学年高中生物第2章发酵技术实践微专题突破苏教版.docx
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学年高中生物第2章发酵技术实践微专题突破苏教版
2019-2020学年高中生物第2章发酵技术实践微专题突破苏教版
1．传统发酵技术中常用菌种的比较
菌种
项目
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
结构方
面分类
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
异养需氧
异养需氧
异养厌氧
繁殖方式
适宜条
件下出
芽生殖
二分裂
孢子生殖
二分裂
生产应用
酿酒
酿醋
制作腐乳
制作泡菜
发酵
条件
氧气
初期需氧
后期无氧
一直需氧
一直需氧
无氧
适应
温度
18～25℃
30～35℃
15～18℃
室温
2.常用发酵技术的比较
3.影响发酵的因素
（1）温度：
温度对微生物的影响是多方面的。
首先温度影响酶的活性和产物合成途径。
其次温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。
菌体生长和产物合成所需的温度不一定相同，通常通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，并采取分段控制。
（2）pH：
pH能影响酶的活性，以及细胞膜的带电状况，此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等，因此应控制发酵液的pH。
不同菌种生长阶段和合成阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。
（3）溶解氧：
氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。
在发酵过程中，菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧气很难溶于水，因此必须向发酵液中补充大量氧气，并不断搅拌，以增加发酵液中的溶氧量。
[对点训练]
1．果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作都离不开微生物的发酵作用。
下列叙述正确的是（ ）
A．制作果酒时，自始至终都要保持无氧状态，这样才能提高产量
B．果醋发酵时，要保持充足的氧气
C．毛霉是唯一参与豆腐发酵的微生物
D．参与泡菜制作的微生物不能用于生产酸奶
【解析】 要提高果酒的产量，首先要增加酵母菌的种群数量，所以，果酒发酵的前期先通入氧，促进酵母菌的繁殖。
醋酸菌是一种好氧细菌，进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。
现代科学研究表明，多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
泡菜的制作离不开乳酸菌，常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，乳酸杆菌常用于生产酸奶。
【答案】 B
2．在制作果酒、果醋、腐乳、泡菜时，发酵过程对氧气的需求的相关叙述正确的是（ ）
【导学号：
67850033】
A．四个过程均需氧气参与，无氧时不能完成这四个过程
B．四个发酵过程中只有果酒制作是在完全无氧的条件下完成的
C．泡菜发酵和果酒制作是应用微生物的无氧发酵，而醋酸菌和毛霉则需在有氧条件下才能正常繁殖
D．腐乳制作时密封发酵进行的是无氧发酵
【解析】 果酒制作原理是利用酵母菌的无氧发酵，但在最初阶段需提供一定氧气，促使酵母菌大量繁殖，获取一定数量菌体后再密封；泡菜制作是利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸，有氧条件下发酵受抑制；而酿醋和腐乳的制毛坯都需在有氧条件下完成；毛坯腌制后装瓶发酵，是利用了毛霉菌丝中的蛋白酶、脂肪酶等的催化作用，充分使毛坯蛋白或脂肪水解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。
【答案】 C
3．如图所示装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．两种装置都可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
B．利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加高而增加盐量
C．利用装置乙制作果酒时，温度应控制在30℃左右，制作果醋时应适当降温
D．装置乙的排气口是一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
【解析】 本题考查果酒、果醋和腐乳的制作。
在制作果酒时温度应控制在18～25℃，且制作果醋时的温度高于果酒。
【答案】 C
4．下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述中，不正确的是（ ）
A．果酒和果醋发酵的菌种不同，但代谢类型相同
B．制作果酒和果醋时都需要用70%的酒精对发酵瓶进行消毒
C．变酸果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落
D．果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同的发酵条件
【解析】 果酒制作所用的菌种是酵母菌，果醋制作所用的菌种是醋酸菌，前者的代谢类型是兼性厌氧型，后者是需氧型，二者的代谢类型不同。
【答案】 A
5.（多选）下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是（ ）
【导学号：
67850034】
A．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长
