第十單元　第56課時(shí)　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用

第56課時(shí)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用課標(biāo)要求1.利用乳酸菌發(fā)酵制作酸奶或泡菜。2.利用酵母菌、醋酸菌分別制作果酒和果醋?？记榉治?.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及實(shí)例2023·山東·T122022·江蘇·T162021·全國(guó)乙·T372020·全國(guó)Ⅲ·T372.發(fā)酵工程的原理及應(yīng)用2023·山東·T202022·湖北·T132022·山東·T20考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1．發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(1)發(fā)酵①概念：人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類(lèi)所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。②原理：不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的力量，利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)2．傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作(1)腐乳的制作①原理：蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))小分子的肽和氨基酸。②腐乳制作過(guò)程中參與的微生物：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。(2)泡菜的制作①菌種的種類(lèi)和來(lái)源常見(jiàn)的乳酸菌有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。菌種來(lái)源：植物體表面自然?的乳酸菌。②乳酸菌發(fā)酵制作泡菜的原理：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。③制作泡菜的方法步驟(3)果酒和果醋的制作①原理和條件項(xiàng)目制作果酒制作果醋發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌代謝類(lèi)型異養(yǎng)兼性厭氧型異養(yǎng)需氧型發(fā)酵過(guò)程有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量O2、糖源充分時(shí)：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充分、缺少糖源時(shí)：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量對(duì)氧的需求前期需氧，后期不需氧始終需氧產(chǎn)物檢測(cè)聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗②果酒和果醋的制作步驟及目的推斷正誤(1)豆腐中的蛋白質(zhì)被蛋白酶全部分解成了氨基酸(×)提示毛霉分泌的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質(zhì)分解成小分子的肽和氨基酸。(2)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應(yīng)嚴(yán)格保持無(wú)氧條件(×)提示參與泡菜制作的乳酸菌是厭氧菌，因此泡菜的制作全過(guò)程都要保持無(wú)氧條件。(3)酵母菌通過(guò)有氧呼吸可以大量繁殖，通過(guò)無(wú)氧呼吸可以產(chǎn)生酒精(√)(4)當(dāng)缺乏糖源和氧氣時(shí)，醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成乙酸(×)提示醋酸菌是好氧細(xì)菌，氧氣缺乏時(shí)，會(huì)引起醋酸菌死亡，當(dāng)氧氣充分、缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成乙酸。(5)在利用葡萄發(fā)酵產(chǎn)生果酒的后期，加入醋酸菌即可產(chǎn)生乙酸(×)提示在利用葡萄發(fā)酵產(chǎn)生果酒的后期，需要打開(kāi)發(fā)酵裝置的充氣口并適當(dāng)提高溫度，才能進(jìn)行果醋發(fā)酵。1．黃酒是世界上最古老的酒類(lèi)之一，源于我國(guó)，且唯我國(guó)有之，與啤酒、葡萄酒并稱(chēng)世界三大古酒。古遺六法中描述道：“黍米必齊，曲孽必時(shí)，水泉必香，陶器必良，湛熾必潔，火劑必得”。曲蘗主要指酒曲，湛熾是指浸泡和蒸煮，回答下列問(wèn)題：(1)“陶器必良”和“火劑必得”的目的是什么？提示把握發(fā)酵過(guò)程的氧氣和溫度等條件。(2)黃酒發(fā)酵過(guò)程中，不需要對(duì)黍米和陶器裝置進(jìn)行嚴(yán)格滅菌，卻可以防止其他雜菌對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生影響，為什么？