选择性必修3 生物技术与工程第三节 传统发酵技术和产品课堂检测
展开题组一 传统发酵利用的微生物
1.在果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作过程中,用到的微生物分别是( )
A.酵母菌、酵母菌、毛霉、乳酸菌
B.酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌
C.毛霉、醋酸菌、乳酸菌、酵母菌
D.酵母菌、乳酸菌、毛霉、醋酸菌
B [参与果酒制作的微生物是酵母菌;参与果醋制作的微生物是醋酸菌,醋酸菌能将糖源或酒精转变成乙酸;参与腐乳制作的微生物有多种,如酵母、 曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉;参与泡菜制作的微生物是乳酸菌。]
2.下列关于乳酸菌的说法错误的是( )
A.乳酸菌的遗传物质是DNA
B.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2
C.乳酸菌与醋酸菌的细胞结构相似
D.在泡菜制作过程中,起主要作用的是乳酸菌
B [乳酸菌属于细菌,其遗传物质是DNA;乳酸菌是厌氧型细菌,无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2;乳酸菌与醋酸菌都属于原核生物,细胞结构相似;泡菜制作利用了乳酸菌的无氧发酵过程。]
3.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述,不正确的是( )
A.两者的正常繁殖都离不开氧气
B.在无氧条件下,酵母菌可以生产酒精,醋酸菌则不能生产醋酸
C.两者都是异养生物,生存都离不开葡萄糖
D.醋酸菌可以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸
C [醋酸菌是好氧生物,在氧气充足的环境中才能完成其正常的生理活动;酵母菌属于兼性厌氧生物,在有氧和无氧环境中都能生存,但其无氧呼吸产生的能量少,仅能满足其自身代谢的需求,在无氧时酵母菌基本不繁殖,所以两者的正常繁殖都离不开氧气。醋酸菌在缺乏糖源时,能以酒精为原料合成醋酸,而酵母菌在无氧环境中能产生酒精。]
题组二 果酒和果醋的制作
4.家庭中利用鲜葡萄制作葡萄酒时,操作不正确的是( )
A.冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶
B.葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间
C.发酵瓶及葡萄浆进行煮沸处理
D.20 ℃左右密闭发酵并适时排气
C [冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶,A正确;葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间,为酵母菌的增殖提供氧气,B正确;果酒制作过程利用的是葡萄皮上携带的野生型酵母菌,煮沸处理会将酵母菌杀死,C错误;酵母菌无氧呼吸时产生酒精,20 ℃左右密闭发酵能得到酒精,并适时排出二氧化碳,以降低压强,D正确。]
5.下图为果酒和果醋的发酵装置,下列有关说法正确的是( )
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
B [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、葡萄糖充足的条件下,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。]
6.下列关于实验室中果醋制作的叙述,错误的是( )
A.果醋的制作需要醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,所以在制作过程中需通入氧气
B.制作果醋的温度比制作果酒的温度高,一般为45 ℃
C.醋酸菌能将果酒变成果醋
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
B [果醋制作的温度一般为30~35 ℃,B错误。]
7.下图简单表示了葡萄酒的酿制过程,下列叙述错误的是( )
甲 乙 丙
A.甲装置一天搅拌2~3次主要是为了释放产生的气体
B.白糖为甲装置中酵母菌提供能源物质
C.甲装置与乙装置中放出的气体主要是二氧化碳
D.夏季,打开丙装置中的塞子,可能会有醋酸产生
A [甲装置一天搅拌2~3次主要是为了增加溶氧量,添加白糖主要是为酵母菌提供能源物质,因此,甲装置主要是让酵母菌进行有氧呼吸从而大量繁殖,A错误、B正确;甲装置中酵母菌主要进行有氧呼吸,乙装置中酵母菌进行无氧呼吸,两个装置中放出的气体主要是二氧化碳,C正确;夏季,打开丙装置中的塞子,空气中的醋酸菌可能进入容器中,在有氧条件下,将酒精发酵为醋酸,D正确。]
8.果醋有消除疲劳和减肥等功效,深受广大女士的喜爱。某酒厂的果酒滞销,计划将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示的装置,请回答下列问题:
