新高考生物一轮复习专题训练：第33讲 传统发酵技术的应用和发酵工程及其应用（含解析）

高中生物一轮复习专题训练

第33讲　传统发酵技术的应用和发酵工程及其应用

1．下列有关发酵与传统发酵技术的叙述，错误的是(　　)

A．约9 000年前，我们的祖先就会利用微生物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料，并弄明白了其中的原理

B．1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验证明，酒精发酵是由活的酵母菌引起的

C．传统发酵通常是家庭式或作坊式的

D．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主

解析：约9 000年前的传统发酵技术促进了中华民族特有的饮食文化的形成，但在几千年的时间里，人们并不明白其中的原理。

答案：A

2．泡菜发酵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，其利用氧产生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：乳酸菌是厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸产生乳酸，A错误；泡菜发酵初期有气泡产生，是酵母菌等进行有氧呼吸产生了CO2，B正确；C、D错误。

答案：B

3．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

解析：果汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，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；制作果酒过程中需定时拧松瓶盖，这样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，所以果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋。

答案：D

4．苹果醋具有开胃、增强消化的功能，下面是工业生产苹果醋的流程图。下列叙述错误的是(　　)

挑选苹果→蒸煮→榨汁→果酒和果醋发酵→装瓶

A．蒸煮可以杀死附着于苹果表面的杂菌

B．果酒和果醋发酵要先后加入酵母菌和醋酸菌

C．发酵过程中要严格控制通气，并保持无氧和低温

D．果酒发酵过程中，发酵装置要适时放气

解析：蒸煮可以杀死附着于苹果表面的一部分杂菌，A正确；果酒和果醋的发酵顺序是先制酒再制醋，故先后加入酵母菌和醋酸菌，B正确；醋酸菌是好氧细菌，果醋发酵时需要有氧条件，C错误；果酒发酵过程中，发酵装置要适时放气，排出呼吸作用产生的二氧化碳，D正确。

答案：C

5．中国酸菜历史悠久，早在北魏的《齐民要术》中就记载了用白菜等原料腌制酸菜的多种方法。酸菜不仅口感好，而且对人体有益。下列说法错误的是(　　)

A．酸菜制作过程中，主要起作用的微生物是乳酸菌

B．真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”

C．腌制过程中，坛中水分会因蔬菜细胞渗透失水而增多

D．酸菜的腌制时间越长，口感越好，营养价值越高

解析：酸菜制作过程中，白菜经乳酸菌发酵后产生大量乳酸，因此起主要作用的微生物是乳酸菌，A正确；真空包装的酸菜可能会因杂菌污染而发生“胀袋”，B正确；腌制过程中，外界溶液浓度高会使蔬菜细胞渗透失水，导致坛中水分增多，C正确；酸菜制作过程中会产生亚硝酸盐，因此并不是腌制时间越长，口感越好，营养价值越高，D错误。

答案：D

6．在发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种，因此菌种的选育至关重要，下列相关叙述错误的是(　　)

A．性状优良的菌种只能从自然界中筛选

B．生产柠檬酸就需要筛选产酸量高的黑曲霉

C．在啤酒生产中，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短生产周期

D．在实验室中筛选目的菌时，应人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长

解析：性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。

答案：A

7．发酵罐发酵的过程中，使温度升高的热量来源于(　　)

①冷却水供应不足　②微生物代谢旺盛　③培养基不新鲜　④搅拌　⑤放料口排出产物

A．①②③④⑤　　　　　 B．②③④

C．①④  D．②④

解析：微生物代谢旺盛及搅拌都能产生热量。

答案：D

8．某研究性学习小组进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是(　　)