提示在缺氧、呈酸性的發(fā)酵液中，酵母菌可以生長(zhǎng)繁殖，而絕大多數(shù)其他微生物都因無(wú)法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制(且發(fā)酵產(chǎn)生的酒精對(duì)其他雜菌也有毒害作用)。(3)“陳儲(chǔ)”是指將榨出的黃酒放入儲(chǔ)酒罐內(nèi)存放待用，陳儲(chǔ)要特殊留意密封，為什么？提示若是密封不好，醋酸菌簡(jiǎn)潔將酒精轉(zhuǎn)化為醋酸，使黃酒變酸(合理即可)。(4)黃酒的酒精度數(shù)一般為15度左右，酒精度數(shù)無(wú)法連續(xù)提高可能的緣由是什么？提示酒精濃度上升導(dǎo)致酵母菌活性下降。2．試從材料的選擇處理及發(fā)酵條件的把握等方面分析傳統(tǒng)發(fā)酵的相關(guān)問(wèn)題：(1)腐乳與豆腐相比，所含有機(jī)物的種類(lèi)和能量有哪些變化？為什么？提示腐乳中有機(jī)物的種類(lèi)增加了，所含的能量卻削減了。由于豆腐中的蛋白質(zhì)被分解成了小分子的肽和氨基酸。(2)制作泡菜時(shí)配制的鹽水為什么要先煮沸，再冷卻使用？提示煮沸的緣由：一是為了殺死鹽水中的雜菌，二是為了排出溶解的氧氣；冷卻是防止溫度過(guò)高殺死發(fā)酵所需要的乳酸菌。(3)制作葡萄酒的過(guò)程中，每隔12h左右擰松瓶蓋一次，目的是什么？能否打開(kāi)瓶蓋？為什么？提示擰松瓶蓋的目的是放出CO2，防止發(fā)酵瓶?jī)?nèi)因氣壓過(guò)大而爆裂。不能打開(kāi)瓶蓋，由于要避開(kāi)雜菌污染發(fā)酵液。(4)醋酸發(fā)酵時(shí)，無(wú)論是利用糖源還是酒精，都需要打開(kāi)通氣閥，請(qǐng)說(shuō)明其緣由。提示醋酸菌是好氧細(xì)菌，在發(fā)酵過(guò)程中始終需要氧氣，假如氧氣中斷則會(huì)引起醋酸菌的死亡?？枷蛞慌莶说闹谱?．(2023·山東，12)以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時(shí)的4個(gè)處理：①沸鹽水冷卻后再倒入壇中；②鹽水需要浸沒(méi)全部菜料；③蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水；④檢測(cè)泡菜中亞硝酸鹽的含量。下列說(shuō)法正確的是()A．①主要是為了防止菜料表面的醋酸桿菌被殺死B．②的主要目的是用鹽水殺死菜料表面的雜菌C．③是為了使氣體只能從泡菜壇排出而不能進(jìn)入D．④可檢測(cè)到完整發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量漸漸降低答案C解析鹽水煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動(dòng)不受影響，A錯(cuò)誤；鹽水浸沒(méi)全部菜料是為了制造無(wú)氧環(huán)境，有利于乳酸菌的無(wú)氧呼吸，B錯(cuò)誤；蓋好壇蓋后，向壇蓋邊沿的水槽中注滿水是為了隔絕空氣、防止雜菌污染等，C正確；腌制泡菜過(guò)程中亞硝酸鹽的含量先增多后削減，D錯(cuò)誤。歸納提升在用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的食鹽水制作泡菜時(shí)，在不同時(shí)間測(cè)定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果見(jiàn)曲線圖：據(jù)圖可知，發(fā)酵過(guò)程中，亞硝酸鹽的含量先增加后下降至相對(duì)穩(wěn)定，10天后食用比較合適。由于此時(shí)亞硝酸鹽含量低。2．(2023·徐州高三二模)下列關(guān)于泡菜和酸奶制作的敘述，正確的是()A．制作泡菜和酸奶時(shí)加入適量的糖會(huì)使發(fā)酵效果更好B．泡菜發(fā)酵的溫度略高于酸奶發(fā)酵的溫度C．泡菜食材和牛奶需要經(jīng)過(guò)消毒再進(jìn)行接種D．制作泡菜和酸奶的主要菌種分別為真核生物和原核生物答案A解析糖類(lèi)是生物的主要能源物質(zhì)，加入糖有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，則制作泡菜和酸奶時(shí)加入適量的糖會(huì)使發(fā)酵效果更好，A正確；泡菜發(fā)酵與酸奶發(fā)酵的主要菌種都是乳酸菌(原核生物)，則發(fā)酵溫度應(yīng)當(dāng)全都，B、D錯(cuò)誤；制作泡菜時(shí)，利用了食材中自帶的菌種，所以不能消毒，牛奶需要消毒，C錯(cuò)誤?？枷蚨乒椎闹谱?．(2021·江蘇，14)某同學(xué)選用新穎成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相關(guān)敘述正確的是()A．果酒發(fā)酵時(shí)，每日放氣需快速，避開(kāi)空氣回流入發(fā)酵容器B．果酒發(fā)酵時(shí)，用斐林試劑檢測(cè)葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日增多C．果醋發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時(shí)D．