高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用图片ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1节 传统发酵技术的应用图片ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，微生物，微生物的代谢，原材料，前一次发酵，微思考，乳酸链球菌，乳酸杆菌，异养厌氧型，植物体表等内容，欢迎下载使用。

①说出发酵与传统发酵技术的概念。②说明泡菜制作的原理，并尝试完成泡菜的制作。③说明果酒和果醋制作的原理，并尝试完成果酒和果醋的制作。
④列举培养基种类等基础知识，说明培养基配方。⑤区分消毒和灭菌两种无菌技术操作。⑥尝试进行微生物的纯培养。⑦说明选择培养基的选择作用，尝试进行微生物的选择培养和数量测定。⑧描述发酵工程的基本环节。⑨说出发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业上的应用。
5个重点：①泡菜制作的原理和制作过程。②果酒、果醋制作的原理和制作过程。③无菌技术及微生物的纯培养。④微生物的选择培养和微生物的数量测定。⑤发酵工程的基本环节。
4个难点：①泡菜、果酒、果醋制作过程中发酵条件的控制。②微生物的纯培养。③微生物的选择培养和数量测定。④发酵工程的基本环节。
8个考点：①发酵与传统发酵技术。②泡菜、果酒、果醋制作的原理及制作过程。③培养基的种类和配方。④消毒与灭菌的异同。⑤微生物纯培养的操作。⑥微生物的选择培养和数量测定。⑦发酵工程的基本环节操作。⑧发酵工程的应用。
第1节　传统发酵技术的应用
　　　　　发酵与传统发酵技术1．发酵的概念人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过______________转化为人类所需要的产物的过程。2．传统发酵技术的概念直接利用__________中天然存在的微生物，或利用____________保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行____________食品的技术。
腐乳具有味道鲜美，易于消化吸收的特点，试分析原因。
【答案】毛霉等微生物通过发酵将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，这些小分子物质易于消化吸收。氨基酸和钠盐作用会形成氨基酸钠，使其味道鲜美。
　　　下列不属于传统发酵技术中菌种的来源的是(　　)A．原材料中天然存在的微生物B．从自然界中筛选的菌种C．面团发酵物中保留的微生物D．卤汁发酵物中保留的微生物【答案】B【解析】传统发酵技术菌种的来源有原材料中天然的存在的微生物，前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物，A、C、D正确；从自然界中筛选的菌种是发酵工程菌种选育的方法，B错误。
　　　　　泡菜的制作1．与泡菜制作有关的菌种——乳酸菌(1)乳酸菌的种类：常见的乳酸菌有____________和___________。(2)乳酸菌的代谢类型：________________。(3)乳酸菌的分布：在空气、________、___________、人或动物的肠道内都有分布。
2．泡菜制作的原理在________条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成________。反应式为_____________________________________。3．泡菜制作的流程(1)配制泡菜盐水：用清水和食盐配制质量百分比为___________的盐水，并将盐水______________待用。(2)原料的选择和处理：选择________蔬菜，洗净，切成________ ______，混合均匀后晾干。
(3)装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜装入泡菜坛内，装至________时，放入______________及其他香辛料，继续装至_________，将冷却好的盐水倒入坛内，使___________________，盖好坛盖。(4)封坛：向坛盖边沿的水槽中________，并在发酵过程中经常向水槽中________，根据___________控制发酵时间。
用水密封泡菜坛的目的是什么呢？这说明泡菜制作需要什么条件呢？
【答案】用水密封泡菜坛的目的是为乳酸菌的发酵制造无氧环境。这说明泡菜制作需要无氧条件。
　　　泡菜制作参与的微生物及其代谢类型是什么？(　　)A．乳酸菌　异养厌氧型B．乳酸菌　异养需氧型C．酵母菌　异养兼性厌氧型D．醋酸菌　异养需氧型【答案】A【解析】泡菜制作所需的菌种是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，A正确。
　　　　　果酒和果醋的制作1．果酒制作的原理(1)与果酒制作有关的菌种——酵母菌：酵母菌的代谢类型：______________________。酿酒酵母菌的最适生长温度约为_____________。酵母菌的分布和用途：常存在于一些______________的水果、蔬菜表面，常用于___________________等。
酿酒、制作馒头和面包　　
(2)制作的原理：酵母菌在无氧条件下能将葡萄糖转化为________，其反应式为____________________________________________。
2．果醋制作的原理(1)与果醋制作有关的菌种——醋酸菌：醋酸菌的代谢类型：________________。多数醋酸菌的最适生长温度为______________。(2)制作的原理：当______________时，醋酸菌将糖分解成醋酸，其反应式为____________________________________________________；当缺少________时，将________转化为乙醛，再将乙醛转化为醋酸，其反应式为______________________________________________。
