第53讲 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
一、选择题
1.(2025·山东滨州模拟)我国制作泡菜历史悠久。《中馈录》中记载:“泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口上覆一盖,浸于水中,使空气不得入内,则所泡之菜不得坏矣。泡菜之水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许……如有霉花,加烧酒少许。坛沿外水须隔日一换,勿令其干。”下列说法错误的是( )
A.“坛口上覆一盖,浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境
B.“泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目的之一是杀菌
C.“霉花”主要由酵母菌增殖形成,酵母菌往往来自蔬菜
D.“坛沿外水须隔日一换,勿令其干”以保证坛内适宜湿度
2.(2024·广西南宁一模)老友粉是南宁本土美食,这种粉在烹煮过程添加酸笋、豆豉、酸辣椒、香醋等佐料,从而赋予老友粉独特风味。下列关于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A.在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可加速发酵进程 B.发酵温度过低可能会导致酸辣椒咸而不酸
C.在香醋的发酵过程中应一直保持通气条件 D.传统发酵技术使用的菌种均为纯种微生物
3.(2025·广东深圳调研)据《史记·大宛列传》记载,张骞奉汉武帝之命,出使西域,看到“宛左右以蒲陶(即葡萄)为酒,富人藏酒至万馀石,久者数十岁不败”。下列说法错误的是( )
A.选择新鲜的葡萄酿酒,在榨汁前对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗
B.“久者数十岁不败”的原因是酸性、缺氧及含酒精的酒液中,微生物的繁殖受到抑制
C.为了提高葡萄汁的出汁率,可在榨汁时加入果胶酶
D.若最终获得的果酒偏酸,最可能的原因是醋酸菌无氧发酵产生了乙酸
4.(2025·辽宁辽阳模拟)啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得的。传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酵母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形成25~30 cm厚的气泡层(泡盖),然后停止通气,进入静止发酵阶段。一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是( )
A.用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成,增加麦芽汁中可发酵糖的含量
B.静止发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸
C.泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D.麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
5.(2025·山东青岛模拟)单细胞蛋白是利用工农业废料等通过人工发酵培养的微生物菌体。科学家研发了一项“智能微胶囊”新型发酵技术,该技术利用微胶囊包裹菌体,细菌在微胶囊中生长达到一定密度后,能感应到胶囊物理空间的局限,自主裂解并从胶囊中释放出相应蛋白,但未裂解的细胞不能释放出来,系统通过培养基的置换重置到起始状态。下列说法错误的是( )
A.该技术能够实现对单细胞蛋白的可持续高效生产
B.利用该技术生产单细胞蛋白所用的菌种通常是单一菌种
C.该技术的中心环节是灭菌,必须对微胶囊进行严格灭菌
D.该技术所使用的培养基需要不断地置换重置
6.(2025·黑龙江大庆高三月考)利用传统发酵技术酿醋是我国传统饮食文化的重要组成部分。下图表示我国传统酿醋工艺的主要流程。下列叙述错误的是( )
A.传统发酵技术以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B.加入的菌种a是酵母菌,菌种b是醋酸菌
C.拌麸皮后的发酵温度应低于拌麸皮前的
D.在一定条件下,菌种b先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
7.(2025·山东日照校联考)利用发酵工程生产蓝莓酒需经过
等主要环节。下列叙述错误的是( )
A.酶解环节需要添加果胶酶和纤维素酶并控制酶解温度
B.调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量
C.接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养
D.主发酵和后发酵均需要密闭,且保持温度在28 ℃左右
8.(2025·山东德州模拟)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品,酸菜的制作主要靠乳酸菌的发酵作用。下图表示在发酵过程中乳酸菌种群数量、发酵液pH及抑菌能力的变化。下列分析正确的是( )
注:抑菌圈直径(d)为在涂布有害菌的固体培养基滴加无细胞发酵液后培养测量获得。
A.0~6 h乳酸菌的种群数量呈“J”形增长
B.酸菜腌制过程中,发酵容器内应先通气后密封
C.发酵后期影响有害菌生长的主要因素是pH
D.发酵过程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质
9.(2025·山东济宁模拟)青霉素是人类发现的第一种抗生素,其工业化生产流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.青霉素具有杀菌作用,不需对发酵罐进行灭菌
B.过程③中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧
C.过程⑤常用的方法是过滤和沉淀,分离出的菌种可以再使用
D.发酵过程中温度、pH、溶解氧可能发生变化,需及时调整或补充
二、非选择题
10.(2025·陕西榆林三模)猕猴桃因果实营养丰富,维生素C含量极高,药食两用,风味特异而被称为“水果之王”。如图是以猕猴桃为原料发酵制作果酒和果醋的过程简图。结合所学知识,回答下列问题:
(1)酿制果酒时,一般要先通气的目的是 。在无氧条件下进行酒精发酵的反应式为 。
(2)酒精发酵过程中必须严格控制好 (答出3点)等发酵条件,使发酵过程处于最佳状态;同时要随时检测培养液中的 (答出2点)等,以了解进程。
(3)醋酸菌将乙醇变为乙酸的环境条件是糖源 (填“充足”或“不足”)。为鉴定果醋是否酿制成功,除可以通过观察菌膜、尝、嗅之外,还可以通过检测 作进一步的鉴定。果酒和果醋发酵中都没有进行严格的消毒灭菌,但杂菌却不能正常生长繁殖,原因是 。
(4)酿制成功的果酒如果暴露在空气中会逐渐出现酸味,气温高的夏天更易如此,其原因是
。
第53讲 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
1.D “坛口上覆一盖,浸于水中”的目的是阻止空气进入坛内,有利于保持坛内的无氧环境,A正确;“泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目的包括提升泡菜味道,除去水中氧气和杀菌,防止杂菌污染,B正确;“霉花”指泡菜的白膜,主要是由蔬菜表面带有的酵母菌增殖形成的,C正确;“坛沿外水须隔日一换,勿令其干”的目的是阻止空气进入,保持坛内的无氧环境,D错误。
2.D 在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可增加菌种浓度,从而加速发酵进程,A正确;发酵温度过低,微生物代谢速率较慢,发酵效果不佳,可能会导致酸辣椒咸而不酸,B正确;香醋发酵的菌种是醋酸菌,属于异养需氧型,在发酵过程中应一直保持通气条件,C正确;传统发酵技术多使用混合菌种,D错误。
3.D 若最终获得的果酒偏酸,最可能的原因是装置密闭不严导致空气进入,醋酸菌进行有氧发酵产生了乙酸,D错误。
4.D 赤霉素能促进种子萌发,制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液浸泡大麦种子,可以有效促进α-淀粉酶合成,将淀粉水解为麦芽糖,进而增加麦芽汁中可发酵糖的含量,A正确;麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水,还能提供氮源、无机盐等,D错误。
5.C 细菌在微胶囊中生长达到一定密度后,自主裂解并从胶囊中释放出相应蛋白,未裂解的细胞通过培养基的置换重置到起始状态,可知能可持续高效生产单细胞蛋白,A正确;发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,B正确;发酵工程的中心环节是在发酵罐(微胶囊)内的发酵过程,C错误;培养基在使用后营养物质会消耗并产生代谢废物,因此不能循环利用,需要不断地置换重置,D正确。
6.C 加入的菌种a是酵母菌,无氧发酵产生酒精,菌种b是醋酸菌,用于乙酸发酵,B正确;拌麸皮后用于乙酸发酵,乙酸发酵的温度为30~35 ℃,发酵温度高于拌麸皮前的酒精发酵,C错误;菌种b为醋酸菌,醋酸菌在氧气充足、缺少糖源的情况下,可以先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,D正确。
7.D 添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁,增加可溶性糖的量,另外酶活性受温度的影响,A正确;蔗糖可以为蓝莓酒发酵提供发酵底物,所以调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量,B正确;接种前要扩大培养增加菌株的数量以提高发酵效率,C正确;在生产过程中,一般利用酵母菌发酵产生酒精,主发酵阶段进行通气,使酵母菌大量繁殖,后发酵阶段需要密闭,促进酵母菌产生酒精,D错误。
8.D 培养到2 h、4 h、6 h时,乳酸菌的相对数量分别约为0.5、1.5、2.0,2~4 h的增长倍数为1.5÷0.5=3,4~6 h的为2.0÷1.5=4/3,2~4 h的增长倍数大于4~6 h的,因此0~6 h乳酸菌的种群数量不呈“J”形增长,A错误;酸菜制作主要靠乳酸菌的发酵作用,乳酸菌属于厌氧细菌,发酵过程中容器内不需要通氧气,B错误;随发酵时间的延长,乳酸菌数量增加并稳定在较高数值,而抑菌圈直径在一定时间内增加,且发酵后期pH基本保持不变,说明发酵过程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质,影响有害菌生长的主要因素是乳酸菌产生的某些抑菌的物质,C错误,D正确。
9.A 发酵过程中所用的菌种大多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染,获得纯净的青霉素,发酵罐仍需严格灭菌,A错误;青霉菌代谢类型属于异养需氧型,过程③中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧,B正确;发酵完成后,菌种常用过滤和沉淀的方法获取,分离出的菌种可以再使用,C正确;发酵过程中温度、pH、溶解氧可能发生变化,需及时调整或补充,D正确。
10.(1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量 (2)温度、pH、溶解氧 酵母菌数量、酒精浓度 (3)不足 发酵前后的pH 酵母菌及醋酸菌大量的代谢物如酒精及乙酸抑制了其他杂菌的生长繁殖 (4)醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃(夏天温度较高),导致醋酸菌大量生长产生乙酸
解析:(1)制作果酒时,一般要先通气后密封,其中先通气的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖。在无氧条件下酵母菌能将葡萄糖发酵产生酒精和CO2,进行酒精发酵的反应式为:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。(2)酒精发酵过程中必须严格控制好温度、pH、溶解氧、罐压、营养物质等发酵条件,使发酵全过程处于最佳状态,同时定期检测微生物数量(酵母菌数量)、产物浓度(酒精浓度)等,以了解发酵进程,实施终止发酵或更换发酵液。(3)醋酸菌将乙醇变为乙酸的环境条件是糖源不足。乙酸产生会导致发酵液pH变化,鉴定果醋的常用方法是检测发酵液前后的pH变化。酵母菌及醋酸菌大量的代谢物如酒精及乙酸会抑制其他杂菌的生长繁殖,因此通常不需要进行严格的消毒灭菌处理。(4)醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃,夏天温度较高,有利于醋酸菌的大量繁殖,所以酿制成功的果酒如果暴露在空气中会导致醋酸菌大量生长而逐渐出现酸味。