果醋發(fā)酵時(shí)，用重鉻酸鉀測(cè)定醋酸含量變化時(shí)，溶液灰綠色逐日加深答案A解析酒精發(fā)酵是利用酵母菌的無(wú)氧呼吸，果酒發(fā)酵時(shí)，每日放氣需快速，避開(kāi)空氣回流入發(fā)酵容器，影響酒精發(fā)酵，A正確；果酒發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵液中的葡萄糖不斷被消耗，因此用斐林試劑檢測(cè)葡萄汁中還原糖含量變化，磚紅色沉淀逐日削減，B錯(cuò)誤；若以酒精為底物進(jìn)行醋酸發(fā)酵，酒精與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生醋酸和水，幾乎沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量明顯少于果酒發(fā)酵時(shí)；若以葡萄糖為底物進(jìn)行醋酸發(fā)酵，發(fā)酵液產(chǎn)生的氣泡量與果酒發(fā)酵時(shí)相當(dāng)，C錯(cuò)誤；重鉻酸鉀用于檢測(cè)酒精，不能用于測(cè)定醋酸含量，D錯(cuò)誤。4．(2022·湖北，10)關(guān)于白酒、啤酒和果酒的生產(chǎn)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要供應(yīng)肯定的氧氣B．白酒、啤酒和果酒釀制的過(guò)程也是微生物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程C．葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇所需的酶既存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也存在于線粒體D．生產(chǎn)白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但發(fā)酵過(guò)程中起主要作用的都是酵母菌答案C解析在白酒、啤酒和果酒的發(fā)酵初期需要供應(yīng)肯定的氧氣，讓酵母菌大量繁殖，再進(jìn)行酒精發(fā)酵，A正確；白酒、啤酒和果酒釀制的過(guò)程也是微生物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程，如發(fā)酵初期酵母菌大量繁殖，B正確；葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇的過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，所需的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，不存在于線粒體，C錯(cuò)誤；生產(chǎn)白酒一般使用高粱，啤酒一般使用麥芽，果酒則使用對(duì)應(yīng)的水果，但在發(fā)酵過(guò)程中都主要依靠酵母菌產(chǎn)生酒精，D正確?？键c(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用1．發(fā)酵工程的概念(1)基本概念：發(fā)酵工程是指利用微生物的特定功能，通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)人類(lèi)有用的產(chǎn)品。(2)主要內(nèi)容：發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培育，培育基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的分別、提純等方面。2．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)選育菌種eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①?gòu)淖匀唤缰泻Y選,②通過(guò)誘變育種或基因工程育種獲得))↓擴(kuò)大培育：增加菌種數(shù)量↓配制培育基：在菌種確定后選擇原料，反復(fù)試驗(yàn)確定培育基配方↓滅菌：培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需嚴(yán)格滅菌↓接種：無(wú)菌操作↓發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①了解發(fā)酵進(jìn)程：隨時(shí)檢測(cè)培育液中的微生物數(shù)量、產(chǎn)物濃度等,②準(zhǔn)時(shí)添加必需的養(yǎng)分組分,③嚴(yán)格把握溫度、pH和溶解氧等發(fā)酵條件))↓分別、提純產(chǎn)物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身：在發(fā)酵結(jié)束之后，接受過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分別和干燥,②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物：依據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)實(shí)行適當(dāng)?shù)奶崛?、分別和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品))↓獲得產(chǎn)品3．啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程(1)啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的提示啤酒發(fā)酵的發(fā)酵過(guò)程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代謝物的生成都在主發(fā)酵階段完成。