2024届高考生物一轮复习教案第十单元生物技术与工程第2课时传统发酵技术发酵工程及应用(苏教版)
展开考点一 传统发酵技术生产的食品
1.传统发酵技术
2.果酒和果醋的制作
(1)原理和条件
(2)方法步骤
源于选择性必修3 P32“本节练习·应用题”:果酒和果醋改进装置及其分析
装置的使用:使用该装置制作果酒时,应该关闭充气口;制作果醋时,应将充气口连接充气泵,输入空气。
易错提醒 ①果酒、果醋制作时防止杂菌污染的措施:a.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;b.清洗葡萄时要先冲洗后再除去枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会;c.装入葡萄汁后要封闭发酵装置的充气口;d.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。②葡萄汁装入发酵瓶时,要留有约1/3空间的目的:a.先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽O2后再进行酒精发酵;b.防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。
深度思考
(1)制作葡萄酒时,为什么要将温度控制在18~25 ℃?制作葡萄醋时,为什么要将温度控制在30~35 ℃?
提示 温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为20 ℃。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为30~35 ℃,因此要将温度控制在30~35 ℃。
(2)在制作果酒的过程中,除了酵母菌,是否还有其他微生物生长?它们会对果酒发酵产生影响吗?如果有,如何避免这种影响?
提示 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)在家庭制作葡萄酒的过程中,不需要严格的消毒过程也能完成发酵,原因是什么?
提示 在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(4)醋酸菌醋酸发酵时,需要打开通气阀,请说明其原因。
提示 醋酸菌是一种好氧细菌,在发酵过程中始终需要氧气,如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
3.酸奶的制作
(1)菌种:乳酸菌。
(2)原理:乳酸菌发酵使牛奶中的乳糖变为乳酸。
(3)步骤
4.腐乳的制作
(1)菌种:毛霉。生长最适温度为15~18℃。
(2)原理:发酵过程中,毛霉分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶,这些酶与其他微生物协同作用,使腐乳坯中的各种营养物质生成氨基酸和多种有机酸等。
考向 传统发酵技术生产的食品
1.下图甲为果酒和果醋制作装置,图乙表示制作过程中的物质变化。下列有关叙述正确的是( )
A.制作果酒时应关闭阀a,适时打开阀b
B.制作果醋时需打开阀b通气,打开阀a排气
C.过程①②都只能发生在缺氧的条件下
D.过程①~④所需的最适温度基本相同
答案 A
解析 甲装置中,阀b控制排气,阀a控制进气,制作果酒时应关闭阀a以创造缺氧环境,适时打开阀b几秒钟以排出产生的CO2,A正确;醋酸菌是好氧型细菌,需要持续通氧,但b是排气口,a是进气口,故应打开阀a通气,打开阀b排气,B错误;过程①为葡萄糖酵解形成丙酮酸的阶段,发生的场所是细胞质基质,有氧和无氧条件下都会发生,C错误;过程①~③所需的最适温度基本相同,为18~25 ℃,而过程④所需的最适温度为30~35 ℃,D错误。
2.(2023·江苏泰州高三模拟)米酒、酸奶、泡菜等都属于传统发酵制品,下列相关叙述正确的是( )
A.制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母
B.米酒发酵液中冒出的“气泡”都来源于酵母菌无氧呼吸
C.酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧,保证乳酸菌的有氧呼吸