2 / 3第53讲 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
课程标准
1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类所需产品。
3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。
考点一 传统发酵技术的应用
1.发酵与传统发酵技术
(1)发酵的概念:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的 转化为人类所需要的产物的过程。
(2)传统发酵技术
提醒 发酵的原理
①发酵不等于无氧呼吸,其包括无氧发酵和有氧发酵。
②不同微生物的遗传信息不同,导致其细胞内催化反应的酶不同,进而导致代谢途径有差异。而且同一微生物处于不同的环境条件时,代谢途径也会出现差异。
2.传统发酵食品的制作
(1)腐乳的制作
(2)泡菜的制作
①乳酸菌发酵制作泡菜的原理
②制作泡菜的方法步骤
③制作泡菜的关键操作
提醒 在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施
①选择的泡菜坛要密封性好。
②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水,使盐水没过全部菜料。
③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
3.制作果酒和果醋
(1)制作原理与发酵条件
(2)方法步骤
【教材拾遗】 (选择性必修3 P8拓展应用3)果酒和果醋改进装置及其分析
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。
1.(选择性必修3 P5正文)传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。( )
2.(选择性必修3 P6探究·实践)泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件,发酵微生物乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。( )
3.(选择性必修3 P6探究·实践)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。( )
4.(选择性必修3 P7正文)在利用葡萄发酵产生果酒的后期,加入醋酸菌即可产生乙酸。( )
1.(2024·湖南师大附中高三开学考)苹果醋制作的简要工艺流程如图所示。下列有关叙述中,错误的是( )
A.①过程需要无氧条件,温度是30~35 ℃,而②过程需要通入氧气,温度为18~30 ℃
B.检验苹果酒的制作是否成功,可用嗅闻法或用酸性重铬酸钾溶液进行鉴定
C.可用稀释涂布平板法统计苹果醋中醋酸杆菌的总数
D.糖源不足时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸
2.(2023·山东高考12题)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
考点二 发酵工程及其应用
1.发酵工程
(1)基本概念:发酵工程是指利用微生物的特定功能,规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。
(2)主要内容:发酵工程一般包括 , ,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产物的 、 等方面。
2.发酵工程的基本环节
3.啤酒的工业化生产流程
(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
4.发酵工程的应用
食品工业 ①生产传统的发酵产品; ②生产各种各样的食品添加剂; ③生产酶制剂
医药 工业 ①获得具有某种药物生产能力的微生物; ②直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品; ③利用基因工程,将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物可以作为疫苗使用
农牧业 生产微生物肥料、微生物农药和微生物饲料(单细胞蛋白等)
其他 方面 ①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质; ②极端微生物的应用:嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量
1.(选择性必修3 P22图1-9)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。( )
2.(选择性必修3 P23图1-9)分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。( )
3.(选择性必修3 P27正文)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白。( )
4.(选择性必修3 P25正文)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,可以通过黑曲霉的发酵制得;由谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸,经过处理就能制成味精。( )
1.(2025·辽阳模拟)如图是啤酒生产的工艺流程,相关叙述错误的是( )
A.过程a的目的是获得大量的淀粉酶,过程b温度不宜过高
B.过程d的主要目的是为酵母菌发酵提供可溶性糖
C.过程f是发酵工程的中心环节,需要严格控制温度、pH和溶氧量等
D.过程g通常采用高温蒸煮法进行消毒
2.(2025·八省联考内蒙古卷)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
B.发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C.通过显微镜观察,可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染