(2)“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)分4．發(fā)酵工程的特點(diǎn)5．發(fā)酵工程的應(yīng)用(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑。③生產(chǎn)酶制劑。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①獲得具有某種藥物生產(chǎn)力量的微生物。②直接對(duì)菌種進(jìn)行改造，再通過(guò)發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。③利用基因工程，將病原體的某個(gè)或某幾個(gè)抗原基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)奈⑸锛?xì)胞，獲得的表達(dá)產(chǎn)物可以作為疫苗使用。(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物肥料、農(nóng)藥和飼料。(4)在其他方面的應(yīng)用①利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等能源物質(zhì)。②極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來(lái)生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高熱敏性產(chǎn)品的產(chǎn)量。推斷正誤(1)與家庭傳統(tǒng)發(fā)酵一樣，發(fā)酵工程所用的菌種絕大多數(shù)是混合菌種(×)提示發(fā)酵工程所用的菌種絕大多數(shù)是單一菌種。(2)在青霉素生產(chǎn)過(guò)程中假如污染了雜菌，某些雜菌會(huì)分泌酶將青霉素分解掉(√)(3)谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)中，在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酰胺；在酸性條件下則簡(jiǎn)潔形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺(×)提示谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)中，酸性條件下簡(jiǎn)潔形成谷氨酰胺和N－乙酰谷氨酰胺；在中性和弱堿性條件下會(huì)積累谷氨酸。(4)單細(xì)胞蛋白是通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生的大量微生物分泌蛋白(×)提示單細(xì)胞蛋白是微生物菌體。(5)發(fā)酵工程一般用半固體培育基(×)提示發(fā)酵工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐一般用液體培育基，可以連續(xù)培育，提高產(chǎn)量。我國(guó)是世界上啤酒的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的，閱讀教材“啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程”，思考回答下列問(wèn)題：(1)制麥過(guò)程需促使大麥種子萌發(fā)，發(fā)芽大麥合成大量淀粉酶直接促進(jìn)糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分發(fā)酵，為什么？提示酵母菌不能直接利用淀粉做碳源。(2)大麥發(fā)芽會(huì)消耗部分儲(chǔ)存的有機(jī)物，影響產(chǎn)量，提高了生產(chǎn)成本，如何解決以上問(wèn)題？提示用赤霉素處理大麥，可以使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶。(3)與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？提示接種單一高質(zhì)量純種、嚴(yán)格的消毒滅菌措施、培育基養(yǎng)分物質(zhì)協(xié)調(diào)、嚴(yán)格的發(fā)酵條件把握等，都使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高?？枷蛉l(fā)酵工程及其應(yīng)用5．啤酒生產(chǎn)的簡(jiǎn)要流程如圖所示，制麥時(shí)用赤霉素溶液浸泡大麥種子，糖化主要將麥芽中的淀粉等有機(jī)物水解為小分子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，要始終保持嚴(yán)格的無(wú)菌、厭氧環(huán)境B．用赤霉素溶液浸泡大麥種子，目的是促進(jìn)α-淀粉酶合成C．在接種酵母菌前進(jìn)行冷卻處理，是為了避開(kāi)殺死酵母菌種D．包裝后放置的啤酒變酸且產(chǎn)生表面菌膜，一般可從菌膜中分別得到醋酸菌答案A解析酵母菌是兼性厭氧微生物，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，要先通氣使酵母菌大量繁殖，然后保持嚴(yán)格的無(wú)菌、厭氧環(huán)境，使其無(wú)氧呼吸進(jìn)行發(fā)酵，A項(xiàng)錯(cuò)誤。6．