第 9单元 生 物 技 术
第二十三章 日常生活中的生物技术
第一节 源远流长的发酵技术
发酵技术与食品生产(教材P61~P63)
1.传统的发酵产品:
酒、 、醋、腐乳、泡菜等。
2.传统的酱油制作过程:
3.发酵食品和微生物:
食品 参与的微生物 所需的条件
酒酿 保持
馒头、面包
果酒变酸
水果放久了会有酒味
4.现代发酵技术:
(1)定义:利用微生物的 作用大规模生产发酵产品的技术。
(2)举例:利用现代化发酵技术大量生产酱油
5.请写出【情境思考】的答案。
提示: 。
下面是家庭酿制酒酿的具体操作过程,请思考并讨论下面的问题:
①将糯米用水淘洗干净后浸泡一昼夜;
②将糯米倒入蒸锅煮熟;
③用凉开水冲淋熟糯米,冷却至30 ℃;
④将甜酒曲碾碎,均匀地搅拌在糯米中,将拌好的糯米装入干净的容器;
⑤在糯米中间挖一个洞,并且需将酿酒的器皿加盖密封,若天气寒冷,还需采取保温措施,置于适当的地方保温(25~30 ℃)。约2天后,酒酿制作完成。
(1)先将糯米煮一煮的目的是 。
(2)加入酒曲前,需将煮熟的糯米冷却到常温,这是为了 。
(3)加入酒曲的目的是首先将糯米中的淀粉分解成 ,然后,在酵母菌的作用下,将其分解成 和 。
(4)在糯米中间挖一个洞的目的是 。
(5)酿酒过程中,将器皿密封的目的是 。
(6)天气寒冷时,需要保温的目的是 。
(7)酿好的甜酒表面有气泡,这是发酵过程中产生的 造成的。
【生活中的生物学】
用酵母菌发酵后的馒头为什么会感到松软可口
【活学巧记】
细菌和真菌与食品制作
酵母菌功能高,
酿酒馒头和面包;
乳酸菌作用大,
酸奶泡菜加奶酪,
利于健康和生活。
【易错点拨】
乳酸发酵和酒精发酵的异同点
(1)相同点:都需要适宜的温度和无氧环境,都需要分解有机物。
(2)不同点:
①乳酸发酵的产物是乳酸,酒精发酵的产物是酒精和二氧化碳。
②乳酸发酵是乳酸菌参与,酒精发酵是酵母菌参与。
【微点思考】
酒酿液体中的微生物在酿制酒酿过程中发挥了什么作用
【图解知识】
酵母菌的两种呼吸方式
葡萄糖+氧气二氧化碳+水
葡萄糖二氧化碳+酒精
发酵技术与日常生活(教材P64)
1.发酵技术的发展:
从利用自然界微生物进入到利用 来生产发酵产品的阶段。
2.胰岛素与发酵技术:
现在可以将人体细胞中的 基因导入大肠杆菌,将其改造为可以合成胰岛素的新菌种,再利用它们进行大规模的发酵生产。这样就能获得廉价的胰岛素药品。
3.日常生活中的发酵技术:
类型 举例
化工产品 、柠檬酸、乳酸、香料等
医药产品 、维生素等
食品饮料 、酒类、酸奶等
开发生物能源 通过发酵技术被开发成生物能源
环境保护 生活污水、工业污水通过微生物的发酵得以净化
【易错点拨】
酿酒不只利用酵母菌
由于酵母菌可以在无氧的条件下分解葡萄糖产生酒精,因此酿酒时离不开酵母菌。工厂酿酒一般是以粮食作为原料,首先应该把粮食中的淀粉分解为葡萄糖,这一过程是利用霉菌完成的,所以酿酒时不是只利用了酵母菌。
发酵技术与食品生产
1.(2021·襄阳学业考)生活中很多美食的制作离不开微生物,下列食品与所利用的微生物对应关系错误的是 ( )
A.馒头——酵母菌 B.酸奶——乳酸菌
C.豆腐乳——大肠杆菌 D.米醋——醋酸菌