B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量
【解析】 果酒发酵后期，因营养物质的消耗、pH改变等原因，酵母菌呼吸产生CO2的量变小，所以可延长拧松瓶盖的间隔时间，A项正确；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，B项正确；果酒发酵过程中不断消耗葡萄糖产生酒精，导致发酵液的密度逐渐降小，C项正确。
制作腐乳时，对长满毛霉的豆腐加盐腌制时，需逐层加盐，并随层数加高而增加用盐量，在近瓶口表面要铺得厚一些，D项错误。
【答案】 ABC
6．（2016·全国甲卷）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。
【解析】
（1）图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。
乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。
过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。
在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。
（2）醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。
（3）在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35℃，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，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。
【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
7．随着生物技术的快速发展，发酵工程为人类提供了越来越多的产品。
在发酵过程中，果醋、果酒、腐乳、泡菜所用的菌种依次为__________、________、________、________。
在制作果醋、果酒、泡菜时，发酵过程中对氧气的需求分别是________、________、________。
在制作果酒的发酵过程中，为了检验发酵液中有无酒精生成，在酸性条件下要用________进行检验，若有酒精存在，将出现________________；在制作果醋的过程中，检验醋酸产生的简单易行的方法是________________或用pH试纸鉴定；在制作泡菜的过程中，刚开始由于某些微生物的作用，可将蔬菜中含有的硝酸盐还原为________，为检测泡菜中________________的含量，我们一般用的方法是，在弱酸性条件下，亚硝酸盐与________发生重氮化反应后，再与盐酸萘乙二胺结合形成________色化合物，再与标准显色液进行对照，可大致估算出________的含量。
【答案】 醋酸菌 酵母菌 毛霉 乳酸菌 有氧 无氧 无氧 重铬酸钾 灰绿色 品尝 亚硝酸盐 亚硝酸盐 对氨基苯磺酸 玫瑰红 亚硝酸盐
章末综合测评
（二）
（时间：
45分钟，分值：
100分）
一、选择题（共8小题，每小题5分，共40分）
1．日常生活中，长时间存放的剩菜一般不可食用，其原因是剩菜中亚硝酸盐在特定的条件下，会变成致癌物质（ ）
A．硝酸盐 B．硝酸铵
C．亚硝胺D．氨
【解析】 在剩菜存放过程中，在一定微生物作用下，部分亚硝酸盐转变为亚硝胺，具有很强的致癌、致畸、致突变作用，对人体有害。
因此，长时间存放的剩菜一般不可食用。
【答案】 C
2．维生素C又称抗坏血酸，缺乏时不会出现的是（ ）
A．创口溃疡不易愈合
B．皮下组织、黏膜等处易出血
C．表面伤口流血不止，即血友病
D．毛细血管通透性增大
【解析】 血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，与维生素C的缺乏无关。
【答案】 C
3．在果酒、果醋和腐乳制作中，都要防止微生物污染，下列有关叙述正确的是（ ）
A．果醋发酵阶段应封闭充气口，防止杂菌进入
B．腌制腐乳的卤汤应含有适当浓度的酒精以抑制细菌的增殖
C．用自然菌种发酵酿酒时，需将葡萄汁高压灭菌
D．将长满毛霉的豆腐放在瓶中加盐时，接近瓶口部分的盐要铺薄
【解析】 醋酸菌为好氧菌，果醋发酵时需通入氧气；腐乳制作中卤汤中的酒有抑制微生物生长的作用；自然发酵时菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，葡萄汁不能高压蒸汽灭菌；腐乳制作中加盐腌制时，接近瓶口部分的盐要铺厚些。
【答案】 B
4．下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是（ ）
【导学号：
67850035】
A．家庭制作果酒、果醋、泡菜、腐乳，可以不用专门接种菌种
B．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种，只有乳酸菌不能进行有氧呼吸
C．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳过程中所需温度最高的是果醋的制作
D．制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的菌种，只有毛霉是真核生物
【解析】 家庭制作果酒、果醋、泡菜、腐乳可以不用专门接种菌种，利用的是原料或空气中的菌种；酵母菌、醋酸菌和毛霉等都能进行有氧呼吸，但制作泡菜的乳酸菌只能进行无氧呼吸；制作果酒的酵母菌和制作腐乳的毛霉都是真核生物。
【答案】 D
5．下列实验装置可用于生物技术实践的相关实验，有关叙述错误的是
（ ）
A．装置甲可用于果酒制作，装置乙不能用于果酒制作
B．装置乙可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