(2022·湖北，13)廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)中的廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是()A．該生產(chǎn)過(guò)程中肯定有氣體生成B．微生物生長(zhǎng)所需碳源主要來(lái)源于沼氣池廢料C．該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸飬捬醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)D．沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)中的廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理答案A解析據(jù)圖可知，該生產(chǎn)過(guò)程中有釀酒酵母參與，酵母菌細(xì)胞呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2，故該生產(chǎn)過(guò)程中肯定有氣體生成，A正確；糖類(lèi)是主要的能源物質(zhì)，微生物生長(zhǎng)所需碳源主要來(lái)源于果糖生產(chǎn)中的廢水，B錯(cuò)誤；分析圖示可知，該技術(shù)中有連續(xù)攪拌反應(yīng)器的過(guò)程，該操作可以增加微生物與養(yǎng)分物質(zhì)的接觸面積，此外也可增大溶解氧的含量，故推想該生產(chǎn)工藝?yán)梦⑸镉醒醢l(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；沼氣生產(chǎn)利用的是厭氧微生物，在連續(xù)攪拌反應(yīng)器中，厭氧微生物會(huì)被抑制，因此沼氣池廢料不需要滅菌，D錯(cuò)誤。1．(選擇性必修3P5)發(fā)酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過(guò)微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類(lèi)所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。2．(選擇性必修3P7)醋酸發(fā)酵的反應(yīng)式：O2、糖源充分時(shí)：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充分、缺少糖源時(shí)：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量。3．(選擇性必修3P7)制作葡萄酒時(shí)，要將溫度把握在18～30℃的緣由是溫度是影響酵母菌生長(zhǎng)的重要因素。釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度為28℃。制作葡萄醋時(shí)，要將溫度把握在30～35℃的緣由是醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃。4．(選擇性必修3P7)在制作果酒的過(guò)程中，避開(kāi)發(fā)酵液污染需要從發(fā)酵制作的過(guò)程全面考慮。例如，榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶要清洗潔凈，裝入葡萄汁后，蓋好瓶蓋；每次排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開(kāi)瓶蓋等。5．(選擇性必修3P8)某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”，目的是增加乳酸菌的數(shù)量。某同學(xué)制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個(gè)結(jié)果最可能的緣由是加鹽太多，鹽濃度過(guò)高，殺死了乳酸菌等微生物。6．(選擇性必修3P27)單細(xì)胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得的大量的微生物菌體。7．果酒和果醋改進(jìn)裝置及其分析8．(2022·湖南，21節(jié)選)某黃酒釀制工藝流程如圖所示，圖中加入的菌種a是酵母菌，工藝b是消毒(填“消毒”或“滅菌”)，接受工藝b的目的是殺死黃酒中的大多數(shù)微生物，并延長(zhǎng)其保存期。9．(2023·新課標(biāo)，35節(jié)選)若試驗(yàn)獲得一種具有良好固氮力量的根瘤菌，可通過(guò)發(fā)酵工程獲得大量根瘤菌，用于生產(chǎn)根瘤菌肥。根瘤菌肥是一種微生物肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用微生物肥料的作用是促進(jìn)植株生長(zhǎng)，增加作物產(chǎn)量；能夠削減化肥的使用，改良土壤，削減污染，愛(ài)護(hù)生態(tài)環(huán)境(至少答出2點(diǎn))。課時(shí)精練一、選擇題1．(2024·南通高三調(diào)研)在家庭制作泡菜過(guò)程中，充分利用各種微生物生存條件和代謝特點(diǎn)達(dá)到積累乳酸菌、抑制其他微生物生長(zhǎng)的目的。下列關(guān)于發(fā)酵過(guò)程的敘述，正確的是()A．為了避開(kāi)雜菌污染，泡菜壇需嚴(yán)格滅菌處理，鹽水需煮沸冷卻待用B．晾干的新穎蔬菜可以裝滿泡菜壇，由于乳酸菌無(wú)氧呼吸僅產(chǎn)生乳酸，沒(méi)有氣體生成C．