3．果酒和果醋的制作流程(1)发酵装置的清洗和消毒：发酵瓶和榨汁机用_________清洗干净，用体积分数为________的酒精消毒。(2)挑选葡萄，冲洗：取新鲜葡萄，用清水冲洗_______次，再去除________和腐烂的籽粒，沥干。(3)榨汁装瓶：用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶中。(注意：要留有大约______的空间)
(4)酒精发酵：将温度控制在__________进行发酵。发酵过程中，每隔_______左右将瓶盖拧松一次，发酵时间为_____________。(5)醋酸发酵：葡萄酒制作完成后，____________，盖上一层纱布，进行__________的发酵，发酵温度控制在__________，时间控制在__________。
冲洗葡萄时，为什么先冲洗再去枝梗？
【答案】避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
　　　判断下列的正误。(1)果酒制作菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。(　　)(2)酵母菌是一种单细胞的细菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型。(　　)(3)当氧气不足、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄糖转化为醋酸。(　　)
(4)在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌不能生长繁殖，而其他杂菌能快速生长。(　　)(5)果酒制作中发酵瓶中留有1/3的空间，既可以使酵母菌大量繁殖，又可以防止发酵过程中产生的CO2使发酵液溢出。(　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
泡菜的制作原理和制作过程
2．泡菜制作的过程(1)实验流程：
(2)注意事项：①材料的选择要新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。②清水和盐的质量百分比为5%～20%，盐水要煮沸冷却后使用。煮沸有两大作用，一是除去水中的氧气，二是杀灭盐水中的杂菌。③装坛时注意装至半坛时，放入香辛料，再继续装至八成满。④封坛发酵时注意泡菜坛坛沿的水槽内注满水，并在发酵过程中经常补充水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。
1．一般来说，泡菜发酵的过程包括发酵初期、发酵中期和发酵后期，那么这三个阶段发生了什么变化呢？提示：(1)发酵初期：蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃，它们进行异型乳酸发酵和微弱的酒精发酵，发酵产物为乳酸、乙醇、醋酸和CO2等。由于有较多的CO2产生，气泡会间歇性地从坛沿水槽中放出，使坛内逐渐形成无氧状态。此时泡菜液的含酸量为0.3%～0.4%，是泡菜初熟阶段，其菜质咸而不酸、有生味。
(2)发酵中期：由于初期乳酸发酵使乳酸菌不断积累，pH下降，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并进行同型乳酸发酵。这时乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。大肠杆菌、酵母菌和霉菌等其他微生物的活动受到抑制。这一时期为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味且清香。(3)发酵后期：在此期间进行的是同型乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。当乳酸含量达到1.2%以上时，乳酸菌的活动受到抑制，发酵速度逐渐变缓甚至停止。此阶段泡菜酸度过高，风味不协调。
2．泡菜制作过程中亚硝酸盐含量检测的方法、原理、过程是什么呢？在泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量如何发生变化呢？提示：检测方法：比色法。检测原理：在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一：溶液浓度高，颜色深些；溶液浓度低，颜色浅些。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，可以大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
素养达成：本重难点通过学习泡菜制作的原理和过程，培养“科学思维”“科学探究”素养。
1．制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自(　　)A．所选蔬菜自身原有的B．人工加入到泡菜水中的C．腌制过程中自生的D．水中的乳酸菌【答案】A
【解析】乳酸菌分布广泛，在空气、土壤、植物体表和人或动物肠道内都有分布，制作泡菜所利用的乳酸菌最初来自所选蔬菜自身携带的，A正确；在制作泡菜时不需人工加入菌种，B错误；腌制过程中不可能自发产生乳酸菌，C错误；水中的乳酸菌也会在制泡菜盐水时煮沸杀死，D错误。
2．在制作泡菜的过程中，不正确的是(　　)A．按照清水与盐的质量百分比为5%～20%的比例配制盐水B．盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染C．在制作泡菜的过程中，亚硝酸盐的含量是逐渐增加的D．泡菜制作的过程中，发酵时间长短受室内温度影响【答案】C
【解析】按照清水与盐的质量百分比为5%～20%的比例配制盐水，A正确；盐水入坛前要煮沸可以起到杀菌的作用，以防止污染，B正确；泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的乳酸增加，亚硝酸盐的含量会先增加，后逐渐下降，C错误；温度影响酶的活性，故发酵时间长短受室内温度影响，D正确。
1．果酒和果醋的制作原理
果酒和果醋的制作原理和过程
2．果酒制作与果醋制作的比较
3．果酒和果醋的制作的过程(1)制作流程：
