果酒与果醋制作的比较
4.结果分析与评价
(1)分析与评价
①果酒制作：发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，并用重铬酸钾溶液检验酒精的存在。成功制作的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果实香味。
②果醋制作：首先可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH(可用pH试纸)做进一步的鉴定。此外，还可以通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量做进一步鉴定。制作成功的果醋为琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。
(2)酒精检测的对照实验设计
【检测反馈】
1．下列有关制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．在变酸的果酒液面观察到的菌膜，一般是醋酸菌形成的
B．酵母菌和醋酸菌的发酵过程均需在缺氧的环境中进行
C．果酒和果醋的制作需要控制在相同的温度下进行
D．果酒的制作只能在制得果醋的基础之上进行
2．(多选)如图所示为果酒和果醋的发酵装置，下列有关说法错误的是( )
A．果酒发酵时，需将果汁装满发酵瓶，并关闭充气口
B．果醋发酵时，需持续通入氧气，促进醋酸生成
C．该装置必须先进行果酒发酵，再进行果醋发酵
D．制作果酒、果醋时均需要将排气口的弯管水封
3．下列关于评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，不合理的一项是( )
A．对于果醋可通过品尝的方法进行鉴定
B．通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定
C．通过检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定
D．通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化进行鉴定
4．如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
探究点二 泡菜制作过程中相关物质变化及注意事项
【师问导学】
1．在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常向泡菜坛的水槽中补充水？
2．为什么泡菜坛只能装八成满？
3．下图为制作泡菜的过程，请据图思考回答问题。
(1)制作泡菜时，盐水为什么要煮沸后冷却？
(2)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认为这层白膜是怎么形成的？
(3)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，主要原因是什么？
(4)泡菜香辣风味形成的关键在于________的加入。
4．家庭泡菜的制作方法是：新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”，密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”。在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
(1)说出泡菜制作的原理。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是什么？
(3)向泡菜坛加入“陈泡菜水”的作用是什么？
【智涂笔记】
[特别提醒]
(1)乳酸菌是能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。
(2)乳酸菌是厌氧微生物，在有氧气存在时，无氧呼吸受抑制。
(3)用于制作泡菜的蔬菜应保持新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的亚硝酸盐含量相对较高。
[易错警示]
泡菜制作过程中的注意事项
(1)泡菜坛要选择密封性良好的容器：创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。
(2)盐水按水盐质量比41配制，煮沸冷却后待用。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中的微生物。
(3)菜料装至八成满时，再加入盐水至没过全部菜料，盖好坛盖。
(4)封坛时，坛盖边沿的水槽中要注满水，严格密封，保证乳酸菌发酵所需的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。
【师说核心】
1．泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
2.泡菜制作的注意事项
(1)泡菜坛的选择：应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查时，可将坛口向上压入水中，看坛内有无渗水现象。
(2)腌制的条件：要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。
(3)腌制方法：配制质量百分比为5%～20%的盐水，盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配料装至八成满时，加盐水没过全部菜料，盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内形成无氧环境，以便乳酸菌发酵。
【检测反馈】
1．某人利用乳酸菌制作泡菜时由于操作不当，泡菜腐烂。下列原因中可能的是( )
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了杂菌的生长和繁殖 ④罐口封闭不严，促进了需氧杂菌的生长和繁殖
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
2．下列有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是( )
A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高
B．发酵过程中只有乳酸菌发挥发酵作用
C．发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶
D．发酵过程中要经常补充水槽中的水
3．回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时，所用盐水要煮沸，其目的是______________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量
陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是__________________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即乳酸菌进行________________的过程。该过程发生在乳酸菌的____________中。
(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有__________、__________和__________等。
(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是________________，原因是________________。
方法技巧
发酵过程中控制杂菌的方法
(1)泡菜坛的密闭性及灭菌。
(2)蔬菜的清洗可以防止杂菌繁殖。
(3)食盐的用量合适可以控制杂菌的繁殖。
(4)调味料也具有抑菌的作用。
(5)泡菜盐水的浸泡提供的无氧环境为乳酸菌的繁殖提供条件，同时又能抑制好氧菌繁殖。
【网络建构】
【主干落实】
1．发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。
2．乳酸菌是厌氧细菌；醋酸菌是好氧细菌；酵母菌是兼性厌氧型真菌。
3．直接利用原材料中天然存在的微生物或利用前一次发酵保存下来的微生物进行发酵，制作食品的技术称为传统发酵技术。
4．传统发酵食品的制作过程中，没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。
1．制作泡菜时，所用的菜坛子必须密封，其原因是( )
A．防止水分的蒸发
B．防止菜叶萎蔫
C．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制
D．防止产生的乳酸挥发
2．在果酒制作过程中，下列哪项操作会引起发酵液受污染( )
A．榨汁机用沸水进行清洗并晾干
B．发酵瓶用温水清洗，再用70%的酒精擦拭并晾干
C．葡萄先去除枝梗和腐烂籽粒，再冲洗多次
D．每次排气时，只需拧松瓶盖，不能将盖完全揭开
3．下列关于制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．果酒和果醋的发酵菌种不同，细胞呼吸方式相同
B．果酒制作过程中，葡萄汁要装满发酵瓶，有利于发酵形成更多的果酒
C．果酒发酵过程中温度控制在30 ℃，果醋发酵过程中温度控制在20 ℃
D．果醋发酵过程中，适时通过充气口充入氧气，有利于果醋的形成
4．在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒，下列说法正确的是( )
A．葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解
B．制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖
C．制作过程中酵母菌始终处于碱性环境
D．酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动
5．下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是( )
A．为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶
B．醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染
C．制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋
6．下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题：
(1)图1中方框内的实验流程是________________________________________________________________________。
(2)冲洗的主要目的是________________________________________________________________________，
冲洗时应特别注意不能________________，以防菌种的流失。
(3)图2所示装置中的充气口在________时关闭，在________时连接充气泵，并连续不断地向内________________。
(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由________(填生物名称)产生的________。
(一)从社会中来
提示：葡萄酒和葡萄醋虽然都是以葡萄为原料发酵而来的饮品，但葡萄酒是利用酵母菌发酵产生酒精制作而成的，葡萄醋是利用醋酸菌发酵产生乙酸制作而成的，所以一个是醇厚浓郁、耐人寻味的酒，一个却是酸味柔和、口感绵长的醋。它们制作方法的不同主要表现在两个方面：一是发酵条件的不同，葡萄酒是在无氧条件下的发酵，葡萄醋是在有氧条件下的发酵；二是发酵温度的不同，葡萄酒的发酵温度控制在18～25 ℃，葡萄醋的发酵温度控制在30～35 ℃。
(二)探究·实践
制作泡菜
1．用水密封泡菜坛的目的是不让空气进入，创造一个封闭无氧的环境，这说明泡菜制作需要无氧条件。
2．菜料装至八成满时，要注入盐水，使盐水没过菜料，防止菜料变质腐烂；如果菜料装的太满，盐水就会太少，盐水浓度不够，不利于发酵催熟，还容易起白花等。
3．泡菜质量可以根据泡菜的色泽和风味进行初步的评定，还可以通过在显微镜下观察乳酸菌形态，根据不同时期泡菜坛中乳酸菌的数量来评定，还可以根据亚硝酸盐的含量来评定。一般来说，腌制成功的泡菜汤汁清亮，无霉花浮膜，菜质脆嫩度适口，酸甜咸味适宜，具有一定的香气，咀嚼后无渣等。
制作果酒和果醋
1．葡萄酒发酵的过程中，主要是酵母把发酵液中的糖转化为酒精。葡萄醋发酵的过程中，先是酵母把发酵液中的糖转化为酒精，再由醋酸菌将酒精转化为醋酸。在发酵10天后，变化最明显。由于发酵作用，糖大部分转化为C2H5OH和CO2，CO2排出越来越旺盛，从排气口排出。发酵过程产生热量，使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在25～30 ℃，在发酵过程中，色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。
