新教材高考生物一轮复习第一单元生物技术与实践2传统发酵技术应用发酵工程及其应用学案选择性必修3

这是一份新教材高考生物一轮复习第一单元生物技术与实践2传统发酵技术应用发酵工程及其应用学案选择性必修3，共24页。
任务驱动 探究突破
任务1 制作原理与发酵条件
任务2 制作流程
挑选葡萄→____→榨汁→酒精发酵→____发酵
↓ ↓
____ 果醋
任务3 葡萄酒呈现深红色的原因是________________。
任务4 现在工厂生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是直接在果汁中加入________的酵母菌。
特别提醒
果酒、果醋制作的注意事项
(1)材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，再除去枝梗和腐烂的籽粒，以防葡萄汁流失及污染。冲洗的目的是洗去葡萄表面的灰尘，且不要太干净，以防洗去葡萄表面的野生型酵母菌。
(2)防止发酵液被污染的方法
①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
考向分类 对点落实
eq \x(考向一) 对果酒、果醋制作原理的理解
1．(多选)如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述不正确的是( )
A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B．过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与
D．过程①～④所需的最适温度基本相同
2．(多选)果酒是以新鲜水果或果汁为原料，经全部或部分发酵配制而成的，酒精度为7%～18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中，正确的是( )
A．果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B．制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些
C．传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D．葡萄汁装入发酵瓶时，不要将瓶装满
3．(多选)下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。
下列相关叙述中，正确的是( )
A．根据图1可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵
B．冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败
C．图2装置中排气口弯曲可防止被空气中的杂菌污染
D．制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开
eq \x(考向二) 发酵装置的考查
4．[2021·浙江金华东阳中学高三检测]通过传统发酵工艺制作的果酒深受人们喜爱，如图为某同学酿制葡萄酒的两个简易装置，下列说法错误的是( )
A．在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌的来源是附着在葡萄皮表面的野生酵母菌
B．厌氧呼吸中乙醇和CO2是在酵母菌的细胞溶胶中产生的
C．若用乙装置，在发酵过程中，必须进行的操作是定期拧松瓶盖
D．甲装置中，A液体是发酵液，瓶内要留有大约1/3的空间是为了提供氧气
5．(多选)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述正确的是( )
A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C．正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
6．(多选)某同学设计了如图所示的发酵装置，下列有关叙述正确的是( )
A．该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵
B．该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C．去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D．去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似
题后反思
装置图解读
(1)各部位的作用
①充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。
②排气口：排出酒精发酵时产生的CO2；与排气管相连的长而弯曲的胶管：防止空气中微生物的污染。
③出料口：用来取样。
(2)该装置的使用方法
使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。
eq \x(考向三) 果醋制作的综合考查
7．[2016·全国卷Ⅱ，39]苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的，回答下列问题：
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的__________中进行，其产物乙醇与__________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的__________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度__________。
(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在__________条件下才能完成。
(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度__________(填“低于”或“高于”)第二阶段的。