D.为降低杂菌污染,发酵前需要对器具、原料等进行灭菌
答案 A
解析 利用酵母菌的无氧呼吸可制作米酒,制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母,A正确;米酒发酵液中冒出的“气泡”既来源于酵母菌无氧呼吸,也来源于酵母菌的有氧呼吸,B错误;酸奶和泡菜的制作利用的微生物是乳酸菌,而乳酸菌是厌氧菌,因此酸奶和泡菜制作中不需要通氧,要保证乳酸菌的无氧呼吸,C错误;发酵前不能对原料进行灭菌,否则会杀死原料中的发酵菌种,D错误。
3.如图为某工厂利用毛霉菌种生产腐乳过程中形成的毛豆腐,下列相关叙述正确的是( )
A.豆腐块之间相互交错的“白毛”不利于毛霉吸收外界营养物质
B.豆腐长“白毛”所需要的温度与果酒果醋生产时的温度不同
C.豆腐中的蛋白质进入毛霉细胞后水解成多肽和氨基酸
D.豆腐块表面形成的致密菌皮有利于毛霉进行有氧发酵
答案 B
解析 豆腐块表面长出相互交错的“白毛”(毛霉的匍匐菌丝)有利于毛霉吸收外界营养物质,A错误;豆腐长的“白毛”是毛霉,培养温度一般是15 ℃~18 ℃,果酒发酵温度一般是18 ℃~25 ℃,醋酸菌最适宜的生长温度为30~35 ℃,B正确;毛霉细胞分泌蛋白酶到细胞外,将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸,C错误;豆腐块表面形成的致密菌皮不利于毛霉进行有氧发酵,D错误。
4.在发酵技术中要避免杂菌污染,下列相关叙述错误的是( )
A.泡菜制作加食盐、蒜、生姜及其他香辛料,可有效防止杂菌污染
B.通过控制发酵温度,可在一定程度上抑制其他微生物的生长繁殖
C.制作果酒和果醋时都应用70%的酒精对发酵瓶进行消毒
D.与自然发酵相比,选用人工培养的菌种更易被杂菌污染
答案 D
解析 泡菜制作时调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加入少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香,同时还能起到抑制杂菌生长的作用,A正确;不同微生物发酵的适宜温度不同,因此通过控制发酵温度,可在一定程度上抑制其他微生物的生长繁殖,B正确;制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶进行消毒,并注意无菌操作,C正确;与自然发酵相比,人工接种过程中利用了严格的灭菌措施,可以防止其他杂菌污染,且发酵获得的产品品质更好,D错误。
考点二 发酵工程及其应用
1.发酵工程:采用现代工程技术手段,利用微生物或动植物细胞的特定功能,在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。
2.发酵工程的步骤
延伸应用
(1)微生物菌种资源丰富,选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素?
提示 在低成本的培养基上能迅速生长繁殖;生产所需代谢物的产量高,发酵条件容易控制;菌种不易变异、退化等。
(2)怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要?
提示 要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制,使其最适合微生物的生长繁殖,同时及时添加必需的营养组分。例如:温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控;pH条件的调控可在培养基中加入缓冲液,在发酵过程中加酸或碱;溶解氧的调控需根据微生物的代谢类型,若微生物是需氧型的,可通过空气入口通入空气,并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧。若微生物是厌氧型的,需封闭空气入口,建立厌氧环境等。
(3)为什么发酵工程要对菌种进行扩大培养?
提示 工业发酵罐的体积大,需要投入的菌种数量多,所以在发酵之前需要对菌种进行扩大培养。
(4)发酵过程中为什么要随时检测温度、pH等环境条件?