D.发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
1.(2024·湖北高考1题)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A.食用醋的酸味主要来源于乙酸
B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶
D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
溯源教材
(1)醋酸菌是好氧细菌,醋酸菌可用于制作各种风味的醋。(见选择性必修3 P7正文)
(2)氧气充足条件下,当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。(见选择性必修3 P7正文)
(3)有氧呼吸的第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段是在细胞质基质中进行的。(见必修1 P92~93正文)
2.(2024·江苏高考14题)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验,下列叙述正确的是( )
A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D.控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
3.(2024·江西高考11题)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A.JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
4.(2022·江苏高考16题改编)在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是( )
A.泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料
C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋
D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在30~35 ℃
5.(2023·江苏高考16题改编)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )
A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
(1)传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的。 (2024·河北高考)( )
(2)若柿子酒的酒精度过高,应稀释后再用于醋酸发酵。 (2024·浙江6月选考)( )
(3)“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸。 (2022·湖南高考)( )
(4)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气制作葡萄醋。 (2022·江苏高考)( )
(5)焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌。 (2022·山东高考)( )
(6)果醋发酵时,乙醇既是乙酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖。(2021·辽宁高考)( )
(7)向容器中通入无菌空气可缩短用白萝卜制作泡菜的腌制时间。(2021·浙江选考)( )
第53讲 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
【破考点·抓必备】
考点一
知识梳理夯基
1.(1)代谢
2.(1)小分子的肽和氨基酸 (2)①乳酸菌 乳酸 C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量 ②向水槽中补充水 发酵时间
3.(1) 酵母菌 C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量 C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量 18~30 ℃ 不需 醋酸菌 2CH3COOH(乙酸)+2H2O+2CO2+能量 C2H5OH+O2CH3COOH(乙酸)+H2O+能量 30~35 ℃ (2) 酒精 1/3 18~30 拧松 30~35
概念检测
1.√
2.× 提示:参与泡菜制作的乳酸菌是厌氧菌,因此泡菜的制作全过程都要保持无氧条件。
3.√
4.× 提示:在利用葡萄发酵产生果酒的后期,需要打开发酵装置的充气口并适当提高温度,才能进行果醋发酵。
典题演练应用
1.A ①过程为酒精发酵,②过程为醋酸发酵,前者的菌种是酵母菌,其在无氧条件下产生酒精,后者的菌种是醋酸菌,其在有氧,糖源不足条件下将乙醇转化成乙醛,再将乙醛变为乙酸,且酒精发酵需要的温度低于醋酸发酵需要的温度,因此①和②过程的主要区别是前者需要无氧条件,温度是18~30 ℃,后者需要通入氧气,且需要30~35 ℃的温度条件,A错误。
2.C ①沸盐水冷却后再倒入坛中,是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响,A错误;②盐水需要浸没全部菜料,造成无氧环境,有利于乳酸菌无氧呼吸,B错误;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水,是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等,C正确;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量,腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少,D错误。
考点二
知识梳理夯基
1.(2)菌种的选育 扩大培养 分离 提纯
2. 碳源 防止杂菌污染 基因工程 过滤、沉淀 蒸馏 萃取
3.(1)淀粉酶 淀粉 (2) 长 低 短 高
概念检测
1.× 2.×
3.× 提示:单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体。