(4)醋酸杆菌属于______核生物，其细胞结构中______(填“含有”或“不含有”)线粒体。
[师说技巧]
(1)果酒、果醋制作的注意事项
①材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的，且不要太干净，以防洗去野生型酵母菌。
②防止发酵液被污染的方法
a．榨汁机要清洗干净并晾干。
b．发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。
c．装入葡萄汁后要封闭充气口。
(2)果酒和果醋制作成功的关键点
8.[2016·天津卷，10]天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。
eq \x(淀粉类原料)eq \(――→,\s\up7(糖化))eq \x(葡萄糖)eq \(――→,\s\up7(酒精发酵))eq \x(成熟酒醅)eq \(――→,\s\up7(醋酸发酵))eq \x(成熟醋醅)eq \(――→,\s\up7(处理))eq \x(成品醋)
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶____________________________________。
(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高__________的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：
①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如下图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是______________________，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是______________________________。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中____________________层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化，加剧了不同种类乳酸菌的__________，淘汰了部分乳酸菌种类。
eq \x(考向四) 发酵技术的应用
9．[2018·海南卷，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。
考点二 腐乳和泡菜的制作
任务驱动 探究突破
任务1 完善腐乳制作的相关问题
(1)腐乳制作的原理
①菌种：腐乳的发酵中起主要作用的是________，其新陈代谢类型是________。
②菌种的作用：毛霉等微生物能产生________和________。蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸；脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)腐乳的制作流程
让豆腐上长出毛霉→________→加卤汤装瓶→密封腌制。
(3)影响腐乳品质的因素
①盐：析出豆腐中的水，以抑制______________________。
②酒：卤汤中酒的含量应控制在________左右。酒可以抑制________的生长，同时使腐乳具有独特的香味。
③香辛料：既可调制腐乳的风味，又具有________的作用。
④其他：含水量、发酵温度、发酵时间等。
任务2 完善制作泡菜的相关填空
(1)泡菜制作的原理
①菌种：泡菜的制作离不开________，在无氧条件下，乳酸菌可将葡萄糖分解成乳酸。
②腌制条件：控制腌制的________、温度和食盐的用量，防止杂菌污染，并严格密封。
(2)泡菜的制作流程
任务3 制作过程的比较
任务4 制作过程的注意事项
(1)制作腐乳时，所需豆腐的含水量以70%为宜，其原因是：毛霉是异养需氧型生物，若豆腐含水量过高，则影响毛霉的________，若含水量过少，则不利于毛霉的______。
(2)配制制作腐乳所需的卤汤要加适量的酒(含量为12%左右)的目的是________________，同时能使腐乳具有独特的香味，若酒精过少达不到目的，若过多则会抑制酶的活性，影响腐乳的成熟，同时影响腐乳的风味。
(3)影响腐乳品质的因素：________的含量、香辛料、温度等。
(4)泡菜制作时选用新鲜蔬菜的原因：若放置时间过长，蔬菜中的________易被还原成________。
(5)在实际生产中，控制泡菜腌制的________条件应向泡菜坛的凹槽中注满水。
考向分类 对点落实
eq \x(考向一) 腐乳制作过程的考查
1．[2017·江苏卷，10]下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味
B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用
C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉
D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
2．[2016·江苏卷，7]下列关于中学“腐乳的制作”实验，叙述正确的是( )
A．加盐主要是为了调节水分，利于毛霉生长
B．加料酒主要是为了灭菌，避免腐败变质
C．发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌
D．实验室制作的腐乳不宜直接食用
3．(多选)关于“腐乳的制作”实验，下列叙述正确的是( )
A．将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高，影响毛霉生长
B．腐乳坯若被细菌污染，则腐乳坯表面会出现黏性物
C．勤向腐乳坯表面喷水，有利于毛霉菌丝的生长
D．装坛阶段加入料酒，可有效防止杂菌污染