提示 环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。
易错提醒 发酵过程的监控和发酵条件的控制会直接影响产品的质量和产量。一方面要随时检测培养液中微生物数量、产物浓度以了解发酵进程;另一方面要及时添加必备的营养物质来延长菌体生长稳定期的时间,以便得到更多的发酵产品;同时要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件,来保证产品的产量和质量。
3.工业发酵的方式
分为分批发酵和连续发酵等。
(1)分批发酵:即一次投料、一次接种,一次收获的间歇发酵方式。
(2)单细胞微生物细胞群体在整个培养过程中经历延滞期、对数期、稳定期和衰亡期等生长时期。
4.发酵工程的应用
(1)发酵工程的主要产品
常见的发酵工程产品:微生物菌体细胞、微生物酶类、微生物代谢产物、微生物转化产物、工程菌发酵产物、动植物细胞的产物。
(2)发酵工程的应用领域
①在医药业中的应用主要包括生产各种抗生素、酶、氨基酸、激素和免疫制剂。
②在食品业中的应用除体现在酿造酒、醋、酱油等传统酿造业外,还用于生产调味品及发酵食品等。
③在农业中的应用包括生产生物农药、生物增产剂、生物除草剂以及饲料添加剂等。
④在其他领域的应用也很广泛,如污水处理或沼气发酵等方面。
考向 发酵工程及其应用
5.啤酒生产的简要流程如图所示,制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子,糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是( )
A.在整个发酵过程中,要始终保持严格的无菌、厌氧环境
B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子,目的是促进α-淀粉酶合成
C.在接种酵母菌前进行冷却处理,是为了避免杀死酵母菌种
D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜,一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
答案 A
解析 酵母菌是兼性厌氧微生物,在整个发酵过程中,要先通气使酵母菌大量繁殖,然后保持严格的无菌、厌氧环境,使其无氧呼吸进行发酵,A项错误。
6.(2023·江苏南京金陵中学高三调研) 植物酵素是指以植物为主要原料,经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品。苹果酵素生物发酵的流程中,需将苹果去核、切块,加冰糖,并持续发酵90天。每隔15天测定总酸含量和乙醇含量,结果见下图。下列叙述正确的是( )
A.冰糖为微生物发酵提供养分,加入前可用紫外线照射杀灭其表面微生物
B.第一个月的隔天通气的目的是抑制厌氧型和兼性厌氧型微生物的无氧呼吸
C.第二个月总酸量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸产生了CO2
D.第三个月总酸量和乙醇量发生的变化可能与醋酸菌的发酵作用密切相关
答案 A
解析 从第一个月乙醇含量上升可以推出,隔天通气并没有抑制无氧呼吸,B错误;乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,不产生乙醇和CO2,C错误;第三个月是密封发酵,而醋酸菌是好氧微生物,故这段时间醋酸菌发酵作用极低,总酸量和乙醇量发生的变化与醋酸菌的发酵作用关系不大,D错误。
7.(多选)下面是某工厂液态法黄酒酿造工艺流程图,相关叙述正确的是( )
①淀粉液化(糯米+水+α-淀粉酶)→②淀粉糖化(加入蛋白酶、糖化酶)→③黄酒发酵(酿酒酵母和植物乳酸菌同时接种)→④发酵后处理→清爽型干黄酒
A.过程①②需提供适宜温度、酶浓度和作用时间等
B.酿酒酵母和植物乳酸菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白质
C.接种植物乳酸菌的主要目的是产生乳酸为酵母发酵提供原料
D.过程③需要通过不断通入无菌空气促进酿酒酵母的繁殖
答案 AB
解析 过程①②中都加入相应酶,酶发挥催化作用需要适宜条件,故过程①②需提供适宜温度、酶浓度和作用时间等,A正确;淀粉和蛋白质属于大分子,生物不能直接利用,故酿酒酵母和植物乳酸菌不能直接利用糯米中的淀粉和蛋白质,B正确;酵母菌发酵不能直接利用乳酸,C错误;酒的酿制需要酵母菌无氧呼吸,故过程③不需要通入无菌空气,D错误。
8.如图所示为发酵工程生产产品的流程图,据图回答:
(1)若能生产人生长激素的工程菌是通过①培育的,①应该是________________;若高产青霉素菌种是通过②培育的,②应该是________________________________________________。
(2)根据培养基的用途,可以将它们分为_____________________________________培养基和________培养基。各种培养基的具体配方不同,但一般都含有________________________等营养成分。培养基在使用之前要用________________进行灭菌。