4.√
典题演练应用
1.D 大麦发芽时会产生大量的淀粉酶,过程a的目的是获得大量的淀粉酶,过程b温度不宜过高,温度过高会使淀粉酶失活,A正确;淀粉属于多糖,不能直接被细胞利用,糖化的主要目的是将淀粉在淀粉酶等的作用下转化为可利用的糖,B正确;过程f是发酵工程的中心环节,为了提高发酵效率,该过程需要严格控制温度、pH和溶氧量等,C正确;过程g通常不采用高温蒸煮法,而是采用过滤的方法进行消毒,以除去啤酒中的大部分微生物,这样既避免影响啤酒的品质,又可以延长其保存的时间,D错误。
2.B 由图可知,提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量,但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨酸,反而降低L-谷氨酰胺产量,A错误;谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6,因此发酵初期控制pH为7.0,有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量,后调为5.6,有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性,进而提高L-谷氨酰胺产量,B正确;通过显微镜观察,不能判断发酵过程中是否发生球状细菌污染,可利用稀释涂布平板法,通过观察菌落特征,判断是否发生球状细菌污染,C错误;L-谷氨酰胺是细胞代谢产物,对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
【研真题·扣教材】
1.D 醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时,能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。乙酸有酸味,因此,食用醋的酸味主要来源于乙酸,A正确。醋酸菌是好氧细菌,不适宜在无氧条件下生存,B正确。当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,因此,醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶,C正确。醋酸菌为原核生物,其不含有线粒体,D错误。
2.D 制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,所以为制造无氧环境,制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中,A错误;如果采用市售未开封的鲜奶,可直接使用,不需要灭菌,B错误;发酵泡菜时发酵装置装至八成满,制作酸奶时倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3,C错误;制作酸奶或泡菜时要控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质,D正确。
3.D 基因表达的产物是蛋白质,而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素,A错误;JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B错误;在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大,反而会降低井冈霉素的产量,C错误;JGs是一种放线菌,菌体呈丝状生长,形成的菌落难以区分,因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化,D正确。
4.B 乳酸菌属于厌氧菌,开盖放气会影响乳酸菌发酵,因此不能开盖放气,A错误;制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,同时为了防止发酵过程中发酵液溢出,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确;醋酸菌为需氧菌,且发酵温度高于果酒的发酵温度,因此制作好葡萄酒后,除通入无菌空气,还需要适当提高发酵装置中的温度,C错误;果酒发酵时温度宜控制在18~30 ℃,果醋发酵时温度宜控制在30~35 ℃,泡菜的制作温度为室温,D错误。
5.B 蒸煮的目的:使原料在高温下灭菌,同时使植物细胞破裂,淀粉被释放出来,利于淀粉水解,A正确;发酵过程中用到的微生物有霉菌、酵母菌、乳酸菌和醋酸菌,既有真菌的无氧呼吸和细菌的有氧呼吸,还包括真菌的有氧呼吸和细菌的无氧呼吸,B错误;醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可使醋酸菌与发酵液中的营养物质充分接触并获得充足氧气,并有利于散热,控制发酵温度,C正确;啤酒酿造流程中前期适当增加溶解氧可提高酵母菌的数量,有利于缩短后期酒精发酵的时间,D正确。
真题重组练
(1)√ (2)√
(3)× 提示:酿酒初期酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,然后酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
(4)× 提示:制作好葡萄酒后,打开瓶盖,盖上一层纱布,空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖,进行葡萄醋的发酵。
(5)× 提示:焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,没有进行灭菌。
(6)√ (7)×
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第53讲 传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用
高中总复习·生物
课程标准
1. 举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。
2. 阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能,工业化生产人类
所需产品。
3. 举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用
价值。
1. 破考点·抓必备
2. 研真题·扣教材