(1)果酒和果醋的制作分别利用了________________(填微生物名称)。果酒制作时温度应控制在__________,果醋制作时温度应控制在________。
(2)由果酒“转变”成果醋的制作过程中需要改变的环境条件是________________。
(3)乙装置瓶为发酵瓶,你认为甲、丙两个装置瓶中,盛有果酒和果醋的装置瓶分别是________。在乙装置瓶中,发酵菌先将乙醇变为________,最后变为醋酸。
[解析] (1)果酒、果醋的制作菌种分别是酵母菌和醋酸菌,二者的最适生长温度不同,果酒制作的最适温度为18~25 ℃,果醋制作的最适温度为30~35 ℃。(2)果酒发酵主要为无氧发酵的过程,而果醋发酵为有氧发酵的过程,二者的发酵温度不同,因此由果酒“转变”成果醋的制作过程需要改变发酵温度和气体条件(氧气)。(3)由题图可知,甲装置瓶内应为果酒,丙装置瓶内应为果醋,在糖源不足时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,最后变为醋酸。
[答案] (1)酵母菌和醋酸菌 18~25 ℃ 30~35 ℃ (2)温度和氧气 (3)甲、丙 乙醛
题组三 酸奶的制作
9.某些酸奶盒上标明“胀包请勿食用”。下列关于酸奶胀包的原因,解释最合理的是( )
A.生产时酸奶中混入的酵母菌进行无氧呼吸
B.温度过高导致酸奶中的乳酸菌进行无氧呼吸
C.酸奶盒破裂导致杂菌进入,杂菌进行有氧呼吸
D.储藏时间过长导致酸奶中的乳酸菌大量死亡
A [酸奶胀包是包装密封性良好且气体体积增大导致的,在呼吸作用中仅酒精发酵可导致气体体积增大,故解释合理的为生产时酸奶中混入的酵母菌进行无氧呼吸,A正确;乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,不产生气体,B错误;根据题干信息,酸奶胀包说明包装是密闭的,C错误;乳酸菌大量死亡也不会导致酸奶胀包,D错误。]
10.酸奶由牛奶经过发酵制成,口味酸甜细滑,营养丰富,深受人们喜爱,利用酸奶机可居家自制酸奶。分析并回答下列问题:
(1)为检测某品牌酸奶中乳酸菌的数量,检验人员进行了下图所示的实验。
配制图示中的培养基不能加抗生素,原因是抗生素________,不能发酵成酸奶。为防止杂菌污染,需要对培养基进行________。
(2)酸奶机相当于恒温培养箱,能够将其内容物加热至42 ℃并保持恒温。有位同学周末用酸奶机按如下步骤自制酸奶:
将约1 L鲜奶倒进锅里加热至沸腾,将酸奶机的内胆放在开水中煮5 min
↓
将未冷却的鲜奶倒入酸奶机内胆内,然后加入酸奶约100 mL
↓
盖上酸奶机盖子,让内部处于密封状态,打开电源开关
↓
8 h后打开酸奶机盖子
从微生物培养角度看,鲜奶相当于培养基,鲜奶中加入酸奶相当于________。上述步骤该同学能否成功制得酸奶?试述理由。________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)配制图示中的培养基不能加抗生素,因为抗生素会杀死乳酸菌,造成不能发酵成酸奶。为防止杂菌污染,需要对培养基进行灭菌处理,一般用高压蒸汽灭菌法。
(2)从微生物培养角度看,鲜奶相当于培养基,酸奶中含有乳酸菌,鲜奶中加入酸奶相当于接种。分析图示制酸奶过程,鲜奶煮沸后未冷却就加入了酸奶,会使酸奶中的乳酸菌失活,因此不能成功制得酸奶。
[答案] (1)会杀死乳酸菌 灭菌 (2)接种 不能。鲜奶煮沸未冷却就接种,使乳酸菌失活
11.(多选)右图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是( )
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D.若发酵液表面出现菌膜,最可能的原因是发酵瓶漏气
ABC [酵母菌首先进行有氧呼吸,而后进行无氧呼吸。发酵过程中由于营养物质的减少、有害代谢产物的积累,pH的改变,酒精的产生速率逐渐减慢,A错误;集气管中的气体是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2,B错误;发酵过程中酵母种群呈“S”型增长,而后减少,C错误;由于醋酸菌是好氧微生物,若发酵液表面出现菌膜,则可能是发酵瓶漏气引起的,D正确。]
12.葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题:
甲 乙 丙
注:各发酵瓶的左侧管为充气管,右侧管为排气管。
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物是________。