A．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵

B．适当加大接种量可以提高发酵速率，抑制杂菌繁殖

C．发酵液中的醋酸菌通过无丝分裂增殖，繁殖速度快

D．果酒、果醋发酵过程中pH均有先升高后明显下降

解析：由于缺少糖源时，醋酸菌会将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，所以需要先隔绝空气进行果酒发酵，然后供氧进行果醋发酵，A错误；适当加大接种量可以提高发酵速率，抑制杂菌繁殖，B正确；发酵液中的醋酸菌属于原核生物，其通过无性生殖的二分裂方式进行增殖，C错误；果酒制作过程中会产生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使pH降低，果醋制作过程中产生醋酸，同样会使pH下降，D错误。

答案：B

9．下面是有关啤酒的工业化生产的流程。下列有关叙述不正确的是(　　)

发芽→焙烤→碾磨→糖化→蒸煮→发酵→消毒→终止

A．啤酒的发酵过程包括主发酵和后发酵两个阶段

B．发芽的过程中大麦会产生淀粉酶，便于将大麦中的淀粉分解为葡萄糖进行酒精发酵

C．发酵的过程就是酵母菌进行有氧呼吸的过程

D．消毒的目的是杀死啤酒中的大多数微生物，以延长它的保存期

解析：啤酒的生产包括主发酵和后发酵两个阶段，A正确；发芽过程产生淀粉酶将淀粉分解成葡萄糖，作为无氧呼吸的底物用于产生酒精，B正确；发酵的过程是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程，C错误；生产啤酒时，为了抑制其他微生物的生长提高啤酒的品质，需要对原料和设备进行消毒和灭菌，以延迟保存期，D正确。

答案：C

10．(多选)下列关于传统发酵技术的叙述，正确的是(　　)

A．酒精发酵、醋酸发酵控制温度有所不同，其发酵菌种都是原核生物

B．泡菜腌制的过程中要注意腌制的时间、温度和食盐的用量

C．果酒制作的不同阶段，二氧化碳产生的场所不都是细胞质基质

D．乳酸菌在制作泡菜过程中通过乳酸发酵产生乳酸和二氧化碳

解析：酒精发酵利用的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；在泡菜的腌制过程中，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，B正确；果酒制作的微生物是酵母菌，其细胞呼吸产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体，C正确；乳酸菌无氧呼吸的产物有乳酸，无二氧化碳，D错误。

答案：BC

11．(多选)现代发酵工程常常利用计算机系统对发酵过程中的各种指标进行检测和控制，关于发酵过程中发酵条件的描述，不正确的是(　　)

A．发酵过程中，由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量达到一定的数值时，可以通过温度传感器和控制装置感受并控制冷水从进水口进入

B．冷水从发酵罐的上方进入从下方流出的目的是使冷却更充分

C．在发酵过程中可能需要通过营养物质加入口加入酸或碱来调节发酵液的pH

D．培养液要一次性全部加入，在发酵过程中不能重新加入

解析：发酵过程中由于微生物代谢产生的热量和搅拌叶轮搅拌产生的热量，培养液的温度会升高，仅仅靠发酵罐壁散热是不能满足的，因此，通过发酵罐上的温度传感器和控制装置感受并控制冷水的进入来散热，A正确；冷水从下方进入上方流出能使冷水带走大量的热量，从而可以使发酵罐冷却更充分，B错误；在发酵前，培养液的pH可以用缓冲液进行调节，在发酵过程中，代谢物的积累使pH发生改变可以通过加入酸或碱来调节，C正确；在发酵过程中，要及时检测培养液中微生物的数量和营养物质的浓度，及时添加必备的营养成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物，D错误。

答案：BD

12．(多选)为了改善食品品质和色、香、味及防腐与加工工艺的需要，人们在食品中加入一些化学合成或天然物质，这类物质被称为食品添加剂，下列有关叙述正确的是(　　)