各部位的作用：充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。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，可有效阻止空气中微生物的进入，避免来自空气中杂菌的污染。出料口：用来取样。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。
(3)果酒制作与果醋制作过程比较：
1．制作果酒时，你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？提示：制作果酒时，需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，以防止污染。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
2．下图为果酒和果醋制作的实验装置图，据图分析回答下列相关问题。
(1)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当？为什么？(2)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，甲都需要打开，请说明原因。(3)果酒发酵时甲、乙两管应处于关闭状态，但要适时排气，为什么？(4)若要将发酵液中的葡萄糖直接发酵产生醋酸，除需要接种醋酸菌、通入无菌空气外，还应该控制的发酵条件是什么？
提示：(1)不恰当，因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3，而且不能将排气口淹没。(2)醋酸菌是好氧细菌，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)防止发酵装置爆裂。(4)控制发酵温度，维持在30～35 ℃。
素养达成：本重难点通过学习果酒、果醋的制作原理和制作过程，培养“科学思维”“科学探究”素养。
1．制作果酒过程中，操作有误的是(　　)A．将消毒过的葡萄汁装满发酵装置B．将温度严格控制在18～30 ℃C．榨汁机要清洗干净，并晾干D．将冲洗的葡萄放入冲洗晾干的榨汁机进行榨汁【答案】A
【解析】在果酒制作过程中，葡萄汁不用消毒，发酵装置要留有1/3的空间，A错误；酵母细胞的最适生长温度约为28 ℃，可以将发酵温度控制在18～30 ℃，B正确；为防止发酵液污染，应将榨汁机用洗洁精清洗，并用体积分数为70%的酒精消毒晾干，将冲洗的葡萄放入晾干的榨汁机中进行榨汁，C、D正确。
2．在酿制果醋的过程中，下列相关说法正确的是(　　)A．果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后密封B．在发酵过程中，温度控制在18～25 ℃，发酵效果最好C．当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸而酿制成果醋D．醋酸菌对氧气特别敏感，在深层发酵时中断通入氧气会导致醋酸菌代谢减慢【答案】C
【解析】果醋制作利用的是醋酸菌，其代谢类型为异养需氧型，A错误；在制葡萄醋的过程中，要将温度严格控制在30～35 ℃，B错误；当糖源和氧气充足时，醋酸菌将糖分解为醋酸，当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇氧化为乙醛，再将乙醛变为醋酸，C正确；醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡，D错误。
易错易混：传统发酵技术中常用菌种的比较
例1　下列关于制作果酒、果醋和泡菜时所利用的主要微生物的说法，正确的是(　　)A．使用的菌种分别是酵母菌、乳酸菌和醋酸菌B．使用的微生物的代谢类型依次是异养兼性厌氧型、异养厌氧型、异养需氧型C．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNAD．使用的微生物的生殖方式都为分裂生殖
错因分析：一是对几种微生物不能正确地进行分类，代谢类型和生殖方式不能准确判断；二是对真核细胞和原核细胞的比较掌握不清楚；三是没有理解细胞的统一性的含义。【答案】C
【解析】制作果酒、果醋和泡菜所利用的主要微生物依次为酵母菌、醋酸菌、乳酸菌，A错误。酵母菌为单细胞的真核生物，代谢类型为异养兼性厌氧型，主要进行出芽生殖；醋酸菌为原核生物，代谢类型为异养需氧型，进行二分裂生殖；乳酸菌为原核生物，代谢类型为异养厌氧型，进行二分裂生殖，B、D错误。酵母菌为单细胞的真菌，有细胞壁；醋酸菌和乳酸菌为原核生物，有细胞壁；它们都是细胞生物，都有核糖体、DNA和RNA，C正确。
解题技巧：坐标曲线题的解题方法例2　泡菜是利用乳酸菌发酵产生乳酸，辅以低盐来保存蔬菜并增进风味的一种发酵蔬菜制品，是我国广为流传的民间食品。
(1)由于传统工业的限制，泡菜自然发酵过程中亚硝酸盐残留量依然较高。如图1所示，该过程中亚硝酸盐含量的变化趋势是______________________。
(2)图2是某活动小组记录的人工接种菌种条件下两种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数关系图。根据此实验结果，你认为比较适合制作泡菜的食盐浓度为________________________。
 【答案】(1)在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定(2)5%
审题流程：第一步　识图理解曲线图中横、纵坐标的含义，找出横、纵坐标的关系。图1中横坐标是发酵时间，纵坐标是亚硝酸盐的含量，图1表示的是自然发酵过程中亚硝酸盐含量随着发酵时间变化的曲线。图2横坐标是发酵时间，纵坐标是亚硝酸盐的含量，曲线中还涉及食盐的浓度第二个自变量，图2表示的是在不同食盐浓度条件下亚硝酸盐随着发酵时间变化的曲线。
第二步　析图找出关键点，比如起点、终点、转折点、交叉点等，分析这些关键点代表的生物学含义，说出曲线的变化趋势及含义。根据横、纵坐标的含义说出在一定范围内，随着横坐标的增加，纵坐标的变化。若为多因子变量曲线，先横向分析，说出纵坐标随着横坐标的变化，再纵向分析，即做一条横坐标的垂线，说出纵坐标随着另一变量因子的变化。图1表示的是单因子曲线，只是分析纵坐标随着横坐标的变化趋势，以转折点“发酵4 d”为界限，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定”。
