高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第1节 传统发酵技术的应用巩固练习

第1章　发酵工程

第1节　传统发酵技术

[基础检查]　

1.酵母菌、乳酸菌和醋酸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.①②①             B.③②①

C.③②②             D.②②③

解析:酵母菌、乳酸菌和醋酸菌异化作用的类型依次是兼性厌氧型、厌氧型、需氧型。

答案:B

2.制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自 (　　)

A.所选蔬菜自身       B.人工加到泡菜水中的

C.腌制过程中自生的  D.水中的乳酸菌

解析:乳酸菌分布广泛,在空气、土壤、植物体表和人或动物的肠道内都有分布,制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自所选蔬菜自身。

答案:A

3.在制作泡菜的过程中,下列操作错误的是 (　　)

A.配制好的盐水,需煮沸冷却

B.腌制过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量

C.要向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内的无氧环境

D.乳酸的质量分数为5%~20%时,品味、品质最佳

解析:为了防止杂菌污染,配制好的盐水需煮沸冷却;腌制过程中,要注意控制腌制的时间、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;发酵过程中,要向泡菜坛坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境;泡菜制作过程中,乳酸含量会逐渐增加,当它的质量分数为0.4%~0.8%时,泡菜的口味、品质最佳。

答案:D

4.泡菜制作过程主要利用了微生物分解有机物产生有机酸和醇类物质,使泡菜更可口、美味。同时在生产过程中通过多种措施控制其他杂菌的繁殖,以保证产品的质量。下列不属于此种措施的是 (　　)

A.加食盐               B.加白酒

C.加水密封               D.加糖

解析:泡菜制作过程中,加食盐可以制造一个高渗的外界溶液环境,使其他杂菌失水而死亡;加白酒可以杀死部分杂菌;加水密封可以产生一个缺氧环境,使部分好氧细菌无法生存; 加糖的目的是加快发酵速率,不能抑制其他杂菌的繁殖。

答案:D

5.某人利用乳酸菌制作泡菜,结果由于操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是 (　　)

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,氧气抑制了其他细菌的生长和繁殖

④罐口封闭不严,促进了好氧细菌的生长和繁殖

A.①③ B.②④ C.②③ D.①④

解析:参与泡菜制作的乳酸菌是厌氧细菌,因此泡菜腐烂的原因可能是罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖,促进了其他好氧细菌的生长和繁殖。

答案:B

6.下列有关果酒和果醋制作的叙述,正确的是(　　)

A.葡萄汁要装满发酵瓶,创造无氧条件,更有利于发酵

B.果酒发酵过程中,每隔12 h左右打开瓶盖一次,放出CO2

C.果醋发酵过程中,打开瓶盖并盖上一层纱布,有利于醋酸菌的代谢

D.果酒发酵的温度控制在30 ℃,果醋发酵的温度控制在20 ℃

解析:酵母菌发酵会产生CO2,葡萄汁装入发酵瓶,要留有1/3的空间;果酒发酵过程中,每隔12 h左右将瓶盖拧松一次,放出CO2,但不能打开瓶盖,以防止杂菌污染;果醋发酵过程中,打开瓶盖并盖上一层纱布,有利于醋酸菌的代谢;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 ℃。

答案:C

7.在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中,未经杀菌,但其他杂菌不能生长的原因是 (　　)

A.经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌,无其他杂菌

B.其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作为碳源

C.在缺氧和呈酸性的发酵液中,酵母菌能繁殖,其他杂菌不适应环境而被抑制

D.酵母菌发酵产生大量酒精,杀死了其他杂菌

解析:在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中,未经杀菌,但其他杂菌不能生长的原因是在缺氧和呈酸性的发酵液中,酵母菌能繁殖,其他杂菌不适应环境而被抑制。

答案:C

8.下图是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图,下列说法正确的是 (　　)