C．装置乙中设置出料口是用于取样
D．装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
【解析】 装置甲密封时可用于制作果酒，但制作果酒时要定时拧松瓶盖以放出产生的二氧化碳气体；装置乙的充气口关闭时可用于制作果酒，充气口打开时可用于制作果醋；为防止空气中微生物的污染，装置乙排气口可通过一个长而弯曲的胶管；出料口设置开关的目的是便于取样。
【答案】 A
6．下列关于检验发酵产物的说法中，正确的是（ ）
A．泡菜中维生素C是强氧化剂，可将蓝色的2,6 二氯靛酚溶液氧化为无色
B．检验醋酸产生简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定
C．泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量不能测定
D．测定果酒、果醋的产生和亚硝酸盐的含量均可用品尝法
【解析】 维生素C是强还原剂，可将蓝色的2,6 二氯靛酚溶液还原成无色；可制备亚硝酸盐标准显色液，通过比色法估算泡菜中的亚硝酸盐含量；亚硝酸盐的含量不可用品尝法测定。
【答案】 B
7．右图中甲、乙、丙依次表示果酒、果醋和腐乳的制作，①、②、③、④表示它们制作的相同之处，下列相关叙述错误的是（ ）
A．①表示两者制作时所用的主要菌种都是单细胞生物
B．②表示两者制作时所用的主要菌种都属于真核生物
C．③表示两者制作过程都需要有氧环境
D．④表示三者制作过程的温度相同
【解析】 制作果酒所需微生物为酵母菌，制作果醋所需微生物为醋酸菌，制作腐乳所需微生物为毛霉。
酵母菌和醋酸菌是单细胞生物，而毛霉是多细胞生物；酵母菌和毛霉都是真菌，是真核生物；醋酸菌是需氧菌，毛霉也是需氧菌；酒精发酵是一般将温度控制在18～25℃范围内，在20℃时最适宜，醋酸发酵的适宜温度为30～35℃，腐乳制作时温度控制在15～18℃。
【答案】 D
8．人们利用某些微生物制作食品时，需要分析微生物的特点，控制微生物的发酵条件。
下列与此有关的各项内容都正确的是（ ）
【导学号：
67850036】
A
B
C
D
食品
果酒
果醋
腐乳
泡菜
主要
微生物
酵母菌
醋酸菌
毛霉
醋酸菌
制作装
置或操
作步骤
【解析】 果酒的制作利用的是酵母菌发酵，在发酵过程中前期需通氧，后期不需要通氧，所以A装置不适宜；腐乳制作过程中先接种毛霉，再加盐腌制；泡菜的制作是利用乳酸菌发酵。
【答案】 B
二、非选择题（共60分）
9．（14分）下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：
（1）葡萄酒的酿制原理是先通气进行________，以增加酵母菌的数量，然后再________获得葡萄酒。
（2）随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小（可用密度计测量），原因是
____________________________________________________________。
（3）下列叙述中不正确的是（ ）
A．在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量
B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗
C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳
D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生
（4）如果用葡萄酒来制葡萄醋，请写出反应式：
___________。
醋酸菌最适生长温度范围是________℃。
【解析】 果酒酿制的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，使酵母菌繁殖，增加酵母菌的数量，然后再密封发酵使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
随着发酵程度加深，糖被消耗，酒精含量增加，酒精的密度比糖水低，液体密度会逐渐降低。
在通气使酵母菌大量繁殖时，酵母菌的能量主要来自于葡萄糖，不可能被全部消耗，否则缺少原料，酵母菌不能进行无氧呼吸产生酒精。
当氧气充足，糖源不足时，葡萄酒可转化为葡萄醋。
醋酸菌最适生长温度范围是30～35℃。
【答案】
（1）有氧呼吸 密封
（2）由于发酵时糖被消耗，产生酒精和二氧化碳，酒精的密度比糖水低 （3）B
（4）C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
30～35
10．（18分）腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵的大豆食品。
腐乳味道鲜美，易于消化吸收，所以一直受到人们的喜爱。
请结合下面的腐乳制作的原理及流程示意图设计实验方案，探究影响腐乳品质的因素。
（1）图中a、b表示的是________，它们的来源是________，作用是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
（2）流程一中，为保证产品的质量，应采取的措施是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
（3）流程二的具体操作是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
这样，既不会使豆腐块过早酥烂，又能避免豆腐块腐烂变质。
（4）流程三中卤汤配制所需的材料有________。
其中酒精含量应控制在________为宜。
（5）流程四应如何操作才能取得最佳效果？
____________________________________________________________。
（6）怎样用同样的原料制作出不同风味的腐乳？
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