2.(2021·成都学业考)端午节的早晨,小琴的妈妈为她准备了丰盛的早餐,这些食品中不需要利用微生物发酵的是 ( )
A.面包 B.酸奶 C.泡菜 D.粽子
3.(2021·河南学业考)《天工开物》中有关于酿酒的记载:“凡酿酒必资曲药成信。无曲即佳米珍黍,空造不成。”其中的“曲”即酒曲。酒曲中含有能将葡萄糖转化为酒精的 ( )
A.酵母菌 B.乳酸菌
C.醋酸菌 D.大肠杆菌
4.(2021·重庆学业考)做泡菜时坛口必须加水密封。密封坛口的目的是 ( )
A.造成缺氧环境,抑制乳酸菌的发酵
B.造成缺氧环境,抑制醋酸菌的发酵
C.造成缺氧环境,促进乳酸菌的发酵
D.造成缺氧环境,促进醋酸菌的发酵
5.【核心素养提升】同学们在生物课上学习了制作米酒的方法。分组酿制过程中,发现用等量糯米酿酒,产量却不同,且有的小组酿制失败没有产酒。为了弄清原因,设计了以下实验:
第一步 将糯米放在容器中用水浸泡一昼夜,洗净,蒸熟,用凉开水冲淋
第二步 冷却后放入酒曲粉末拌匀,分成三等份分别装入大小相同的玻璃容器中,标记为甲组、乙组、丙组
第三步分组操作 甲组 乙组 丙组
密封 密封 不密封
第四步恒温处理 15 ℃ 30 ℃ 30 ℃
实验结果 产酒量较低 产酒量较高 不产酒
(1)第二步处理中放入酒曲粉末相当于培养微生物实验中的 。
(2)实验共设置了 组对照实验,若甲组和乙组为一组对照实验,则变量为 。
(3)根据乙组与丙组的实验结果,可以得出的结论是 条件下才能产酒。
发酵技术与日常生活
6.下列关于发酵技术应用的叙述,不正确的是 ( )
A.生产食品和饮料 B.生产医药产品
C.改良新物种 D.生产化工产品
7.(2021·晋中质检)如果在超市里转一圈,你会发现许多食品与发酵技术有关。其实,发酵技术不仅应用于食品生产,还应用于医药、能源、环保等领域。下列有关叙述错误的是 ( )
A.污水处理厂常利用微生物净化生活污水或工业污水
B.酱油、腐乳、泡菜等都是应用微生物发酵技术生产的食品
C.果酒暴露在空气中会变酸,主要是乳酸菌发酵的结果
D.农作物秸秆通过发酵技术可以被开发成生物能源
8.(2021·贺州学业考)某同学学习制作米酒的探究实验后,在课堂上分享他的实验操作步骤:①浸泡→②蒸熟米饭并冷却→③加酒曲→④保温发酵,并对此步骤作出解释。你认为不恰当的是 ( )
A.蒸熟米饭需要冷却的目的是避免高温杀死细菌
B.步骤③的目的是进行接种
C.保温是为了给酵母菌的发酵提供适宜的温度
D.制作米酒过程中,尽量少打开容器,防止杂菌污染
9.(大数据易错题·平均得分率43.56%)在利用酵母菌酿酒的过程中,从密闭的发酵罐中检测到二氧化碳、氧气、酒精,它们的相对含量随发酵时间的变化如图所示,其分别对应的曲线为 ( )
A.P、Q、R B.P、R、Q
C.Q、P、R D.Q、R、P
10.(2020·孝感学业考)米酒香甜绵长,是人们喜爱的一种发酵食品。下列有关发酵食品的叙述错误的是 ( )
A.酿制米酒的酵母菌和制作泡菜的乳酸菌都是分裂生殖
B.酿制米酒的时间过长会使米酒甜度减小
C.制作泡菜时在配料中加入白砂糖主要是为乳酸菌提供营养
D.制作酸奶时先将牛奶煮开是为了杀灭微生物
11.在适宜的温度条件下,下列装置中分别放入等量的干酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置是 ( )