A．许多食品添加剂可以通过发酵工程生产，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得

B．食品工业中，常用的着色剂有β­胡萝卜素、红曲黄色素等

C．食品工业中，用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产

D．食品添加剂不能增加食品的营养

解析：食品添加剂不仅可以增加食品的营养，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品的保存期。许多食品添加剂都能通过发酵工程生产，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得，A正确，D错误。β­胡萝卜素、红曲黄色素等在食品工业中常用来增加食品的色泽，B正确。食品工业中，用来延长食品保质期的乳酸链球菌素、溶菌酶可通过发酵工程生产，C正确。

答案：ABC

13．泡菜的制作工艺是我国悠久的文化遗产之一。制作泡菜的过程中，应控制亚硝酸盐在一定浓度范围内，以免对人体产生危害。兴趣小组欲研究不同浓度食醋对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。实验步骤如下：称取等量的新鲜白菜4份，每份均加入等量的质量分数为7%的盐水、鲜姜和辣椒，再加入食醋，调节料液的食醋浓度分别为0、0.3%、0.6%、0.9%，每天测定其亚硝酸盐含量，如图表示室温下的实验结果。请回答下列相关问题：

(1)制作泡菜时，如果发现发酵容器内底层的发酵效果比上层的好，则说明制作泡菜使用的发酵菌属于________(填“好氧菌”或“厌氧菌”)。设置食醋浓度为0的组别的目的是________________________________________________________________________。

(2)分析曲线可知，随泡制时间的延长，亚硝酸盐含量的变化趋势均表现为________________并均在第3 d达到最大值。室温下，用白菜制作的泡菜，最佳食用时间是泡制________d以后。泡菜发酵初期，由于泡菜罐加盖并水封，会使________菌逐渐被抑制；发酵中期，乳酸菌大量繁殖产生乳酸使________菌被抑制；发酵后期，________菌也会被抑制。

(3)结合本实验，不同浓度食醋对泡菜亚硝酸盐含量的影响是

________________________________________________________________________

______________________________________________________(答出两点)。

解析：(1)制作泡菜时，底层缺乏氧气，发酵效果比上层的好，说明该发酵菌是厌氧菌。设置食醋浓度为0的一组，目的是和有食醋的实验组形成对照，排除无关变量对实验结果的影响。(2)分析图示曲线可知，亚硝酸盐含量变化趋势均表现为先上升后下降；在第9 d后泡菜中的亚硝酸盐含量降至最低，适宜食用。发酵初期水密封后缺乏氧气，好氧菌被逐渐抑制；发酵中期乳酸菌产生乳酸，不耐酸细菌被抑制，随着代谢产物的积累，发酵后期乳酸菌被抑制。(3)根据图示结果可知，食醋会抑制泡菜中亚硝酸盐的产生；三组浓度中，0.6%食醋抑制作用最强；食醋浓度过高或过低抑制作用均下降。

答案：(1)厌氧菌　作为对照，排除无关变量对实验结果的影响　(2)先上升后下降　9　好氧　不耐酸　乳酸　(3)食醋会抑制泡菜中亚硝酸盐的产生；三组浓度中，0.6%食醋抑制作用最强；食醋浓度过高或过低抑制作用均下降

14．下图是利用山楂制作果酒果醋的流程：

→→→→→→

回答下列问题：

(1)酒精发酵主要利用酵母菌的________呼吸，酵母菌与醋酸菌在结构上的主要区别是________________________________________。

(2)如图表示白砂糖的添加量对酒精生成量的影响，白砂糖的添加量为________左右最为合理。

(3)醋酸发酵前，需要加入纯净水对山楂果酒进行稀释，原因是

________________________________________________________________________。

(4)将发酵好的山楂果醋在80 ℃左右的温度下热处理8～10 min，目的是________________，以及防止杂菌污染。

解析：(1)酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，可把葡萄糖分解为酒精和二氧化碳；酵母菌为真核细胞，醋酸菌为原核细胞，二者最根本的区别是酵母菌有核膜包围的细胞核。(2)据图可知，酒精含量达到最高值时的最小白砂糖添加量为15%，此时的白砂糖浓度既有利于酒精的产生，也可以避免物质的浪费。(3)酒精发酵后得到的果酒浓度过高，对醋酸菌的生长不利，会抑制醋酸菌的发酵，因此醋酸发酵前需要加入纯净水对山楂果酒进行稀释。(4)将发酵好的山楂果醋在80 ℃左右的温度下热处理8～10 min，可以杀死醋酸菌，防止醋酸菌继续发酵，破坏果醋的营养物质，同时也可以防止杂菌污染。