乳酸菌產(chǎn)生的乳酸既可以抑制其他微生物生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)抑制自身生長(zhǎng)繁殖D．因亞硝酸鹽會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)越積越多，為了自身健康，應(yīng)盡量少食用泡菜答案C解析泡菜壇需進(jìn)行消毒，鹽水需煮沸冷卻待用，A錯(cuò)誤；將新穎蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時(shí)，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，連續(xù)裝至八成滿，B錯(cuò)誤；亞硝酸鹽會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)先增多后削減，可選擇適當(dāng)腌制時(shí)間的泡菜適量食用，D錯(cuò)誤。2．(2024·蘇州高三期中)在《詩(shī)經(jīng)·邶風(fēng)·谷風(fēng)》中有“我有旨蓄，亦以御冬”的記載，“旨蓄”就是貯存的美味食品，也就是今日腌制的酸菜、泡菜。下列敘述正確的是()A．制作泡菜時(shí)腌制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起細(xì)菌大量繁殖B．條件適宜時(shí)，蔬菜中的糖分解成醋酸降低溶液pHC．發(fā)酵壇表面可能消滅一層由乳酸菌繁殖形成的白膜D．通過(guò)向泡菜壇壇蓋邊沿的水槽注水，可保持發(fā)酵所需的環(huán)境答案D解析制作泡菜時(shí)腌制時(shí)間過(guò)短會(huì)引起細(xì)菌大量繁殖，A錯(cuò)誤；條件適宜時(shí)，乳酸菌可將蔬菜中的糖分解成乳酸降低溶液pH，B錯(cuò)誤；乳酸菌是厭氧細(xì)菌，發(fā)酵壇表面含有氧氣，乳酸菌不能繁殖，消滅的白膜一般是酵母菌繁殖所致，C錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品的敘述，錯(cuò)誤的是()A．制作腐乳利用了毛霉等微生物產(chǎn)生的蛋白酶B．發(fā)酵溫度過(guò)低可能會(huì)導(dǎo)致泡菜“咸而不酸”C．制作果酒時(shí)，需每隔肯定時(shí)間打開(kāi)瓶蓋放氣D．制作果醋時(shí)，醋酸菌能以乙醇作為碳源和能源答案C解析泡菜“咸而不酸”可能是食鹽濃度過(guò)高、發(fā)酵溫度過(guò)低(抑制乳酸菌產(chǎn)生乳酸)所致，B正確；果酒發(fā)酵時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，需適時(shí)擰松(不是打開(kāi))瓶蓋放氣，C錯(cuò)誤；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)榇姿?，該過(guò)程中醋酸菌能以乙醇作為碳源和能源，D正確。4．(2021·湖北，3)中國(guó)的很多傳統(tǒng)美食制作過(guò)程蘊(yùn)含了生物發(fā)酵技術(shù)。下列敘述正確的是()A．泡菜制作過(guò)程中，酵母菌將葡萄糖分解成乳酸B．饅頭制作過(guò)程中，酵母菌進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2C．米酒制作過(guò)程中，將容器密封可以促進(jìn)酵母菌生長(zhǎng)D．酸奶制作過(guò)程中，后期低溫處理可產(chǎn)生大量乳酸桿菌答案B解析泡菜制作過(guò)程中，主要是乳酸菌將葡萄糖分解形成乳酸，A錯(cuò)誤；酵母菌在有氧條件下可以大量繁殖，在密封也就是無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精，C錯(cuò)誤；酸奶制作過(guò)程中，后期低溫處理時(shí)大部分乳酸桿菌已死亡，不會(huì)大量繁殖，D錯(cuò)誤。5．(2021·遼寧，8)利用菠蘿蜜制作果醋的大致流程為：先在滅菌的果肉勻漿中接種酵母菌，發(fā)酵6天后，再接入活化的醋酸桿菌，發(fā)酵5天。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．乙醇既是醋酸發(fā)酵的底物，又可以抑制雜菌繁殖B．酵母菌和醋酸桿菌均以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖C．酵母菌和醋酸桿菌發(fā)酵過(guò)程中把握通氣的狀況不同D．接入醋酸桿菌后，應(yīng)適當(dāng)上升發(fā)酵溫度答案B解析當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸桿菌將乙醇變?yōu)橐胰?，再將乙醛變?yōu)橐宜?，同時(shí)乙醇還可以抑制雜菌繁殖，A正確；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸桿菌以二分裂的方式進(jìn)行增殖，B錯(cuò)誤；酵母菌發(fā)酵過(guò)程中先通氣使其大量繁殖，再密閉發(fā)酵產(chǎn)生乙醇；醋酸桿菌為好氧細(xì)菌，需持續(xù)通入無(wú)菌氧氣，C正確；釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為28℃，多數(shù)醋酸桿菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，D正確。6．