A.制作果酒时,先去除葡萄的枝梗和腐烂的籽粒,再用清水冲洗掉污物

B.榨汁前,榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒

C.A过程是酒精发酵,A结束后只需适当升高温度就能产生果醋

D.导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等

解析:制作果酒时,应该先用清水冲洗掉葡萄表面的污物,再去除枝梗和腐烂的籽粒;榨汁前,榨汁机和发酵瓶要清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒;A过程是酒精发酵,A过程完成后,除了需要提高一定的温度,还要通入氧气,才能产生果醋;根据流程图可知,导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等。

答案:D

9.下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中不合理的是 (　　)

A.通过观察相关微生物的数量变化进行鉴定

B.通过向果酒发酵液中加入酸性重铬酸钾试剂进行鉴定

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发酵液的温度变化进行鉴定

解析:制作果酒和果醋利用的菌种分别是酵母菌和醋酸菌,若发酵成功,发酵液中酵母菌和醋酸菌的数量会发生变化,因此可通过观察相关微生物的数量变化进行鉴定;果酒发酵是利用酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理,而在酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色,所以通过向果酒发酵液中加入酸性重铬酸钾试剂进行鉴定的方法是可行的;醋酸菌将糖转化成的乙酸会使发酵液的pH下降,因此可通过检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定;果酒制作时一般将温度控制在18~30 ℃,所以不能通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定。

答案:D

10.(2020·深圳)德国化学家毕希纳把酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤,得到不含酵母菌细胞的提取液。在这些提取液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡,糖液变成了酒。下列叙述正确的是              (　　)

A.产生酒精的过程必须有酵母菌细胞的参与

B.提取液中含有将葡萄糖转变成酒精的酶

C.加入石英砂的目的是保护酵母菌细胞

D.气泡可以使溴麝香草酚蓝溶液变红

解析:在不含酵母菌细胞的提取液中加入葡萄糖后可产生酒精,说明产生酒精的过程不一定需要酵母菌细胞的参与;提取液中含有将葡萄糖转变成酒精的酶,故在不含酵母菌细胞的情况下也能产生酒精;加入石英砂的目的是使研磨更充分;气泡为细胞呼吸产生的CO2,可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。

答案:B

11.从古至今人们广泛利用微生物发酵进行食品加工,如酿酒、制醋、制作酸奶和泡菜等。请回答下列相关问题。

(1)传统发酵技术经常采用野生菌种,但现代发酵工业常采用纯化的优良菌种,这样可以　。 

(2)酿酒时,温度应该控制在　　　　　,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,目的是　　　　　　　　　　　　　　　。酿好的酒如果密封保存不好则很容易变酸,原因是　　　　　　　　　　　　(写出反应简式)。 

(3)制作泡菜时宜选用新鲜的蔬菜或其他原料,原因是　　　　　　　　　;一般含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是　 　。 

解析:(1)用纯化的优良菌种进行发酵,可以避免杂菌污染,保证产品的质量。(2)酒精发酵时一般将温度控制在18~30 ℃。酵母菌在有氧条件下能快速繁殖,增加数量。酿好的酒如果密封保存不好则很容易变酸,是因为在O2充足的条件下,醋酸菌能将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,反应简式是C 2H 5OH+O 2CH 3COOH(乙酸)+H 2O+能量。(3)新鲜的蔬菜中亚硝酸盐含量低,而放置过久的蔬菜中亚硝酸盐含量较高。一般含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用,抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长。

答案:(1)避免杂菌污染,保证产品的质量

(2)18~30 ℃　使酵母菌快速繁殖,数量增加

C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量

(3)亚硝酸盐的含量低　酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用,抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长

[拓展应用]

12.参与泡菜制作的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分析最合理的是 (　　)

A.乳酸菌初期进行有氧呼吸产生CO2;气体为CO2

B.发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用O2产生CO2;气体为CO2

C.因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积变小,气体被排出;气体为空气

D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀排出;气体为空气

解析:乳酸菌是厌氧细菌,只能进行无氧呼吸产生乳酸;泡菜发酵初期有气泡产生,是需氧微生物,如酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2。

答案:B

13.变酸的酒表面长的一层膜和泡菜坛内长的一层白膜分别是由哪种菌的繁殖形成的 (　　)