(3)整个过程的中心环节是________________,在该时期要随时取样检测培养基中的____________________等。同时,要严格控制________________等发酵条件,因为环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物________的形成。
(4)在发酵过程中要不断搅拌的目的是:①_________________;②_________________。
(5)发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品是菌体本身,常常采用____________等方法分离、提纯;如果发酵产品是微生物的代谢物,还要根据____________采取适当的方法分离、提纯。
答案 (1)基因工程 诱变育种 (2)选择 鉴别 碳源、氮源、水、无机盐 高压蒸汽灭菌法(湿热灭菌法) (3)发酵过程 微生物数量、产物浓度 溶氧量、pH和温度 代谢产物
(4)增加溶氧量 使菌种与培养液充分接触,提高原料的利用率 (5)过滤、沉淀 产物的性质
1.(2021·山东,12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是( )
A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
答案 D
解析 酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖,无氧条件下,发酵产生酒精,故无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸存活但不能大量繁殖,A正确;葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现颜色,C正确;制作过程中随着发酵的进行,酵母菌以糖作为营养物质和能量来源进行生长繁殖,故发酵液中糖含量减少,D错误。
2.(2020·江苏,18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告,他的做法错误的是( )
A.选择新鲜的葡萄略加冲洗,除去枝梗后榨汁
B.将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁
C.酒精发酵期间,根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D.酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行醋酸发酵
答案 B
解析 制作果酒时,应选择新鲜的葡萄略加冲洗后再去除枝梗榨汁,避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会,A项正确;制作果酒过程中会产生二氧化碳气体,因此,玻璃瓶用酒精消毒后装入葡萄汁时不能装满,应该留有1/3的空间,B项错误;酒精发酵过程中会产生二氧化碳气体,要适时拧松瓶盖放气,C项正确;酒精发酵后再进行醋酸发酵,醋酸发酵需要有氧环境,所以要去除瓶盖,盖一层纱布是为了防止空气中灰尘等的污染,D项正确。
3.(2019·江苏,9)下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是( )
A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵
B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵
C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反
D.毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
答案 B
解析 乳酸菌是一种严格的厌氧菌,有氧气存在时,其发酵会受到抑制,因此应密封发酵,A错误;家庭制作果酒、果醋与腐乳过程中所用的菌种均来源于自然环境,有多种微生物参与发酵过程,因此均不是纯种发酵,B正确;在果醋、果酒制作过程中,醋酸菌有氧呼吸产生二氧化碳和水,酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳与酒精,二氧化碳溶于水形成碳酸,随着二氧化碳浓度的增加,溶液的pH逐渐降低,C错误;毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶参与腐乳发酵,D错误。
4.(多选)(2022·江苏,16)在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~30 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃
答案 ACD
解析 乳酸菌属于厌氧细菌,开盖放气会影响乳酸菌发酵,因此不能开盖放气,A错误;制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确;醋酸菌为好氧细菌,且发酵温度高于果酒的发酵温度,因此制作好葡萄酒后,除通入无菌空气,还需要适当提高发酵装置的温度,C错误;果酒发酵时温度宜控制在18~30 ℃,果醋发酵时温度宜控制在30~35 ℃,泡菜的制作温度低于30~35 ℃,D错误。
5.(2018·海南,30)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题:
(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是________________________________________________(答出两点即可)。
(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约eq \f(1,3)的空间,这种做法的目的是_____________________(答出两点即可)。
(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势,如曲线图所示。
图中曲线①、②、③依次表示__________、____________、____________含量的变化趋势。
(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于________生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于________(填“自养”或“异养”)生物。
答案 (1)不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染 (2)为酵母菌大量繁殖提供氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)乙A中氧气 乙B中酒精 乙A中酒精 (4)兼性厌氧 异养
一、易错辨析
1.在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长( √ )
2.在制作葡萄酒的过程中,应先去除葡萄的枝梗,再进行反复冲洗,这样才可以洗得彻底
( × )
3.分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白,可采用过滤、沉淀等方法( √ )
4.发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关( √ )
5.单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的( × )
二、填空默写
1.发酵工程是指采用现代工程技术手段,利用微生物或动植物细胞的特定功能,在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。
2.酵母菌是一类兼性厌氧微生物,在无氧条件下进行酒精发酵。
3.(选择性必修3 P30)制作葡萄酒时,要将温度控制在18~25 ℃的原因是温度是影响酵母菌生长的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度为20 ℃左右。制作葡萄醋时,要将温度控制在30~35 ℃的原因是醋酸菌是嗜温菌,最适生长温度为30~35_℃,因此要将温度控制在30~35 ℃。
4.(选择性必修3 P30)在制作果酒的过程中,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。
课时精练
一、单项选择题
1.(2023·河北保定高三期末)山东酱豆的制作要经过两次发酵。第一阶段以大豆为主要原料,利用毛霉、曲霉或细菌的作用,分解大豆蛋白质。第二阶段以蔬菜与发酵过的大豆为主,进行乳酸发酵。下列叙述正确的是( )
A.第一阶段在空气中发酵时保湿,有利于霉菌的菌丝生长
B.第二阶段定期通入空气有利于乳酸菌活动
C.毛霉、曲霉产生的蛋白酶能促进大豆蛋白质、脂肪分解,可以丰富营养成分
D.乳酸发酵能促进蔬菜中纤维素水解,损失了营养
答案 A
解析 第一阶段在空气中利用毛霉、曲霉或细菌的作用,发酵时保湿,有利于霉菌的菌丝生长,A正确;第二阶段密封有利于乳酸菌活动,B错误;毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将大豆中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸,C错误;乳酸发酵能促进蔬菜中纤维素水解,有利于人们食用后消化吸收,没有损失营养,D错误。
2.人们利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史,源远流长。下列关于在果酒、果醋制作过程中的操作和菌种的描述不正确的是( )