4．腐乳又称豆腐乳，是中国流传数千年的特色传统民间美食，因其口感好、营养高，闻起来臭、吃起来香，深受中国老百姓及东南亚地区人民的喜爱，是一道经久不衰的美味佳肴。请回答下列有关问题：
(1)毛霉是腐乳发酵中起主要作用的微生物，是由于其体内存在的________酶，可将豆腐中的大分子有机物分解为小分子有机物，从而能提高其营养价值和风味。腐乳在制作时可通过________________等措施(至少两种方法)来抑制微生物生长，以防止腐乳腐败变质。
(2)毛霉与泡菜制作所需的微生物新陈代谢类型的区别是
________________________________________________________________________。
(3)以前家庭生产腐乳利用的是大气中的毛霉孢子，现代工厂化生产需要优良的毛霉菌种，因此需要对毛霉进行分离。对毛霉进行分离的培养基中应含有的基本成分除了水、无机盐外，还应有________。为了将毛霉从细菌中分离出来，应在培养基中添加________。对毛霉的接种常采用________________________法，可根据______________来判断培养基的微生物是否是我们需要的微生物。
5．[2021·芜湖模拟]腐乳是一种广受喜爱的食物，回答下列与腐乳制作有关的问题：
(1)在腐乳制作过程中，起主要作用的微生物是________。现代制作腐乳时，通常在严格无菌的环境下，将优良的菌种接种在豆腐上，这样可以____________________________________________。
(2)将长满微生物的豆腐块放入瓶中，加盐腌制，加盐的作用是________________，防止豆腐块腐败变质；______________________。
(3)卤汤是为腐乳调味的调料，根据不同人的口味，配制卤汤时会加入不同量的胡椒、八角、桂皮等香辛料，同时卤汤中还会添加一定量的________，使腐乳具有独特的香味。卤汤应在加盐腌制________(填“前”或“后”)加入。
(4)腐乳味道鲜美，除了因为其中加入的各种调料外，还因为微生物产生的蛋白酶将豆腐中的蛋白质水解为____________________，脂肪酶将脂肪水解为__________________，使腐乳具有特殊的风味。
eq \x(考向二) 泡菜制作过程
6．[2016·全国卷Ⅲ，39]某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：
(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用______________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是________________________________________________。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。分离纯化时应挑选出____________的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的__________________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
7．[经典高考]回答下列有关泡菜制作的问题：
(1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，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，加入陈泡菜液的作用是__________。
(2)泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行________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)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，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________________________________。
8．[广东卷，29]泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到下图：
(1)制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是______________________________，乳酸菌发酵第一阶段的产物有________________________________________________________________________。
(2)据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者____________________；pH呈下降趋势，原因是________________________________________________________________________。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，拟参照资料的实验方案和食盐浓度(4%～10%)，探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
[技法提炼]
发酵技术中常用菌种的比较
9.[2021·江西重点中学一模]新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用热水洗坛两次的泡菜坛中，然后向坛中加入煮沸冷却后的盐水、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”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。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。请回答下列问题：