2．制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
3．由于参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，最适生长温度为30～35 ℃，参与果酒制作的酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵最适温度为18～30 ℃，所以制作果醋的过程中，酵母菌不会继续发酵。醋酸菌来自空气，为了加快果醋的制作，可以直接在果酒中加入醋酸菌。
4．制作成功的葡萄酒爽口、柔和，有浓郁的果香味；制作成功的果醋有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。如果对制作结果不满意，应从制作过程全面考虑改进措施，如严格控制发酵条件，发酵所用装置要进行清洗、晾干、消毒等。
(三)到社会中去
提示：大规模生产时需要进行更为全面周详的考虑，如原料的来源与选择、菌种的培育与选择、发酵的设备、发酵条件的自动化控制，以及如何严格控制杂菌污染等等。此外，无论葡萄酒或葡萄醋，实验时所检测的发酵液，都不是商品意义上的产品。在实际生产中还需沉淀过滤、灭菌装瓶等获得成品酒或醋。葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。
(四)练习与应用
概念检测
1．(1)× (2)× (3)√
2．D
拓展应用
1．提示：腐乳、泡菜、酱、豆豉等都是生活中常见的传统发酵食品。
2．(1)应该在发酵10天后食用比较合适，因为这时亚硝酸盐含量已经降到较低的水平。
(2)可能是食盐浓度过高、发酵温度过低等原因导致泡菜未能正常发酵。
(3)“陈泡菜水”中含有纯度较高的乳酸菌，加入“陈泡菜水”相当于接种乳酸菌。
3．提示：C同学的装置更适合制作果醋。出料口可以用来取样；充气口可以在发酵时连接充气泵进行充气，从而有利于醋酸菌更好地进行有氧呼吸，提高发酵效率；排气口可以用来排出发酵过程中产生的气体，它通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染。进一步改进：可以在充气口填充棉花或者安装其他过滤装置，以防止充入的气体携带外来杂菌污染发酵液等。
第1节 传统发酵技术的应用
互动·探究·智涂
探究点一
【师问导学】
1．醋酸发酵
2．提示：①葡萄应该先进行冲洗，再除去枝梗；③葡萄皮外面附着的酵母菌在发酵过程中起主要作用，所以葡萄汁不能加热煮沸；④果酒发酵的温度应控制在18～30 ℃；⑤果醋发酵中有两处错误，改正后，一是温度应控制在30～35 ℃，二是在果醋发酵过程中应不断向发酵液中充入无菌空气
3．提示：(1)冲洗葡萄时应先冲洗再除去枝梗和腐烂的籽粒。
(2)榨汁机要冲洗干净并晾干。
(3)发酵瓶要清洗干净，并用70%的酒精消毒。
(4)排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖，防止杂菌污染。
4．提示：发酵后期在缺氧和酸性发酵液中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环境成为优势菌种。
【检测反馈】
1．解析：在变酸的果酒液面观察到的菌膜，一般是醋酸菌形成的，A正确；醋酸菌是好氧细菌，发酵时需要氧气，不能与酵母菌发酵制作果酒一样，在缺氧的环境中进行，B错误；果酒制作的适宜温度是18～30 ℃，果醋制作的适宜温度是30～35 ℃，C错误；果酒可以作为制作果醋的原料，D错误。
答案：A
2．解析：果酒发酵时，果汁不能装满发酵瓶，要留有大约1/3的空间，A错误；果醋发酵时，利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，故需持续通入氧气，促进醋酸生成，B正确；该装置在氧气、糖源充足的条件下，可直接进行果醋发酵，C错误；排气口的作用是排气，而弯管的设置可防止空气中微生物的污染，故制作果酒、果醋时排气口的弯管不需水封，D错误。
答案：ACD
3．解析：对于果醋可通过品尝的方法和检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定；对于果酒可通过向果酒发酵液样品中加入酸性重铬酸钾溶液进行鉴定；通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化不能鉴定果酒制作是否成功。
答案：D
4．解析：改变通入气体的种类，例如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸杆菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸杆菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。
答案：D
探究点二
【师问导学】
1．提示：为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
2．提示：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌较为活跃，这些微生物是需氧型的，要消耗氧气，因此坛内要留有一定量的氧气。
3．(1)提示：煮沸有两大作用，一是除去盐水中的氧气，二是杀灭盐水中的微生物。冷却是为了防止盐水温度过高杀死坛内的乳酸菌。
(2)提示：形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，在发酵初期，发酵液表面氧气含量较高，适合酵母菌繁殖。
(3)提示：新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低，营养物质丰富。
(4)调味料(香辛料)
4．(1)提示：泡菜制作的原理是在无氧的环境条件下，乳酸菌发酵可产生大量乳酸。
(2)提示：泡菜盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，抑制乳酸菌生长，制作的泡菜会“咸而不酸”。
(3)提示：提供乳酸菌菌种。
【检测反馈】
1．解析：乳酸菌是厌氧细菌。若罐口封闭不严，氧气进入泡菜坛内，乳酸菌的生长和繁殖受抑制，其他需氧杂菌大量繁殖，使泡菜腐烂。
答案：B