12.(2021·安徽学业考)生物技术与人类生活的关系越来越密切,许多食品和药物的生产都离不开微生物。
(1)微生物不仅繁殖速度快,而且繁殖方式多样,如酵母菌能进行出芽生殖,乳酸菌和大肠杆菌主要进行 生殖等。
(2)利用酵母菌制作馒头时,酵母菌产生的 在面团中形成许多小孔,能使馒头又膨大又松软。利用乳酸菌制作泡菜和酸奶时,容器需要密封,原因是乳酸菌在 条件下进行发酵。
(3)科研人员利用转基因技术,将胰岛素基因转入到大肠杆菌内,然后培养该菌,可生产用于治疗 的胰岛素。
(4)除上述实例外,写出一例发酵食品及其制作时所利用的主要微生物(示例:馒头-酵母菌): 。
13.(2021·聊城学业考)酸奶因其独特的风味及丰富的营养倍受人们喜爱。某生物兴趣小组为探究制作酸奶的条件设计了如下探究实验。
第一步:将新鲜牛奶倒入洁净的烧杯,加入适量的蔗糖(约占牛奶总量的10%),加热煮沸4~5分钟,将广口瓶洗净并浸泡在水中,用水加热煮沸5分钟。
第二步:当牛奶自然冷却到40 ℃左右时,按照1∶5的比例将准备好的酸奶加入牛奶中;充分摇匀并测定奶的酸碱度。
第三步:将烧杯中的奶平均分成三份,装满三只广口瓶。1号和2号广口瓶盖上瓶盖密封,3号广口瓶不盖瓶盖。
第四步:将1号广口瓶放置于0~5 ℃的环境中,2号和3号广口瓶放置于30~35 ℃的环境中。4~6小时后,观察瓶内奶的变化,并测定各瓶中奶的酸碱度。
请根据以上探究实验设计,分析回答以下问题:
(1)该实验设计探究的问题是:制作酸奶是否需要 和
(2)1号瓶和2号瓶对照变量是 。1号瓶能不能和3号瓶形成一组对照实验 ;如果能,实验变量是什么 若不能,其原因是什么 。若最终只在2号瓶中成功获得酸奶,则2号瓶和3号瓶对照可得的结论是 。
(3)牛奶加热煮沸、广口瓶等实验器材清洗并进行加热处理的目的是 ,以免影响实验效果。
(4)向牛奶中按比例加入酸奶属于细菌、真菌一般培养方法中的 步骤;牛奶煮沸后需要自然冷却到40 ℃左右,再加入准备好的酸奶,这是因为温度过高容易 。
发酵法生物制氢
目前,世界能源结构仍然是以石油、煤炭和天然气等化石能源为基础。能源短缺和环境污染是人类社会可持续发展必须解决的重大问题,开发绿色、可再生新型能源,改变以化石能源为主体的能源结构是必由之路。
氢能具有清洁、高效、可再生的特点,是一种极具发展潜力的化石燃料替代能源。生物制氢技术具有能耗低、污染少等优势,受到人们的广泛关注。厌氧发酵细菌能利用多种有机物质作为制氢原料,可以取得清洁能源生产和污染防治的双重功效。
开动大脑思考:
(1)生物制氢利用的是什么技术
(2)氢能源具有哪些优点
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第二十三章 日常生活中的生物技术
第一节 源远流长的发酵技术
发酵技术与食品生产(教材P61~P63)
1.传统的发酵产品:
酒、酱油、醋、腐乳、泡菜等。
2.传统的酱油制作过程:
3.发酵食品和微生物:
食品 参与的微生物 所需的条件
酒酿 酵母菌 保持一定的温度
馒头、面包 酵母菌
果酒变酸 醋酸菌
水果放久了会有酒味 酵母菌
4.现代发酵技术:
(1)定义:利用微生物的发酵作用大规模生产发酵产品的技术。