(1)用热水洗坛两次的目的是____________。盐水煮沸冷却的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)发酵过程中，蔬菜为乳酸菌提供了________、________、________、水、无机盐等营养；同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求，采取了________________的处理措施。
(3)泡菜坛要密封的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若泡菜坛有裂缝或密封不严，可能会出现的结果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
加入“陈泡菜水”的作用是________________。
考点三 发酵工程及其应用
任务驱动 探究突破
任务1 发酵工程的基本环节分析
任务2 发酵过程的影响因素及相应的调节和控制方法
(1)温度
微生物分解有机物释放的能量，一部分用于合成ATP，另一部分散发到培养基中时，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产生一部分热量引起温度升高。
调节和控制培养液温度的方法：用冷却水进行温度的调节。
(2)pH
pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的利用和代谢产物的积累。如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时，培养液的pH就会下降；而碱性物质的生成则会导致培养液的pH上升。
调节和控制培养液pH的方法：在培养基中添加缓冲液，在发酵过程中加酸或碱。
(3)溶解氧
对于好氧型微生物，发酵过程要保证充足的溶解氧；对于厌氧型微生物，要保证严格的无氧环境。
调节和控制溶解氧的方法：利用发酵罐的通气口控制氧气的量。
任务3 啤酒的工业化流程
考向分类 对点落实
eq \x(考向一) 发酵工程的应用
1．下列对发酵工程应用的描述，错误的是( )
A．微生物肥料利用了微生物在发酵过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力
B．微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的
C．微生物饲料主要利用的是微生物菌体
D．发酵工程和基因工程结合，能生产自然界不存在的蛋白质
2．下列关于单细胞蛋白的叙述，正确的是( )
A．是从微生物细胞中提取的蛋白质
B．通过发酵生产的微生物菌体
C．是微生物细胞分泌的抗生素
D．单细胞蛋白不能作为食品
3．关于发酵工程应用的说法错误的是( )
A．发酵工程的产品可以是微生物的代谢产物
B．通过发酵工程可以从微生物中提取一些酶
C．通过发酵工程可以从微生物中提取单细胞蛋白
D．发酵工程的产品可以是微生物的菌体
eq \x(考向二) 综合考查发酵工程
4．发酵工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的实际生产，回答相关问题。
(1)图中①表示的育种方法是____________。
(2)人工控制微生物代谢的措施包括__________________和________________。
(3)在赖氨酸或谷氨酸发酵过程中，产物源源不断地产生，这说明该生产采用了__________的发酵方式。在生产过程中，常需增加通氧量，因此判断赖氨酸或谷氨酸发酵菌种为________菌。
(4)当发酵生产的产品是代谢产物时，还要采用____________等分离提纯的方法进行提取。
[网络建构提升]
[长句应答必备]
1．果酒制作需要的微生物是酵母菌，它是一种兼性厌氧型微生物，通过有氧呼吸可以大量增殖，通过无氧呼吸可以产生酒精。
2．果醋制作需要的微生物是醋酸菌，它是一种好氧菌，所以果醋制作需要一直通入氧气。
3．果酒和果醋制作需要的适宜温度分别是18～25 ℃和30～35 ℃。
4．腐乳的制作需要多种微生物参与，但主要是毛霉。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用，可将一些大分子物质水解成小分子物质。
5．腐乳的风味主要取决于卤汤和酒。
6．泡菜制作需要的微生物是乳酸菌。
7．发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面。
8．发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了规模庞大的发酵工业。
9．通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白。
[等级选考研考向]
[2019·海南卷]某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图如下。
请回答：
(1)制作葡萄浆前，对葡萄进行清洗和用__________色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，待酵母悬液中出现______即可。
(2)装瓶后开始一段时间，发酵瓶中溶解氧的含量变化是____________。发酵过程中，发酵瓶中酒精的含量变化是________________。
(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是________。
A．隔绝气体出入
B．使发酵瓶内外的压强基本平衡
C．减少杂菌污染
D．有利于发酵瓶内形成缺氧环境
(4)实验中，判断发酵完毕的依据是____________。
A．发酵瓶中pH开始下降
B．发酵瓶中停止出现气泡
C．发酵瓶中酒精浓度达到30%
D．发酵瓶中酵母菌数量急剧减少
(5)欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应加入的菌种是____________，该菌种在________条件下能将乙醇氧化为醋酸。
[国考真题研规律]
1．[2018·全国卷Ⅲ]回答下列与酵母菌有关的问题：