A.果酒制作中,先将葡萄去掉枝梗,再对葡萄进行冲洗以防止杂菌污染
B.果酒制成后,加入醋曲适当提高温度,并不断通入无菌空气即可生产果醋
C.发酵条件不当果酒可能变酸,在变酸的酒的表面形成菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的
D.在果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生长
答案 A
3.下列关于果酒、果醋和腐乳制作的叙述,错误的是( )
A.果酒、果醋和腐乳制作所利用的菌种均能进行有氧呼吸
B.利用酵母菌制作果酒的过程中,先通气培养,后密封发酵
C.果酒、果醋和腐乳制作的温度条件不同,其中腐乳制作所需温度最高
D.果酒、果醋和腐乳制作都需要酶的参与,且腐乳制作利用的是胞外酶
答案 C
解析 果酒、果醋和腐乳制作所利用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌和毛霉等,它们均能进行有氧呼吸,A正确;酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸,培养时先通气,以增加酵母菌数量,后密封发酵,B正确;果酒、果醋和腐乳制作的温度分别为18~25 ℃、30~35 ℃、15~18 ℃,C错误;果酒、果醋制作利用的是胞内酶,腐乳制作利用的是胞外酶,它是将蛋白酶、脂肪酶分泌到豆腐块上水解其中的蛋白质、脂肪,D正确。
4.(2023·江苏扬州高三模拟)生活中我们经常会接触到发酵食品,如果酒、果醋、泡菜等。下列关于传统发酵食品制作的叙述,正确的是( )
A.酿制果醋和制作果酒所利用的主要微生物的代谢类型不同
B.制作果醋时发酵液中的醋酸菌通过无丝分裂增殖,繁殖速度快
C.泡菜坛内的白色菌膜、变酸的果酒表面的菌膜所含菌种完全相同
D.制成的果醋和泡菜都需要经高压蒸汽灭菌,目的是延长产品保质期
答案 A
解析 酿制果醋的微生物是醋酸菌,其代谢类型是异养需氧型,制作果酒的微生物是酵母菌,其代谢类型是异养兼性厌氧型,两者的代谢类型不同,A正确;醋酸菌属于原核生物,原核生物通过无性繁殖的二分裂方式增殖,而无丝分裂是真核生物特有的增殖方式,B错误;在泡菜的制作过程中会有酵母菌等菌的生长,出现白色菌膜(酵母菌密度增大以后可能会出现灰色菌膜),而变酸的果酒表面菌膜的主体为醋酸菌,故所含菌种不同,C错误;制成的果醋和泡菜不能使用高压蒸汽灭菌,高压蒸汽灭菌会杀死菌种,从而会影响产品的口感和品质,D错误。
5.某同学制作馒头前,将面粉、温水、酵母菌按比例混合形成面团,不断揉搓面团后放置一段时间,进行发酵。下列相关叙述错误的是( )
A.馒头制作与酸奶制作的发酵原理相同
B.发酵过程中容器内壁有水珠出现
C.若发酵时间过长,则会产生淡淡的酒味
D.馒头中的小孔含有酵母菌产生的CO2
答案 A
解析 制作馒头主要是利用了酵母菌的有氧呼吸,而制作酸奶利用的是乳酸菌的无氧呼吸,A错误;酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳和水,因此发酵过程中容器内壁有水珠出现,B正确;若发酵时间过长,酵母菌会进行无氧呼吸,所以会产生淡淡的酒味,C正确;酵母菌呼吸作用产生了二氧化碳,二氧化碳是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得馒头暄软多孔,D正确。
6.下图为醋制作的基本流程,以下叙述正确的是( )
A.原料糖化的过程只需要α-淀粉酶作用即可
B.酒精发酵和醋酸发酵的过程需要无氧条件
C.醋酸菌培养繁殖通常需要加入蛋白酶、酵母提取物、甘露醇
D.酒醅中的酒精含量通常可以达到30%以上
答案 C
解析 原料糖化的过程需要加糖化酶和a-淀粉酶,A错误;参与醋酸发酵的醋酸菌是需氧型,需要有氧条件,B错误;醋酸菌培养繁殖通常需要加入蛋白酶、酵母提取物、甘露醇,C正确;酒醅中的酒精含量通常不可以达到30%以上,因为酒精对细胞有毒害作用,D错误。
7.下列关于发酵工程应用的说法,正确的是( )
A.食品添加剂由于可以增加食品营养,改善食品的色、香、味,还可以延长保存期,使用时应尽量多添加
B.加酶洗衣粉使用时用沸水洗涤效果最好
C.在青贮饲料中添加乳酸菌,可以提高饲料的品质,使饲料保鲜,动物食用后能提高免疫力
D.与使用化学农药相比,使用微生物农药具有成本低、见效快、无污染的特点
答案 C
解析 食品添加剂过量使用会对人体健康造成影响,甚至危及生命,不能过量使用,A错误;加酶洗衣粉中酶制剂在最适温度下活性最高,沸水条件使酶失活,洗涤效果较差,B错误;与使用化学农药相比,使用微生物农药具有成本低、无污染、见效慢的特点,D错误。
8.山枣果实营养丰富,含有多种微量元素,是制作山枣酒、山枣醋的重要原料。山枣醋的制作通常包括果酒发酵、果醋发酵、勾兑调配成商品醋等阶段。下列相关叙述错误的是( )
A.清洗山枣后进行蒸煮并捣碎,冷却后加入果胶酶,有利于释放有机酸和糖类
B.酿制山枣果酒时,接种活化的酵母后应在30 ℃的条件下密封发酵10天左右