A.酵母菌、醋酸菌              B.酵母菌、毛霉

C.醋酸菌、乳酸菌              D.醋酸菌、酵母菌

解析:变酸的酒表面长的一层膜是由于酒被醋酸菌污染,醋酸菌将乙醇变为乙酸,同时大量繁殖形成的;泡菜坛内长的一层白膜是由于产膜酵母菌的繁殖形成的。

答案:D

14.下图是酿酒过程中的部分物质转化示意图。下列有关叙述正确的是 (　　)

A.30~35 ℃的温度有利于过程③产生酒精

B.过程②④可为酵母菌增殖提供能量

C.过程③发生在酵母菌的细胞质基质中,能产生少量ATP

D.葡萄糖需进入酵母菌的线粒体才能完成过程④

解析:酿酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,酵母菌的发酵温度是18~30 ℃;过程②④表示有氧呼吸,有氧呼吸过程可产生大量的能量,为细胞生命活动提供能量;过程③表示无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,不会产生ATP,无氧呼吸只有第一阶段产生少量的ATP;葡萄糖不能进入线粒体,需要分解成丙酮酸之后,丙酮酸才能进入酵母菌的线粒体,完成过程④。

答案:B

15.(2022·湖北)下图所示装置可用于生物技术实践的相关实验。下列有关叙述错误的是(　　)

A.装置甲既能用于果醋的制作,也能用于果酒的制作

B.用装置甲制作泡菜时,利用的是乳酸发酵

C.用装置乙制作果醋时,温度比制作果酒时要低

D.用装置乙制作果酒时,应该关闭充气口

解析:装置甲在通气的情况下,可用于制作果醋,在密封的情况下可用于制作果酒;制作泡菜时的菌种为乳酸菌;制作果酒时温度应控制在18~30 ℃,制作果醋时温度应控制在30~35 ℃,所以用装置乙制作果醋时,温度要比制作果酒时高些;制作果酒为酵母菌的无氧呼吸,所以用装置乙制作果酒时,应该关闭充气口。

答案:C

16.利用卷心菜、黄瓜制作泡菜的过程中,乳酸菌、酵母菌的细胞数量和pH的变化如下图所示。请据图回答下列问题。

(1)自然界中,常见的乳酸菌有 　。 

在细胞结构上,乳酸菌不同于酵母菌的显著特点是 　。 

在代谢过程中,酵母菌区别于乳酸菌的代谢类型是　　　　　　。 

(2)发酵初期,pH迅速下降的主要原因是 　　　　　。发酵中期,酵母菌通过　　　　　　(填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)进行增殖。在发酵过程中,酵母菌与乳酸菌之间存在竞争关系,其强度的变化是　 　。 

(3)在泡菜的制作过程中,需要注意控制 　　　　　　　　　　　　　,否则容易造成细菌大量繁殖,　　　　　　的含量增加,进而影响泡菜的品质。 

解析:(1)自然界中,常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸菌是原核生物,酵母菌是真核生物,所以在细胞结构上,乳酸菌不同于酵母菌的显著特点是无核膜包被的细胞核。乳酸菌只能进行无氧呼吸,酵母菌既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸,因此在代谢过程中,酵母菌区别于乳酸菌的代谢类型是兼性厌氧型。(2)发酵初期,乳酸菌的数量远多于酵母菌,而且乳酸菌的增长速率也比酵母菌快,因此pH迅速下降的主要原因是乳酸菌快速增殖,代谢产生了大量乳酸。因发酵过程是在无氧条件下进行的,所以发酵中期,酵母菌通过无氧呼吸进行增殖。根据在发酵过程中乳酸菌与酵母菌种群数量的变化可推知,酵母菌与乳酸菌竞争强度的变化是由小变大,再变小。(3)在泡菜的制作过程中,要注意控制腌制时间、温度和食盐的用量,温度过高、食盐用量过少、腌制时间过短容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐的含量增加,进而影响泡菜的品质。

答案:(1)乳酸链球菌和乳酸杆菌　无核膜包被的细胞核　兼性厌氧型　

(2)乳酸菌快速增殖,代谢产生了大量乳酸　无氧呼吸　由小变大,再变小　(3)腌制时间、温度、食盐的用量　亚硝酸盐