(2)举例:利用现代化发酵技术大量生产酱油
5.请写出【情境思考】的答案。
提示:酸菜、泡菜、酒等。
下面是家庭酿制酒酿的具体操作过程,请思考并讨论下面的问题:
①将糯米用水淘洗干净后浸泡一昼夜;
②将糯米倒入蒸锅煮熟;
③用凉开水冲淋熟糯米,冷却至30 ℃;
④将甜酒曲碾碎,均匀地搅拌在糯米中,将拌好的糯米装入干净的容器;
⑤在糯米中间挖一个洞,并且需将酿酒的器皿加盖密封,若天气寒冷,还需采取保温措施,置于适当的地方保温(25~30 ℃)。约2天后,酒酿制作完成。
(1)先将糯米煮一煮的目的是高温灭菌。
(2)加入酒曲前,需将煮熟的糯米冷却到常温,这是为了防止温度太高将酵母菌杀死。
(3)加入酒曲的目的是首先将糯米中的淀粉分解成葡萄糖,然后,在酵母菌的作用下,将其分解成二氧化碳和酒精。
(4)在糯米中间挖一个洞的目的是为酵母菌的生长和繁殖提供充足的氧气。
(5)酿酒过程中,将器皿密封的目的是形成缺氧的环境,使酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。
(6)天气寒冷时,需要保温的目的是为酵母菌的生长繁殖提供适宜的温度。
(7)酿好的甜酒表面有气泡,这是发酵过程中产生的二氧化碳造成的。
【生活中的生物学】
用酵母菌发酵后的馒头为什么会感到松软可口
提示:酵母菌发酵时产生了二氧化碳,二氧化碳受热膨胀,馒头就变得松软可口。
【活学巧记】
细菌和真菌与食品制作
酵母菌功能高,
酿酒馒头和面包;
乳酸菌作用大,
酸奶泡菜加奶酪,
利于健康和生活。
【易错点拨】
乳酸发酵和酒精发酵的异同点
(1)相同点:都需要适宜的温度和无氧环境,都需要分解有机物。
(2)不同点:
①乳酸发酵的产物是乳酸,酒精发酵的产物是酒精和二氧化碳。
②乳酸发酵是乳酸菌参与,酒精发酵是酵母菌参与。
【微点思考】
酒酿液体中的微生物在酿制酒酿过程中发挥了什么作用
提示:酵母菌将糯米中的糖类转变为酒精和二氧化碳。
【图解知识】
酵母菌的两种呼吸方式
葡萄糖+氧气二氧化碳+水
葡萄糖二氧化碳+酒精
发酵技术与日常生活(教材P64)
1.发酵技术的发展:
从利用自然界微生物进入到利用改造过的微生物新品种来生产发酵产品的阶段。
2.胰岛素与发酵技术:
现在可以将人体细胞中的胰岛素基因导入大肠杆菌,将其改造为可以合成胰岛素的新菌种,再利用它们进行大规模的发酵生产。这样就能获得廉价的胰岛素药品。
3.日常生活中的发酵技术:
类型 举例
化工产品 酒精、柠檬酸、乳酸、香料等
医药产品 抗生素、维生素等
食品饮料 酱制品、酒类、酸奶等
开发生物能源 农作物秸秆通过发酵技术被开发成生物能源
环境保护 生活污水、工业污水通过微生物的发酵得以净化
【易错点拨】
酿酒不只利用酵母菌
由于酵母菌可以在无氧的条件下分解葡萄糖产生酒精,因此酿酒时离不开酵母菌。工厂酿酒一般是以粮食作为原料,首先应该把粮食中的淀粉分解为葡萄糖,这一过程是利用霉菌完成的,所以酿酒时不是只利用了酵母菌。
发酵技术与食品生产
1.(2021·襄阳学业考)生活中很多美食的制作离不开微生物,下列食品与所利用的微生物对应关系错误的是 ( C )
A.馒头——酵母菌 B.酸奶——乳酸菌
C.豆腐乳——大肠杆菌 D.米醋——醋酸菌