C.在山枣酒中按比例接种醋酸菌,放入30 ℃恒温振荡培养箱中发酵可获得果醋
D.在山枣醋中添加果汁、蔗糖糖浆等并进行调配后,需进行灭菌处理才能得到成品
答案 B
解析 清洗山枣后进行蒸煮并捣碎,冷却后加入果胶酶,有利于分解细胞壁,释放有机酸和糖类,A 正确;酿制山枣果酒阶段,接种活化的酵母后应在20 ℃左右的条件下密封发酵,B错误。
二、多项选择题
9.啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得。传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30 cm厚的气泡层(泡盖),然后停止通气,进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是( )
A.用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成,增加麦芽汁中可发酵糖的含量
B.静止发酵阶段酵母菌主要进行有氧呼吸
C.泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D.麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
答案 BD
解析 赤霉素能促进种子萌发,制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子,可以有效促进α-淀粉酶合成,将淀粉水解为麦芽糖,进而增加麦芽汁中可发酵糖的含量,A项正确;麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水,还能提供氮源、无机盐,D项错误。
10.有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明,亚硝酸盐的含量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关(见下图)。下列有关叙述正确的是( )
A.食盐的浓度越高,亚硝酸盐生成越快,亚硝酸盐含量峰值出现得越早
B.取食泡菜时,时间别太长,防止空气进入
C.臭味的产生可能与取食过程中带入坛内油脂类物质有关
D.所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌
答案 BCD
解析 从图中可以看出,亚硝酸盐含量上升最快的是食盐浓度为5%时,其峰值出现最早,当食盐浓度上升到7%,亚硝酸盐含量上升相对较慢,A错误;泡菜的制作原理是利用乳酸菌在无氧条件下进行乳酸发酵,所以取食泡菜时,时间别太长,防止空气进入对乳酸菌产生抑制作用,B正确;如果在取食过程中混入油脂类物质,可能会破坏发酵过程,使泡菜出现臭味,C正确。
11.(2023·江苏海门中学高三期末)红薯酿制的黄酒,酒精度约为9%,制作过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
eq \x(鲜红薯加蔗糖后蒸熟、挤碎)eq \(――――→,\s\up7( 拌入麦芽 ),\s\d5( 含淀粉酶 ))eq \x(浸出液过滤、保存)eq \(――――→,\s\up7(温度降至),\s\d5(20 ℃左右))eq \x(加入酵母放置24 h)eq \(――――→,\s\up7(温度升至),\s\d5(30 ℃左右))eq \x(发酵10 d后过滤)eq \(――→,\s\up7(压榨出),\s\d5(酒液))eq \x(杀菌封装入酒罐,低温保存)
A.拌入蔗糖和麦芽均利于酵母菌获得更多发酵底物
B.浸出液过滤后应保存于密闭容器中,并将容器装满
C.20 ℃保持24 h有利于提高发酵液中酵母菌数量
D.在一定时间内,30 ℃下发酵时间越长,红薯黄酒的酒精度越高
答案 ACD
解析 制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,因此浸出液过滤后应保存于密闭容器中,但不能将容器装满,要留有约1/3的空间,这样有利于酵母菌大量繁殖,并能防止发酵液溢出,B错误。
12.用蔗糖、奶粉和经蛋白酶水解后的玉米胚芽液,通过乳酸菌发酵可生产新型酸奶。下列相关叙述不正确的是( )
A.蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关
B.酸奶出现明显气泡说明有杂菌污染
C.乳酸菌是异养好氧菌
D.只有奶粉为乳酸发酵提供氮源
答案 CD
解析 蔗糖是乳酸菌的碳源,乳酸菌分解蔗糖产生乳酸,所以蔗糖消耗量与乳酸生成量呈正相关,A正确;酸奶是乳酸发酵的产物,不会有气体产生,如果发酵时出现明显的气泡,说明肯定有其他的微生物存在,B正确;乳酸菌是异养厌氧菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸,C错误;题中所给的玉米胚芽液经过蛋白酶水解后也可以提供氮源,D错误。
三、非选择题
13.某小组利用塑料饮水杯、充氧泵、空气过滤器、回旋式单向阀、硅胶管等材料制作的一种新型的果酒、果醋两用发酵装置,如下图。请分析回答:
(1)制作果酒和果醋利用的微生物分别是____________、____________。
(2)图中________和不锈钢气泡石能为发酵罐中的培养液进行充氧操作,______________能为通入的空气进行无菌过滤,从而对发酵罐中的培养液实现无菌换气。
(3)酿制果酒时一般将温度控制在________℃,图示装置一般要先通气后紧闭软管夹,通气的目的是__________________。若要检测果汁发酵后是否有酒精产生,可从出料口取2 mL发酵液加入试管,再滴加0.5 mL______________溶液,观察是否呈现________色。
(4)图中排气构件由回旋式单向阀通过硅胶塞连接于排气口而成,使用前先在单向阀内装入约1/3体积冷却的开水,这样处理的主要好处有_________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________(至少答出两点)。
答案 (1)酵母菌 醋酸菌 (2)充氧泵 空气过滤器 (3)18~30 有利于酵母菌的繁殖 酸性重铬酸钾 灰绿 (4)能将发酵过程产生的气体及时排出发酵罐、可通过单向阀中气泡的生成了解发酵状况、能有效隔绝外界空气对发酵介质的氧化及外界杂菌的污染、排气不需要人工控制,使用方便
14.作为“浆果之王”的蓝莓,营养价值丰富,鉴于其保鲜难度和成本,目前世界各国仍以加工为主,其加工途径十分广泛。下图是蓝莓醋发酵工艺流程图,请据图回答:
(1)蓝莓汁的榨取过程中,一般选择成熟蓝莓果的原因是_____________________,清水冲洗后选择硫代硫酸钠进行消毒。
(2)清洗消毒后的蓝莓果用破碎机进行破碎,需将果肉破碎率达97%以上的原因是_______________________,在此期间还需添加适量的________________________,用以提高蓝莓果浆的出汁率,改善蓝莓果酒的香气和品质。
(3)蓝莓酒发酵前,调整成分时需要添加________________________,既能维持果汁的渗透压又能提高酒精度,利用酵母菌进行蓝莓酒发酵过程中温度应控制在________℃。在蓝莓醋的发酵过程中,为了加快发酵速度,可以通过调节适宜的pH、定期搅匀、_______________等方式。
(4)成熟蓝莓富含花青素,可增强视力、消除眼睛疲劳、消脂减肥,某同学欲用石油醚为溶剂提取蓝莓中的花青素,他________(填 “能”或“不能”)成功。请说明理由______
________________________________________________________________________。
答案 (1)含糖量高、营养充分、口感好 (2)便于发酵过程中果肉与酵母菌充分接触 果胶酶 (3)蔗糖 18~25 加大醋酸菌的接种量(保证充足供氧、提高发酵温度、选择耐酒精能力强的酸酸菌等) (4)不能 花青素为水溶性色素,不溶于石油醚
解析 (1)蓝莓汁的榨取过程中,需要选择成熟蓝莓果,因为成熟的蓝莓果中含糖量高、营养充分、口感好,榨取的蓝莓汁发酵效果好。(2)用破碎机将蓝莓果破碎时,需将果肉破碎率达97%以上,有利于发酵过程中果肉与酵母菌充分接触,在此期间还需添加适量的果胶酶,促进果胶的水解,用以提高蓝莓果浆的出汁率,改善蓝莓果酒的香气和品质。(3)蓝莓酒发酵前,为了能提高酒精度,需要在果汁中添加蔗糖,使含糖量上升,既能维持果汁的渗透压又能提高酒精度,利用酵母菌进行蓝莓酒发酵过程中温度应控制在18~25 ℃。蓝莓醋的发酵过程中,为了加快发酵速度,可以适当提高发酵温度、选择适宜pH、定期搅匀,同时注意加大醋酸菌的接种量、选择耐酒精能力强的醋酸菌、提高发酵温度、保证充足供氧等。(4)花青素为水溶性色素,不溶于石油醚,所以,不能用石油醚为溶剂提取蓝莓中的花青素。项目
制作果酒
制作果醋
发酵菌种
酵母菌
醋酸菌
代谢类型
异养兼性厌氧型
异养需氧型
发酵过程
有氧条件下,酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6H2O+6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2+12H2O+能量;无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生酒精:C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH+2CO2+能量
C2H5OH+O2eq \(――→,\s\up7(酶))CH3COOH+H2O+能量
对氧的需求
前期需氧,后期不需氧
一直需氧
产物检测
闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)
酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝
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