(1)分离培养酵母菌通常使用______________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基，该培养基应采用____________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到菌落，菌落的含义是
________________________________________________________________________。
(2)酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进____________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)；若进行厌氧培养，可促进________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。
(3)制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是____________________________________________。
2．[2017·全国卷Ⅱ，37]豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
(1)该实验的自变量是____________、____________。
(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是________________。
(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是__________________________________________________。
(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为________________________，脂肪转变为________________________。
eq \x(温馨提示：请完成课后定时检测案39)
课堂互动探究案2
高效课堂 师生互动提考能
考点一
【任务驱动 探究突破】
任务1 附着在葡萄皮 有氧呼吸 6CO2＋6H2O＋能量 无氧呼吸 2C2H5OH＋2CO2＋能量 充足 缺少 CH3COOH＋H2O＋能量 18～25 20 30～35 需氧 无氧 充足的氧气 10～12 7～8
任务2 冲洗 醋酸 果酒
任务3 红葡萄皮中的色素进入发酵液
任务4 人工培养
【考向分类 对点落实】
1．解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸，而丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中，A、B均错；③过程属于有氧呼吸第二、三阶段，第三阶段需要氧气参与，④过程是制作果醋的过程，需醋酸菌参与，醋酸菌是一种好氧细菌，因此④过程也需要氧气参与，C正确；制作果酒时，最适温度为18～25 ℃，而制作果醋时最适温度为30～35 ℃，D错误。
答案：ABD
2．解析：果酒的制作离不开酵母菌，果醋的制作由醋酸菌完成。传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间。
答案：BD
3．解析：图1中的流程是通过酵母菌发酵产生果酒，以及通过醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A错误；用简易装置制作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗掉野生型酵母菌，B正确；图2中的排气口弯曲可避免被空气中的杂菌污染，C正确；由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口；醋酸菌属于需氧菌，所以要始终将充气口打开，D正确。
答案：BCD
4．解析：在葡萄酒的自然发酵过程中，所需的菌种是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，A正确；厌氧呼吸中乙醇和CO2是酵母菌无氧呼吸的产物，发生在细胞溶胶中，B正确；若用乙装置，在发酵过程中会产生二氧化碳，故必须定期拧松瓶盖，C正确；甲装置中，A液体是发酵液，要留有大约1/3的空间为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时汁液溢出，D错误。
答案：D
5．解析：果酒发酵的适宜温度为18 ℃～25 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
答案：ACD
6．解析：该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵；果酒发酵产生的CO2可溶解在弯管的水中，CO2量多时可进一步通过水排出；醋酸菌是好氧菌，因没有将无菌空气通入发酵液中，故去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌有氧呼吸的需求；去除弯管中的水后，该装置的弯管部分既能排出CO2，也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。
答案：ABD
7．解析：(1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应可变成灰绿色。过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，有氧条件下酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是18～25 ℃，第二阶段即果醋的制作所控制的温度范围是30～35 ℃，所以第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。
答案：(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快
(2)有氧
(3)低于