2．解析：泡菜发酵过程中，随着发酵时间的延长，亚硝酸盐的含量先升高后下降；发酵过程中主要是乳酸菌的作用，也有酵母菌等微生物的作用；发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，从而使蔬菜保持脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧状态。
答案：D
3．解析：(1)制作泡菜时需要先形成无菌环境，所用盐水需煮沸，以杀灭盐水中的微生物并除去水中的氧气。想要缩短制作时间，应该缩短菌株的生长时间，陈泡菜液中含有一定量的乳酸菌，加入陈泡菜液可以使菌体数量扩增速度加快。(2)乳酸菌为厌氧菌，进行无氧呼吸产生乳酸，该过程只能在细胞质基质中进行。(3)温度过高、腌制时间过短、食盐用量不足等，容易造成杂菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，氧气浓度逐渐降低，泡菜液逐渐变酸，不适宜杂菌生长，而适宜乳酸菌生长，因此乳酸菌数量增加，其他杂菌数量减少。
答案：(1)杀灭盐水中的微生物并除去水中的氧气 增加乳酸菌的数量 (2)无氧呼吸 细胞质基质 (3)温度 腌制时间 食盐用量 (4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更耐酸
随堂·巩固·达标
1．解析：泡菜制作是利用乳酸菌的发酵作用进行的，而乳酸菌是厌氧菌，所以要密封菜坛子，以避免氧气对其发酵作用的抑制。
答案：C
2．解析：葡萄应先冲洗，除去污物，再去除枝梗和腐烂的籽粒。若先去除枝梗，会使大量杂菌侵入葡萄内部，给消毒带来困难。
答案：C
3．解析：果酒的发酵菌种是酵母菌，它既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，果醋的发酵菌种是醋酸菌，只能进行有氧呼吸，A错误；果酒制作过程中，葡萄汁不能装满发酵瓶，因为需要留出空间供酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖产生更多的酵母菌，同时缓冲细胞呼吸产生的气体，B错误；果酒发酵过程中温度控制在18～30 ℃，果醋发酵过程中温度控制在30～35 ℃，C错误；由于果醋发酵利用的醋酸菌是好氧细菌，所以发酵过程中需要适时通过充气口充入氧气，D正确。
答案：D
4．解析：葡萄糖在细胞质基质中被分解，线粒体不能分解葡萄糖，A错误；有氧条件下，酵母菌可快速繁殖，故酿酒时需先在有氧条件下让酵母菌繁殖，增加酵母菌数量，然后再进行无氧发酵产生酒精，B正确；发酵后期由于二氧化碳和其他代谢废物溶解于发酵液中，发酵液将处于酸性环境，C错误；发酵产物(如酒精)会抑制酵母菌的生长，D错误。
答案：B
5．解析：葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，这样既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出；醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染；制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染；醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。
答案：D
6．解析：酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq \(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量，C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。因此制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧细菌，在氧气、糖源都充足时，其可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；在糖源不足时，其可将乙醇变成乙醛，再将乙醛变为醋酸，酒精发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌的生长。在果酒制作过程中排气口排出的气体是由酵母菌产生的CO2。
答案：(1)醋酸发酵 (2)除去污物 反复冲洗 (3)酒精发酵 醋酸发酵 泵入空气(或氧气) (4)酵母菌 CO2
果酒制作
果醋制作
发酵菌种
来源
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
空气中的醋酸杆菌
分类地位
单细胞真核生物
单细胞原核生物
繁殖方式
出芽生殖、孢子生殖
二分裂生殖
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵条件
温度
18～30 ℃
30～35 ℃
时间
10～12 d
7～8 d
氧气
前期需氧，
后期无氧
一直需要
充足氧气
pH
酸性
酸性
结果检测
酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色
反应液pH下降
联系
醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行，酒精发酵为醋酸发酵提供原料
A组
B组
C组
步骤
3 ml/L的H2SO43滴
振荡后加入酸性重铬酸钾溶液3滴
振荡、观察颜色变化
颜色
变化
不变色
灰绿色
灰绿色
结论
果汁经发酵后产生酒精
项目
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
初期
少(有氧气，乳酸菌活动受抑制)
少
增加(硝酸盐还原菌的作用)
中期
最多(乳酸抑制其他菌活动)
增多，pH下降
下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)
后期
减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制自身活动)
继续增多，
pH继续下降
下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化
曲线
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选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用学案： 这是一份选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用学案，共11页。学案主要包含了发酵与传统发酵技术，尝试制作传统发酵食品等内容，欢迎下载使用。