图2表示的是多因子曲线，先进行横向分析，分析特定食盐浓度下纵坐标亚硝酸盐的含量随着横坐标发酵时间的变化趋势，以交叉点“发酵4 d”为界限，食盐浓度为3%时，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d含量最高，之后其含量缓慢下降”；食盐浓度为5%时，“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d含量最高，之后其含量迅速下降，发酵10 d后逐渐稳定”。然后进行纵向分析，以交叉点“发酵6 d”为界限，“发酵6 d之前，食盐浓度为5%时的亚硝酸盐含量高于食盐浓度为3%时的亚硝酸盐含量；发酵6 d之后，食盐浓度为3%时的亚硝酸盐含量高于食盐浓度为5%时的亚硝酸盐含量”。
第三步　用图结合选项或小题设计，与曲线相关知识点，生物学原理、规律等进行判断或作答。结合图1，答案应为“在发酵4 d之前，随着发酵的进行，亚硝酸盐含量不断增加，发酵4 d时含量最高，之后其含量迅速下降，发酵6 d后缓慢下降直至相对稳定”；结合图2，答案应为“5%”。
坐标曲线类试题的解题方法小结1．识图——理解曲线图中横、纵坐标的含义，找出横、纵坐标的关系。2．析图——找出关键点，比如起点、终点、转折点、交叉点等，分析这些关键点代表的生物学含义，说出曲线的变化趋势及含义。3．用图——结合选项或小题设计，与曲线相关知识点，生物学原理、规律等进行判断或作答。
1．下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是(　　)A．乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌B．在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内均有分布C．一个泡菜坛内的所有乳酸菌构成一个种群D．乳酸菌是厌氧细菌，无氧条件下将葡萄糖分解为乳酸【答案】C
【解析】乳酸菌是一类将葡萄糖分解成乳酸的微生物的总称，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌，A正确；乳酸菌分布广泛，在空气、土壤、植物体表、人或动物肠道内均有分布，B正确；乳酸链球菌、乳酸杆菌等分属于不同的物种，因此一个泡菜坛里的所有乳酸菌不构成一个种群，C错误；乳酸菌是厌氧细菌，在无氧条件下将葡萄糖分解为乳酸，D正确。
2．在泡菜的制作过程中，下列有关叙述，不正确的是(　　)A．制作的原理是乳酸菌通过有氧呼吸可产生乳酸B．泡菜坛要选择密封性好的坛子C．盐水要浸没全部菜料D．制作时间与温度有关【答案】A
【解析】泡菜制作的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，A错误；因为乳酸菌是严格厌氧型微生物，所以泡菜坛要选择密封性好的坛子，否则蔬菜容易腐烂，B正确；制作泡菜时，盐水要浸没全部菜料，以便于乳酸菌无氧发酵，C正确；温度影响乳酸菌的代谢速率，所以制作时间与温度有关，D正确。
3．下列关于塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是(　　)A．为了提高果酒的产量，果汁应尽量装满发酵瓶B．果醋发酵阶段应封闭充气口，防止杂菌污染C．果酒和果醋的制作过程中，每天需适时打开瓶盖D．果酒制成后，需将装置移到温度较高的环境中进行醋酸发酵【答案】D
【解析】葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌的有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生的大量CO2使果汁溢出，A错误；醋酸发酵是有氧发酵，应通入氧气，发酵时应打开瓶盖并在瓶口盖层纱布，以防杂菌污染，B错误；制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染，C错误；醋酸菌的最适生长温度比酵母菌的高，果酒制成后，需将装置移到温度较高的环境中才能进行醋酸发酵，D正确。
4．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碳源C．在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能生长繁殖，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【答案】C
【解析】冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的，A错误；异养微生物都能利用糖，所以其他杂菌也能利用葡萄汁中的糖作为碳源，B错误；在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌耐受能力强，能生长繁殖，其他杂菌耐受能力差不适应缺氧和酸性环境，其生长繁殖受到抑制，C正确、D错误。
5．将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是(　　)A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀aB．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况
C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通【答案】B
【解析】本题考查探究酵母菌呼吸方式的实验。打开阀a，装置内通入O2，可用来探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式，A正确；经管口3取样可以检测酒精的产生情况，如果检测CO2的产生情况，需要将管口2通入澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液中，B错误；由于要制造无氧或有氧环境，实验开始前必须对改装后整个装置进行气密性检查，C正确；管口2是排气口，将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通，可以检测CO2的产生情况，D正确。