(4)原 不含有
8．解析：(1)酶的活性受温度影响，最适温度下，酶的活性最高。(2)通气会促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌群的繁殖，有利于获得更多的酒精产物。(3)①据图可知，B层醋酸杆菌为“S”型增长，其变化趋势为先快速增长、后保持稳定。影响B层的主要环境因素为氧气、pH和营养条件。②乳酸菌为厌氧菌，应该是下层醋酸有利于其繁殖，如前两个发酵缸的B层，后两个发酵缸中的A层。③不同种类的乳酸菌之间为竞争关系。
答案：(1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌
(3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下) ③种间竞争(或竞争)
9．解析：(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不需要开盖放气；避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时，要留有约1/3的空间，这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)分析题意可知，图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看，酵母菌属于兼性厌氧生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于异养生物。
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适量的氧气；防止发酵旺盛时汁液溢出
(3)乙A中的氧气 乙B中的酒精 乙A中的酒精
(4)兼性厌氧 异养
考点二
【任务驱动 探究突破】
任务1 (1)毛霉 异养需氧型 蛋白酶 脂肪酶 (2)加盐腌制 (3)微生物的生长 12% 微生物 防腐杀菌
任务2 (1)乳酸菌 时间
任务3 酵母菌 醋酸菌 毛霉等 乳酸菌 酵母菌 醋酸菌 醋酸 乙醛 小分子的肽、氨基酸 甘油＋脂肪酸 发酵 冲洗 榨汁 果酒 加盐 加卤汤 密封 盐水冷却 加入调味料，装坛
任务4 (1)有氧呼吸 生长 (2)抑制微生物的生长 (3)盐和酒 (4)硝酸盐 亚硝酸盐 (5)无氧
【考向分类 对点落实】
1．解析：温度通过影响酶的活性影响腐乳发酵，控制发酵的温度主要有利于毛霉等微生物的生长和腐乳发酵，A错误；香辛料和料酒都能抑制微生物的生长，具有防腐作用，B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶，从而将蛋白质和脂肪分解成小分子化合物，C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要由毛霉产生，毛霉属于真菌，D错误。
答案：B
2．解析：加盐主要是为了抑制微生物的生长，防止豆腐腐败变质，A错误；加料酒主要为了使腐乳具有独特的香味，B错误；发酵过程中起主要作用的是毛霉，C错误；实验室制作的腐乳可能灭菌不彻底，不宜直接食用，D正确。
答案：D
3．解析：霉菌的最适生长温度一般在15～18 ℃，温度升高，影响毛霉生长，A正确；腐乳坯若被细菌污染，表面会出现黏性物，B正确；向腐乳坯表面喷水，影响毛霉的有氧呼吸不利于毛霉菌丝的生长，C错误；加入料酒，能防止杂菌污染，D正确。
答案：ABD
4．解析：(1)毛霉是腐乳发酵中起主要作用的微生物，其体内存在的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。在制作腐乳时可通过用盐腌制、卤汤中加酒、香辛料等措施来抑制微生物的生长，以防止腐乳腐败变质。(2) 毛霉是异养需氧型微生物，而泡菜制作所需的乳酸菌是异养厌氧型微生物。(3) 虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、无机盐、碳源和氮源。抗生素能够抑制细菌的生长，不能抑制毛霉的生长，据此可知：为了将毛霉从细菌中分离出来，应在培养基中添加抗生素。纯化微生物时常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。可根据菌落的特征来判断培养基的微生物是否是我们需要的微生物。
答案：(1)蛋白酶和脂肪 用盐腌制、卤汤中加酒、香辛料
(2)毛霉是需氧型，乳酸菌是厌氧型
(3)碳源和氮源 抗生素 平板划线法或稀释涂布平板 菌落的特征
5．解析：(1)在腐乳制作过程中，起主要作用的微生物是毛霉。现代腐乳制作时，通常在无菌环境下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上，以防止杂菌污染，提高产品品质。(2)腐乳制作过程中需要加盐，加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，在后期的制作过程中不会过早酥烂，同时加盐可以抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。(3)卤汤中除添加香辛料之外，一般还会添加酒，酒可以抑制微生物的生长，同时使腐乳具有独特的香味。卤汤应在加盐腌制后添加。(4)毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。在各种调料及多种微生物的协同作用下，普通的豆腐会转变成风味独特的腐乳。
答案：(1)毛霉 防止杂菌污染，提高产品品质 (2)抑制微生物生长 析出水分，防止豆腐块过早酥烂 (3)酒 后 (4)小分子的肽和氨基酸 甘油和脂肪酸