傳奇杜康的兒子杜杼在一次釀酒時(shí)發(fā)酵過(guò)頭，等到第21天開(kāi)缸時(shí)發(fā)覺(jué)酒液變酸卻香氣撲鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”湊成“醋”字，這就是杜杼造醋的故事。下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，正確的是()A．葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入無(wú)菌空氣即可制醋B．釀酒時(shí)糖未耗盡，酵母菌發(fā)酵也會(huì)停止，緣由可能是pH降低和酒精含量增多C．杜杼釀酒反成醋可能是由發(fā)酵裝置密封不嚴(yán)導(dǎo)致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起D．醋酸菌在O2和糖源匱乏時(shí)，可直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸答案B解析釀酒酵母的最適生長(zhǎng)溫度約為28℃，酵母菌是兼性厭氧微生物，多數(shù)醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，醋酸菌是好氧細(xì)菌，葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入無(wú)菌空氣，同時(shí)還需適當(dāng)提高發(fā)酵溫度才能制醋，A錯(cuò)誤；醋酸菌是好氧細(xì)菌，杜杼釀酒反成醋是由發(fā)酵裝置密封不嚴(yán)導(dǎo)致醋酸菌有氧呼吸大量增殖引起，C錯(cuò)誤；醋酸菌在O2充分但糖源匱乏時(shí)，可直接將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸，D錯(cuò)誤。7．(2024·福州高三月考)圖甲、圖乙為生物學(xué)試驗(yàn)常用的裝置示意圖，其均可作為發(fā)酵裝置。下列說(shuō)法正確的是()A．假如用甲裝置制備果酒，可定時(shí)加入酸性重鉻酸鉀觀看灰綠色是否消滅B．若用甲裝置制備果酒，需放在30～35℃的環(huán)境中發(fā)酵C．若用乙裝置制備果酒并將d管連通裝有澄清石灰水的錐形瓶，石灰水變渾濁的同時(shí)會(huì)有酒精產(chǎn)生D．利用乙裝置制備果醋時(shí)，可從c處放少量液體進(jìn)行pH檢測(cè)了解發(fā)酵進(jìn)程答案D解析果酒的制作原理是酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，鑒定酒精時(shí)，應(yīng)從甲瓶中定時(shí)取少許培育液，加入酸性重鉻酸鉀溶液，觀看顏色變化來(lái)推斷有無(wú)酒精產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；酵母菌最適宜生長(zhǎng)繁殖的溫度范圍是18～30℃，若用甲裝置制備果酒，需放在18～30℃的環(huán)境中發(fā)酵，B錯(cuò)誤；若用乙裝置制備果酒并將d管連通裝有澄清石灰水的錐形瓶，開(kāi)頭時(shí)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，不能產(chǎn)生酒精，但會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，石灰水變渾濁的同時(shí)沒(méi)有酒精產(chǎn)生，C錯(cuò)誤。8．關(guān)于谷氨酸的工廠化生產(chǎn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，工廠化生產(chǎn)谷氨酸所用的大多是單一菌種B．發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵是工廠化生產(chǎn)谷氨酸的中心環(huán)節(jié)，需嚴(yán)格把握發(fā)酵條件C．發(fā)酵過(guò)程中，中性或弱堿性的條件有利于谷氨酸的積累D．發(fā)酵結(jié)束后，接受過(guò)濾、沉淀等方法進(jìn)行分別和干燥，即可得到產(chǎn)品答案D解析假如發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細(xì)胞本身，可在發(fā)酵結(jié)束之后，接受過(guò)濾、沉淀等方法將菌體分別和干燥，即可得到產(chǎn)品；假如產(chǎn)品是代謝物，可依據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)實(shí)行適當(dāng)?shù)奶崛　⒎謩e和純化措施來(lái)獲得產(chǎn)品，谷氨酸屬于代謝物，D錯(cuò)誤。9．(2022·山東，14)青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌，以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實(shí)現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于該生產(chǎn)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B．可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量C．選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴(kuò)大培育后才可接種到發(fā)酵罐中D．