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________,产生的终产物是________和________。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是________________,导致发酵中出现的主要异常现象是____________________。丙同学的错误是_______________,导致发酵中出现的主要异常现象是________________。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该错误操作是________________。
[解析] (1)(2)果酒制作过程是利用酵母菌的无氧呼吸分解葡萄糖产生酒精和CO2。(3)甲瓶充气管没有夹子。丙瓶发酵液的液面过高,淹没了排气管在瓶内的管口。甲瓶中酵母菌进行细胞呼吸产生的CO2使瓶内气压增大,排气管不能排气,因此发酵液会从充气管流出,甲瓶中有氧气会进行醋酸发酵。丙瓶中酵母菌细胞呼吸产生的CO2使瓶内气压增大,排气时发酵液从排气管流出。(4)乙同学的操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,则该错误操作一定是没有及时排气。
[答案] (1)酵母菌 (2)葡萄糖 酒精 CO2 (3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出,发酵液变酸 瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋(或果醋) 葡萄酒(或果酒) 葡萄酒(或果酒) (4)未及时排气
13.回答下列有关泡菜制作的问题:
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是______________________________________
___________________________________________________________________。
(2)泡菜坛为什么要密封?________________________________________;
若菜坛有裂缝,可能会出现什么结果?_______________________________
____________________________________________________________________。
(3)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是_______________________
____________________________________________________________________。
(4)加入“陈泡菜水”的作用是______________________________________。
(5)到发酵中期,无氧状态形成,乳酸菌开始活跃,并产生大量乳酸,使乳酸积累量达到0.6%~0.8%,pH为3.5~3.8,试分析此时坛内其他微生物的活动情况及原因:______________________________________________________。
(6)发酵后期,乳酸含量继续增加,在1.2%以上时,发酵速度逐渐变缓甚至停止,主要原因是____________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒、杀菌。(2)乳酸菌是厌氧生物,密封后造成缺氧环境;泡菜坛有裂缝,将导致乳酸菌不能正常生长,而一些杂菌大量繁殖,使泡菜变质。(3)制成的泡菜“咸而不酸”可能是盐过多,抑制了乳酸菌发酵。(4)“陈泡菜水”含乳酸菌,能为泡菜发酵提供菌种。(5)随着发酵过程的进行,乳酸不断积累,当积累到一定程度时,会抑制其他微生物的生长,甚至杀死微生物。(6)到发酵后期,乳酸含量过高,pH过低会抑制乳酸菌的生长。
[答案] (1)消毒、杀菌 (2)乳酸菌是厌氧生物 抑制乳酸菌发酵,导致好氧微生物大量繁殖,使发酵失败 (3)盐的浓度过高,使乳酸菌失水死亡,没有生成乳酸,或产生乳酸过少 (4)提供乳酸菌菌种,使其在短时间内形成菌种优势 (5)pH不适宜,其他微生物活动减慢甚至停止 (6)pH过低抑制了乳酸菌的生长
易错点 对传统发酵技术利用的微生物的结构和代谢类型弄不清
14.下列关于传统发酵技术涉及的微生物的描述,正确的是( )
A.在葡萄酒的制作过程中,密封时间越长,酵母菌产生的酒精量就越多
B.果醋的生产过程中,具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌
C.酵母菌属于细菌,是单细胞生物,没有由核膜包被的细胞核
D.乳酸菌是厌氧细菌,在无氧条件下,也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2
B [对酵母菌而言,密封时间过长,有机物耗尽,将不再产生酒精。生产果醋时,酵母菌使糖转变成酒精,然后醋酸菌使酒精转变为醋酸,它们起协同作用。酵母菌是真菌。乳酸菌的发酵产物是乳酸,不产生酒精和CO2。]
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