6．解析：(1)分离、纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。若直接培养，由于泡菜滤液中菌的浓度高，则很难分离得到单菌落。(2)由题意可知，分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。由此可推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸，因而可鉴别能产生乳酸的乳酸菌；根据乳酸菌在含CaCO3的培养基上产生透明圈的原理，分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌，然后用平板划线法进一步分离纯化。(3)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即将1 mL培养的菌种转移到已灭菌的盛有1 mL甘油的甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20 ℃的冷冻箱中保存，所以乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中需要加入一定量的甘油。
答案：(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落
(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸) 具有透明圈
(3)甘油
7．解析：(1)细菌分布广泛，制作泡菜时，需要利用乳酸菌进行发酵。为防止杂菌污染，所用盐水需要煮沸；加入陈泡菜液，可以增加乳酸菌的数量，加速乳酸产生。(2)乳酸菌为原核生物，可进行无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸，其无氧呼吸的过程发生在乳酸菌的细胞质基质中。(3)在泡菜制作过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量等。(4)由于乳酸菌比杂菌更为耐酸，所以在酸性环境中，乳酸菌能够正常地增殖，而其他杂菌繁殖将受到抑制，所以在此过程中，乳酸菌数量增多，杂菌数量减少。
答案：(1)杀灭杂菌 增加乳酸菌数量
(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 乳酸菌比杂菌更为耐酸
8．解析：(1)泡菜制作原理为乳酸菌在无氧条件下发酵可产生乳酸，因此在制作过程中需提供无氧环境。(2)据图可知，第3天亚硝酸盐含量最高，第8天亚硝酸盐含量较低，而亚硝酸盐对人体健康存在危害，因此亚硝酸盐含量低的泡菜适于食用。乳酸发酵可产生乳酸，随着发酵的进行，乳酸量越来越多，故pH逐渐下降。(3)该实验的目的是比较食盐浓度在4%～10%内普通乳酸菌与“优选”乳酸菌发酵效果的优劣并确定其发酵适宜条件，因此该实验的自变量为盐的浓度和乳酸菌种类时间，因变量为亚硝酸盐含量，而题干信息“优选”乳酸菌亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍，因此推测“优选”菌组发酵过程中亚硝酸盐含量低于普通菌组。
答案：(1)防止氧气进入坛内，影响乳酸菌发酵(为乳酸菌发酵提供无氧环境) 丙酮酸、还原氢(少量能量)
(2)亚硝酸盐含量低 乳酸菌发酵，产生的乳酸含量逐渐增加，使pH降低
(3)实验结果记录表：
实验结论预测：“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量低于普通乳酸菌组。
9．解析：(1)在泡菜的制作过程中，要注意无菌操作，“用热水洗坛两次”的目的是杀灭杂菌。“盐水煮沸冷却”的目的是杀灭盐水中的杂菌和除去盐水中的空气，但是又不能杀灭陈泡菜水中的乳酸菌，所以要煮沸后进行冷却处理。(2)发酵过程中，蔬菜为乳酸菌的生长提供的营养物质有碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等；同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求，采取了密封后置于阴凉处的处理措施。(3)乳酸菌是厌氧型的生物，氧气会抑制乳酸菌的生命活动，所以泡菜坛要密封，造成无氧环境；若泡菜坛有裂缝或密封不严，可能会出现的结果是乳酸菌不能正常生长，杂菌大量繁殖，泡菜变质；“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌，可以提供乳酸菌菌种。
答案：(1)杀灭杂菌 杀灭杂菌和除去盐水中的空气并保证“陈泡菜水”中菌种的活性 (2)碳源 氮源 生长因子 密封后置于阴凉处 (3)乳酸菌是厌氧型生物，密封后造成无氧环境 乳酸菌不能正常生长，杂菌大量繁殖，泡菜变质 提供乳酸菌菌种
考点三
【考向分类 对点落实】
1．解析：考查发酵工程在农牧业和医药方面的应用。微生物肥料利用了微生物在发酵过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长，A正确；微生物农药是利用微生物或其代谢物来防治病虫害的，是生物防治的重要手段，B正确；通过发酵获得大量的微生物菌体，即单细胞蛋白作为饲料，因此微生物饲料主要利用的是微生物菌体，C正确；发酵工程和基因工程结合推动了发酵工程在医药领域的发展，但是只能生产自然界已存在的蛋白质，不能生产自然界不存在的蛋白质，蛋白质工程才有可能生产出，D错误。
答案：D
2．解析：单细胞蛋白是利用淀粉或纤维素的水解液，制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体，所以不是特指微生物的某种蛋白质或抗生素；单细胞蛋白含有丰富的蛋白质，如真菌蛋白可作为食品。
答案：B
3．解析：单细胞蛋白是通过发酵工程获得的微生物菌体，而不是从微生物中提取单细胞蛋白。
答案：C
4．解析：基因工程、细胞工程和诱变育种是发酵工程菌种的来源；控制微生物代谢的措施包括两个方面：一方面是改变微生物的遗传特性，另一方面是控制微生物的生长繁殖条件；在发酵生产中，产物源源不断地产生，因此发酵过程是连续的；发酵生产的产品是代谢产物，分离提取产物的方法有萃取、蒸馏和离子交换等。
答案：(1)诱变育种 (2)改变微生物遗传特性 控制生产过程中的各种条件 (3)连续培养 好氧 (4)萃取(或蒸馏或离子交换等)
课堂总结 网络聚焦大概念
网络建构提升
选育菌种 灭菌
历届真题 分类集训培素养
等级选考研考向