【解析】 毛霉等微生物产生的蛋白酶可将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解为甘油和脂肪酸；为了保证腐乳的品质，在腐乳制作的各个步骤都应严格防止杂菌污染并调节辅料的成分。
【答案】
（1）蛋白酶和脂肪酶 毛霉等微生物 将蛋白质分解为肽和氨基酸，将脂肪分解为甘油和脂肪酸
（2）在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上，在适宜的温度和湿度条件下生产 （3）将长满毛霉的豆腐块整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口的表面盐要铺厚一些 （4）酒（料酒、黄酒、米酒、高粱酒等）和香辛料（胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等） 12%左右 （5）密封时，将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口 （6）通过控制豆腐的含水量、发酵条件以及装罐时加入的辅料成分，制作出不同风味的腐乳
11．（12分）下面是探究食盐浓度和发酵时间对泡菜中亚硝酸盐含量的影响的实验，请完成实验报告的有关内容。
【导学号：
67850037】
Ⅰ.实验原理
（1）制作泡菜原理：
略。
（2）测定亚硝酸盐含量的原理：
①在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与盐酸萘乙二胺结合形成________色化合物；②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。
Ⅱ.材料用具
下列原料中，可适用于本实验的是________。
A．白萝卜B．洋白菜
C．胡萝卜D．鸡血
E．卷心菜F．猪血
Ⅲ.方法步骤
（1）制作泡菜：
分别制作3%、5%、7%的食盐浓度梯度的泡菜，以供实验检测。
（2）测定亚硝酸盐含量：
①配制各种实验溶液；②________；③样品处理；④比色；⑤记录实验数据。
Ⅳ.实验结果如下表所示：
（发酵温度13～15℃）
1号坛3%
2号坛5%
3号坛7%
第3d
1.5
1.2
0.5
第5d
3.5
5.5
2
第7d
3.8
4
1.8
第9d
3.5
1.8
1.6
第11d
3.4
1.2
1.5
第13d
3.3
1.2
1.2
Ⅴ.结论：
通过对实验结果的分析，你能得出哪些结论？
（1）____________________________________________________________；
（2）____________________________________________________________。
【解析】 在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与盐酸萘乙二胺结合形成玫瑰红色化合物。
白萝卜、卷心菜、洋白菜和胡萝卜都可作本实验的材料。
测定亚硝酸盐含量的步骤：
①配制各种实验溶液；②制备标准显色液；③样品处理；④比色；⑤记录实验数据。
从实验结果可知，11d后食盐浓度为5%的泡菜的亚硝酸盐含量较低且不再变化。
【答案】 Ⅰ.玫瑰红 Ⅱ.A、B、C、E Ⅲ.制备标准显色液 Ⅴ.食盐浓度为5%的泡菜比较适合食用 要在发酵时间达到11d以后食用才比较适宜
12．（16分）在中国，利用酵母菌发酵酿酒历史悠久，利用乳酸菌生产泡菜、利用毛霉等生产腐乳和利用醋酸菌生产食醋等方法更是家喻户晓。
（1）葡萄发酵可产生葡萄酒，利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是________，其通过________呼吸将葡萄糖分解为CO2和酒精。
（2）进行果酒酿制实验时，对清洗干净的发酵瓶还要用70%的酒精进行擦拭，其目的主要是__________。
往发酵瓶内装发酵液时，一定要留有大约1/3的空间，这是因为________________。
在工厂生产中，为了提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，最好直接在果汁中加入____________。
（3）泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是________，还有少量的亚硝酸。
对亚硝酸盐的定量测定可以用________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与盐酸萘乙二胺盐酸盐结合形成________色化合物。
【解析】
（1）果酒的制作利用的是酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
（2）因为进行果酒酿制实验时，要尽量避免其他杂菌的污染，而体积分数为70%的酒精具有杀菌作用，故要用此浓度的酒精擦拭发酵瓶。
因为酵母菌在有氧条件下生长繁殖较快，故发酵瓶中应留有一定量的氧气；又因为酵母菌进行发酵时会产生二氧化碳，而这些气体需要一定空间来容纳，故发酵瓶中应留有大约1/3的空间（即使留有空间，还是需要每隔一段时间排气，放出二氧化碳）。
（3）泡菜的制作依靠的是乳酸菌的无氧呼吸，而乳酸菌主要将糖类转化为乳酸。
亚硝酸盐含量的测定方法一般为盐酸萘乙二胺法（比色法）。
其原理是在酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与盐酸萘乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色化合物。
【答案】
（1）酵母菌 无氧
（2）消毒（或杀灭细菌）
留有一定量的氧气，可让酵母菌通过有氧呼吸生长繁殖；此部分空间可容纳酵母菌产生的二氧化碳气体 人工培养的酵母菌 （3）乳酸 盐酸萘乙二胺（比色）玫瑰红
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