青霉素具有殺菌作用，因此發(fā)酵罐不需嚴(yán)格滅菌答案D解析青霉菌處于葡萄糖濃度不足的環(huán)境中會(huì)通過(guò)分泌青霉素殺死細(xì)菌；供應(yīng)相同含量的碳源，葡萄糖溶液?jiǎn)挝惑w積中溶質(zhì)微粒較多，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水，發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二糖，可被水解為半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生長(zhǎng)的最佳碳源，可以被青霉菌緩慢利用而維持青霉素分泌的有利條件，A正確；青霉菌的代謝類(lèi)型為異養(yǎng)需氧型，可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量，B正確；選育出的高產(chǎn)青霉素菌株經(jīng)擴(kuò)大培育純化后，才可接種到發(fā)酵罐中進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，C正確；為了防止細(xì)菌、其他真菌等微生物的污染，獲得純潔的青霉素，發(fā)酵罐仍需嚴(yán)格滅菌，D錯(cuò)誤。10．下列關(guān)于發(fā)酵工程的敘述，錯(cuò)誤的是()A．培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格滅菌，發(fā)酵過(guò)程中適時(shí)補(bǔ)充滅菌的培育液和空氣B．發(fā)酵過(guò)程中的環(huán)境條件既會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，也會(huì)影響微生物代謝產(chǎn)物的形成C．發(fā)酵產(chǎn)品包括微生物菌體本身或代謝物，可通過(guò)過(guò)濾、離心、蒸餾等方法純化D．通過(guò)酵母菌發(fā)酵，獲得大量菌體，從中提取單細(xì)胞蛋白作為動(dòng)物飼料或食品添加劑答案D解析單細(xì)胞蛋白就是微生物菌體，所以不需要從獲得的菌體中提取，D錯(cuò)誤。11．(2023·南京高三聯(lián)考)啤酒發(fā)酵依靠于發(fā)酵工程，產(chǎn)品質(zhì)檢可應(yīng)用“電子舌”，“電子舌”可依據(jù)不同味道信號(hào)傳感器呈現(xiàn)的響應(yīng)值對(duì)啤酒風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)。如圖為用“電子舌”對(duì)發(fā)酵液L1、L2、L3的檢測(cè)結(jié)果，下列相關(guān)敘述正確的是()A．啤酒主要經(jīng)酵母菌和乳酸菌發(fā)酵制成B．裝置密閉發(fā)酵過(guò)程中，酒精濃度會(huì)先上升后下降C．發(fā)酵的溫度和發(fā)酵的時(shí)間隨啤酒品種和口味要求的不同而有所差異D．發(fā)酵液L1和L3口味相近，而L2澀味較重答案C解析啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌無(wú)氧呼吸將糖類(lèi)分解為酒精而制成的，A錯(cuò)誤；裝置密閉發(fā)酵過(guò)程中，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，酵母活細(xì)胞數(shù)量和酒精濃度漸漸增大，而在發(fā)酵后期酵母菌數(shù)量漸漸削減，使得酒精濃度趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；由題圖可知，L1和L2兩種發(fā)酵液在味覺(jué)雷達(dá)圖中的分布狀況差不多，說(shuō)明這兩種發(fā)酵液的口味相近，而L3澀味較重，D錯(cuò)誤。12．(2022·山東，20改編)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中，大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后，最終過(guò)濾、調(diào)整、分裝。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用赤霉素處理大麥，可使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B．焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進(jìn)行滅菌C．糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進(jìn)行發(fā)酵D．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可削減啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發(fā)酵周期答案B解析赤霉素能促進(jìn)種子的萌發(fā)，據(jù)此可推想若用赤霉素處理大麥，可誘導(dǎo)α-淀粉酶相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)α-淀粉酶的合成，進(jìn)而使大麥種子無(wú)須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶，A正確；焙烤可以殺死大麥種子的胚，但不使淀粉酶失活，沒(méi)有進(jìn)行滅菌，B錯(cuò)誤；糖漿經(jīng)蒸煮(產(chǎn)生風(fēng)味組分，終