3. 验收效·提能力
目录
Contents
01
破考点·抓必备
梳理归纳, 巩固基本知识
考点一 传统发酵技术的应用
1. 发酵与传统发酵技术
(1)发酵的概念:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过
微生物的 转化为人类所需要的产物的过程。
代谢
(2)传统发酵技术
②不同微生物的遗传信息不同,导致其细胞内催化反应的酶不同,进而导
致代谢途径有差异。而且同一微生物处于不同的环境条件时,代谢途径也
会出现差异。
提醒 发酵的原理
①发酵不等于无氧呼吸,其包括无氧发酵和有氧发酵。
2. 传统发酵食品的制作
(1)腐乳的制作
(2)泡菜的制作
①乳酸菌发酵制作泡菜的原理
②制作泡菜的方法步骤
③制作泡菜的关键操作
①选择的泡菜坛要密封性好。
②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水,使盐水没过全部菜料。
③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
提醒 在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施
3. 制作果酒和果醋
(1)制作原理与发酵条件
(2)方法步骤
【教材拾遗】 (选择性必修3 P8拓展应用3)果酒和果醋改进装置及其
分析
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。
1. (选择性必修3 P5正文)传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵
为主,通常是家庭式或作坊式的。 ( √ )
2. (选择性必修3 P6探究·实践)泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严
格保持无氧条件,发酵微生物乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2。 ( × )
提示:参与泡菜制作的乳酸菌是厌氧菌,因此泡菜的制作全过程都要保持
无氧条件。
√
×
3. (选择性必修3 P6探究·实践)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健
康,但如果人体摄入过量,会发生中毒,甚至死亡。 ( √ )
4. (选择性必修3 P7正文)在利用葡萄发酵产生果酒的后期,加入醋酸菌
即可产生乙酸。 ( × )
提示:在利用葡萄发酵产生果酒的后期,需要打开发酵装置的充气口并适
当提高温度,才能进行果醋发酵。
√
×
1. (2024·湖南师大附中高三开学考)苹果醋制作的简要工艺流程如图所
示。下列有关叙述中,错误的是( )
A. ①过程需要无氧条件,温度是30~35 ℃,而②过程需要通入氧气,温
度为18~30 ℃
B. 检验苹果酒的制作是否成功,可用嗅闻法或用酸性重铬酸钾溶液进行鉴
定
C. 可用稀释涂布平板法统计苹果醋中醋酸杆菌的总数
D. 糖源不足时,醋酸菌先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸
√
解析: ①过程为酒精发酵,②过程为醋酸发酵,前者的菌种是酵母
菌,其在无氧条件下产生酒精,后者的菌种是醋酸菌,其在有氧,糖源不
足条件下将乙醇转化成乙醛,再将乙醛变为乙酸,且酒精发酵需要的温度
低于醋酸发酵需要的温度,因此①和②过程的主要区别是前者需要无氧条
件,温度是18~30 ℃,后者需要通入氧气,且需要30~35 ℃的温度条
件,A错误。
2. (2023·山东高考12题)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:
①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,
向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正
确的是( )
A. ①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B. ②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C. ③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D. ④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
√
解析: ①沸盐水冷却后再倒入坛中,是为了杀灭杂菌,冷却之后使用
是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响,A错误;②盐水需要浸
没全部菜料,造成无氧环境,有利于乳酸菌无氧呼吸,B错误;③盖好坛
盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水,是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污
染等,C正确;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量,腌制泡菜过程中亚硝酸盐
的含量先增多后减少,D错误。
考点二 发酵工程及其应用
1. 发酵工程
(1)基本概念:发酵工程是指利用微生物的特定功能,规模化生产人类
所需产品的综合性生物工程。
(2)主要内容:发酵工程一般包括 , ,培
养基的配制、灭菌,接种,发酵,产物的 、 等方面。
菌种的选育
扩大培养
分离
提纯
2. 发酵工程的基本环节
3. 啤酒的工业化生产流程
(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
4. 发酵工程的应用
食品 工业 ①生产传统的发酵产品;
②生产各种各样的食品添加剂;
③生产酶制剂
医药 工业 ①获得具有某种药物生产能力的微生物;
②直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品;
③利用基因工程,将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的
微生物细胞,获得的表达产物可以作为疫苗使用
农牧业 生产微生物肥料、微生物农药和微生物饲料(单细胞蛋白等)
其他 方面 ①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质;