2.(2021·成都学业考)端午节的早晨,小琴的妈妈为她准备了丰盛的早餐,这些食品中不需要利用微生物发酵的是 ( D )
A.面包 B.酸奶 C.泡菜 D.粽子
3.(2021·河南学业考)《天工开物》中有关于酿酒的记载:“凡酿酒必资曲药成信。无曲即佳米珍黍,空造不成。”其中的“曲”即酒曲。酒曲中含有能将葡萄糖转化为酒精的 ( A )
A.酵母菌 B.乳酸菌
C.醋酸菌 D.大肠杆菌
4.(2021·重庆学业考)做泡菜时坛口必须加水密封。密封坛口的目的是 ( C )
A.造成缺氧环境,抑制乳酸菌的发酵
B.造成缺氧环境,抑制醋酸菌的发酵
C.造成缺氧环境,促进乳酸菌的发酵
D.造成缺氧环境,促进醋酸菌的发酵
5.【核心素养提升】同学们在生物课上学习了制作米酒的方法。分组酿制过程中,发现用等量糯米酿酒,产量却不同,且有的小组酿制失败没有产酒。为了弄清原因,设计了以下实验:
第一步 将糯米放在容器中用水浸泡一昼夜,洗净,蒸熟,用凉开水冲淋
第二步 冷却后放入酒曲粉末拌匀,分成三等份分别装入大小相同的玻璃容器中,标记为甲组、乙组、丙组
第三步分组操作 甲组 乙组 丙组
密封 密封 不密封
第四步恒温处理 15 ℃ 30 ℃ 30 ℃
实验结果 产酒量较低 产酒量较高 不产酒
(1)第二步处理中放入酒曲粉末相当于培养微生物实验中的 接种 。
(2)实验共设置了 两 组对照实验,若甲组和乙组为一组对照实验,则变量为 温度 。
(3)根据乙组与丙组的实验结果,可以得出的结论是 无氧 条件下才能产酒。
发酵技术与日常生活
6.下列关于发酵技术应用的叙述,不正确的是 ( C )
A.生产食品和饮料 B.生产医药产品
C.改良新物种 D.生产化工产品
7.(2021·晋中质检)如果在超市里转一圈,你会发现许多食品与发酵技术有关。其实,发酵技术不仅应用于食品生产,还应用于医药、能源、环保等领域。下列有关叙述错误的是 ( C )
A.污水处理厂常利用微生物净化生活污水或工业污水
B.酱油、腐乳、泡菜等都是应用微生物发酵技术生产的食品
C.果酒暴露在空气中会变酸,主要是乳酸菌发酵的结果
D.农作物秸秆通过发酵技术可以被开发成生物能源
8.(2021·贺州学业考)某同学学习制作米酒的探究实验后,在课堂上分享他的实验操作步骤:①浸泡→②蒸熟米饭并冷却→③加酒曲→④保温发酵,并对此步骤作出解释。你认为不恰当的是 ( A )
A.蒸熟米饭需要冷却的目的是避免高温杀死细菌
B.步骤③的目的是进行接种
C.保温是为了给酵母菌的发酵提供适宜的温度
D.制作米酒过程中,尽量少打开容器,防止杂菌污染
9.(大数据易错题·平均得分率43.56%)在利用酵母菌酿酒的过程中,从密闭的发酵罐中检测到二氧化碳、氧气、酒精,它们的相对含量随发酵时间的变化如图所示,其分别对应的曲线为 ( C )
A.P、Q、R B.P、R、Q
C.Q、P、R D.Q、R、P
10.(2020·孝感学业考)米酒香甜绵长,是人们喜爱的一种发酵食品。下列有关发酵食品的叙述错误的是 ( A )
A.酿制米酒的酵母菌和制作泡菜的乳酸菌都是分裂生殖
B.酿制米酒的时间过长会使米酒甜度减小
C.制作泡菜时在配料中加入白砂糖主要是为乳酸菌提供营养
D.制作酸奶时先将牛奶煮开是为了杀灭微生物