答案：(1)无氧　酵母菌具有以核膜为界限的细胞核　(2)15%　(3)酒精浓度过高会抑制醋酸菌的发酵　(4)防止醋酸菌继续发酵(或杀死醋酸菌，或防止果醋的营养物质被破坏)

15．啤酒生产需经过制麦、糖化、发酵等主要环节。主要工艺流程如图所示，请回答下列问题：

(1)大麦是啤酒发酵的重要碳源，利用大麦实质是利用其中的α­淀粉酶，用________(填激素名称)处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α­淀粉酶。

(2)为探究两种大麦种子(红粒麦和白粒麦)所含淀粉酶活性进行了如下实验。

取发芽时间相同、质量相等的红、白粒麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：

步骤①中加入的C是________________。显色结果表明：淀粉酶活性较高的品种是________________。

(3)啤酒酵母菌种决定着啤酒的风味和质量，某实验小组从原浆啤酒底泥中分离出一株高活性的啤酒酵母。

①在对原浆啤酒底泥的酵母菌进行富集培养的过程中每隔4 h要摇动一次，每次1～2 min，其目的是________________、________________________，以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。

②为了制备啤酒酵母分离培养基，实验人员将马铃薯去皮切块后高压煮沸，过滤后补加蒸馏水至1 L，加入葡萄糖和琼脂后加热融化。该培养基的碳源主要包括____________________，培养基一般用________________法进行灭菌处理。

(4)敲除野生型酿酒酵母中的蛋白酶基因，减少发酵液中蛋白的水解，有助于增强啤酒泡沫的稳定性。某科研小组用酪蛋白固体培养基筛选突变体，野生型可以水解酪蛋白，在菌落周围形成透明圈。生产需要筛选透明圈________(填“大”或“小”)的菌落。

解析：(1)用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α­淀粉酶，可以简化工艺，降低成本。(2)根据表格数据分析可知，实验的自变量是大麦籽粒种类，红粒管和白粒管是实验组，对照管是起对照作用，故步骤①中加入的C是0.5 mL蒸馏水作为对照。显色结果表明：白粒管显色最浅，说明淀粉被分解的最多，白粒小麦的淀粉酶活性最高。(3)①在对原浆啤酒底泥的酵母菌进行富集培养的目的是增加酵母菌的数量，酵母菌在有氧条件下能大量繁殖。故进行富集培养的过程中每隔4 h要摇动一次，每次1～2 min，其目的是增大溶氧量，使酵母菌营养物质混合均匀(或使酵母菌充分利用营养物质)，以促进酵母菌的有氧呼吸和增殖。②培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，据题意可知，该培养基的碳源主要包括淀粉和葡萄糖，培养基的灭菌方法一般是高压蒸汽灭菌法。(4)酪蛋白固体培养基不透明，若酪蛋白被酵母菌产生的蛋白酶水解，就会在菌落周围形成透明圈，透明圈越大，说明蛋白质被水解得越多，酵母菌产生的蛋白酶就越多，反之亦然。为减少发酵液中蛋白的水解，有助于增强啤酒泡沫的稳定性，生产上需要选择合成蛋白酶少的酵母菌，故需要筛选透明圈小的菌落，作为发酵的菌种。

答案：(1)赤霉素　(2)0.5 mL蒸馏水　白粒麦　(3)①增大溶氧量　使酵母菌营养物质混合均匀或使酵母菌充分利用营养物质　②淀粉和葡萄糖　高压蒸汽灭菌　(4)小