解析：(1)制作葡萄浆前，应将成熟的葡萄用水清洗干净，再用红(紫)色的高锰酸钾溶液浸泡约5 min。为了使酵母迅速发生作用，制作酵母悬液时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，待酵母悬液中出现气泡即可。(2)装瓶后开始一段时间，酵母菌进行需氧呼吸并快速繁殖，消耗发酵瓶内的氧气，瓶内溶解氧的含量减少。氧气耗尽，酵母菌进行厌氧呼吸，生成酒精和二氧化碳，酒精含量逐渐增多。(3)装置中有水弯管可使发酵瓶内外的压强基本平衡，减少杂菌污染，有利于发酵瓶内形成缺氧环境。(4)当发酵瓶中停止出现气泡时，即表示发酵完毕。(5)制作果醋用醋酸杆菌作为菌种，该菌种在有氧条件下能将乙醇氧化为醋酸。
答案：(1)红(紫) 气泡 (2)减少 增加 (3)A (4)B
(5)醋酸杆菌 有氧
国考真题研规律
1．解析：(1)麦芽汁琼脂培养基的碳氮含量比较高，而且含糖量高，更适合酵母菌的繁殖；该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌；若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。(2)对酵母菌液体培养时，若通入氧气，进行有氧呼吸可促进菌体快速增殖；若进行无氧培养，细胞进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。(3)制作面包时，在面粉中添加一定量的酵母菌，因为酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖产生二氧化碳，所以面包松软多孔。
答案：(1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
(2)菌体快速增殖 乙醇产生
(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
2．解析：(1)该实验的自变量是菌种、发酵时间。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。(3)如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
答案：(1)菌种 发酵时间
(2)好氧菌
(3)延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间
(4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油果酒制作
果醋制作
菌种
酵母菌
醋酸菌
菌种
来源
____________上的野生型酵母菌
变酸酒表面的菌膜
发酵
过程
有氧条件下，酵母菌通过________大量繁殖：C6H12O6＋6O2eq \(――→,\s\up7(酶))________；无氧条件下，酵母菌通过________产生酒精：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))____________
氧气、糖源____时：C6H12O6＋2O2eq \(――→,\s\up7(酶))
2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；____糖源、氧气充足时：C2H5OH＋O2
eq \(――→,\s\up7(酶))____________
温度
一般酒精发酵______ ℃，繁殖最适为____ ℃左右
最适为______ ℃
气体
前期：____，后期：____
需要________
时间
______天
______天
项目
说明
材料的选
择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染
防止发酵
液被污染
①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净，且发酵瓶要进行消毒；
②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗；
③发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管
发酵条件
的控制
①葡萄汁装入发酵瓶时，要留约1/3的空间，其目的是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，以防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出；
②严格控制温度：18～25 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵；30～35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵；
③充气：酒精发酵为无氧发酵，需封闭充气口；醋酸发酵为有氧发酵，需经充气口充气
果酒和果醋的制作
腐乳的制作
泡菜的制作
主要
菌种
果酒：______
果醋：______
______
______
原理
(1)果酒：______无氧呼吸
C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))
2C2H5OH＋能量＋2CO2
(2)果醋：______有氧呼吸
①当氧气、糖源都充足时，糖→__________；
②当缺少糖源时，乙醇→____→醋酸
毛霉等微生物能产生蛋白酶和脂肪酶，作用如下：
①蛋白质eq \(――→,\s\up7(蛋白酶))__________；
②脂肪eq \(――→,\s\up7(脂肪酶))__________
乳酸菌________产生乳酸
实验
流程
挑选葡萄
↓
______
↓
______
↓
酒精发酵→____
↓
醋酸发酵→果醋
发酵
条件
果酒：前期通氧，后期密闭，温度：18～25 ℃
果醋：一直通氧，温度：30～35 ℃
前期：一直通氧，温度：15～18 ℃后期密闭
密闭，保证无氧环境，温度不能过高
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼
性厌氧型
异养需
氧型
异养需
氧型
异养厌
氧型
发酵条件
前期需氧，
后期不需氧
一直需氧
一直需氧
无氧
生长适
宜温度
18～25 ℃
30～35 ℃
15～18 ℃
室温
生产应用
酿酒、发面
酿醋
制作腐乳
制作酸奶、
泡菜