11.在适宜的温度条件下,下列装置中分别放入等量的干酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置是 ( A )
12.(2021·安徽学业考)生物技术与人类生活的关系越来越密切,许多食品和药物的生产都离不开微生物。
(1)微生物不仅繁殖速度快,而且繁殖方式多样,如酵母菌能进行出芽生殖,乳酸菌和大肠杆菌主要进行 分裂 生殖等。
(2)利用酵母菌制作馒头时,酵母菌产生的 二氧化碳 在面团中形成许多小孔,能使馒头又膨大又松软。利用乳酸菌制作泡菜和酸奶时,容器需要密封,原因是乳酸菌在 无氧 条件下进行发酵。
(3)科研人员利用转基因技术,将胰岛素基因转入到大肠杆菌内,然后培养该菌,可生产用于治疗 糖尿病 的胰岛素。
(4)除上述实例外,写出一例发酵食品及其制作时所利用的主要微生物(示例:馒头-酵母菌): 白酒-酵母菌(正确即可) 。
13.(2021·聊城学业考)酸奶因其独特的风味及丰富的营养倍受人们喜爱。某生物兴趣小组为探究制作酸奶的条件设计了如下探究实验。
第一步:将新鲜牛奶倒入洁净的烧杯,加入适量的蔗糖(约占牛奶总量的10%),加热煮沸4~5分钟,将广口瓶洗净并浸泡在水中,用水加热煮沸5分钟。
第二步:当牛奶自然冷却到40 ℃左右时,按照1∶5的比例将准备好的酸奶加入牛奶中;充分摇匀并测定奶的酸碱度。
第三步:将烧杯中的奶平均分成三份,装满三只广口瓶。1号和2号广口瓶盖上瓶盖密封,3号广口瓶不盖瓶盖。
第四步:将1号广口瓶放置于0~5 ℃的环境中,2号和3号广口瓶放置于30~35 ℃的环境中。4~6小时后,观察瓶内奶的变化,并测定各瓶中奶的酸碱度。
请根据以上探究实验设计,分析回答以下问题:
(1)该实验设计探究的问题是:制作酸奶是否需要 适宜的温度 和 空气(顺序可颠倒)
(2)1号瓶和2号瓶对照变量是 温度 。1号瓶能不能和3号瓶形成一组对照实验 不能 ;如果能,实验变量是什么 若不能,其原因是什么 变量不唯一 。若最终只在2号瓶中成功获得酸奶,则2号瓶和3号瓶对照可得的结论是 空气抑制酸奶的形成(或制作酸奶需要无空气) 。
(3)牛奶加热煮沸、广口瓶等实验器材清洗并进行加热处理的目的是 去除杂菌 ,以免影响实验效果。
(4)向牛奶中按比例加入酸奶属于细菌、真菌一般培养方法中的 接种 步骤;牛奶煮沸后需要自然冷却到40 ℃左右,再加入准备好的酸奶,这是因为温度过高容易 杀死乳酸菌 。
发酵法生物制氢
目前,世界能源结构仍然是以石油、煤炭和天然气等化石能源为基础。能源短缺和环境污染是人类社会可持续发展必须解决的重大问题,开发绿色、可再生新型能源,改变以化石能源为主体的能源结构是必由之路。
氢能具有清洁、高效、可再生的特点,是一种极具发展潜力的化石燃料替代能源。生物制氢技术具有能耗低、污染少等优势,受到人们的广泛关注。厌氧发酵细菌能利用多种有机物质作为制氢原料,可以取得清洁能源生产和污染防治的双重功效。
开动大脑思考:
(1)生物制氢利用的是什么技术
提示:生物发酵技术,厌氧发酵细菌分解有机物,产生氢气。
(2)氢能源具有哪些优点
提示:氢能具有清洁、高效、可再生的特点。
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