②极端微生物的应用:嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂,嗜
低温菌有助于提高热敏性产品的产量
1. (选择性必修3 P22图1-9)性状优良的菌种可以从自然界中筛选出
来,也可以通过杂交育种或基因工程育种获得。 ( × )
2. (选择性必修3 P23图1-9)分离、提纯产物是发酵工程的中心环节。
( × )
3. (选择性必修3 P27正文)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分
泌蛋白。 ( × )
提示:单细胞蛋白是通过发酵获得的微生物菌体。
×
×
×
4. (选择性必修3 P25正文)柠檬酸是一种广泛应用的食品酸度调节剂,
可以通过黑曲霉的发酵制得;由谷氨酸棒状杆菌发酵得到谷氨酸,经过处
理就能制成味精。 ( √ )
√
1. (2025·辽阳模拟)如图是啤酒生产的工艺流程,相关叙述错误的是( )
A. 过程a的目的是获得大量的淀粉酶,过程b温度不宜过高
B. 过程d的主要目的是为酵母菌发酵提供可溶性糖
C. 过程f是发酵工程的中心环节,需要严格控制温度、pH和溶氧量等
D. 过程g通常采用高温蒸煮法进行消毒
√
解析: 大麦发芽时会产生大量的淀粉酶,过程a的目的是获得大量的淀粉酶,过程b温度不宜过高,温度过高会使淀粉酶失活,A正确;淀粉属于多糖,不能直接被细胞利用,糖化的主要目的是将淀粉在淀粉酶等的作用下转化为可利用的糖,B正确;过程f是发酵工程的中心环节,为了提高发酵效率,该过程需要严格控制温度、pH和溶氧量等,C正确;过程g通常不采用高温蒸煮法,而是采用过滤的方法进行消毒,以除去啤酒中的大部分微生物,这样既避免影响啤酒的品质,又可以延长其保存的时间,D错误。
2. (2025·八省联考内蒙古卷)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0,通过
以下代谢途径发酵生产L-谷氨酰胺。下列叙述正确的是( )
A. 提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有利于提高L-谷氨酰胺产量
B. 发酵初期控制pH为7.0,后调为5.6,有利于提高L-谷氨酰胺产量
C. 通过显微镜观察,可以判断发酵过程中是否发生球状细菌污染
D. 发酵结束后,采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品
√
解析: 由图可知,提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于
提高L-谷氨酰胺产量,但谷氨酸合成酶会使L-谷氨酰胺再转化为L-谷氨
酸,反而降低L-谷氨酰胺产量,A错误;谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为
7.0,谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6,因此发酵初期控制pH为7.0,有利于
增加谷氨酸棒状杆菌的数量,后调为5.6,有利于提高谷氨酰胺合成酶的
活性,进而提高L-谷氨酰胺产量,B正确;通过显微镜观察,不能判断发
酵过程中是否发生球状细菌污染,可利用稀释涂布平板法,通过观察菌落
特征,判断是否发生球状细菌污染,C错误;L-谷氨酰胺是细胞代谢产
物,对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品,D错误。
02
研真题·扣教材
探究分析, 培养核心技能
1. (2024·湖北高考1题)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌
属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A. 食用醋的酸味主要来源于乙酸
B. 醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C. 醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶
D. 葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
√
解析: 醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时,能通过复杂的化学
反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛
变为乙酸。乙酸有酸味,因此,食用醋的酸味主要来源于乙酸,A正确。
醋酸菌是好氧细菌,不适宜在无氧条件下生存,B正确。当缺少糖源时,
醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,因此,醋酸菌含有催
化乙醇氧化成乙酸的酶,C正确。醋酸菌为原核生物,其不含有线粒体,D
错误。
溯源教材
(1)醋酸菌是好氧细菌,醋酸菌可用于制作各种风味的醋。 (见选择
性必修3 P7正文)
(2)氧气充足条件下,当缺少糖源时,醋酸菌直接将乙醇转化为乙醛,
再将乙醛变为乙酸。 (见选择性必修3 P7正文)
(3)有氧呼吸的第一个阶段是,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,
产生少量的[H],并且释放出少量的能量。这一阶段是在细胞质基质中进
行的。 (见必修1 P92~93正文)
2. (2024·江苏高考14题)关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实
验,下列叙述正确的是( )
A. 制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中
B. 制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌
C. 发酵装置需加满菜料或牛奶并封装,以抑制乳酸菌的无氧呼吸
D. 控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质
√
解析: 制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,所以为制造无氧环
境,制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中,A错误;如果采
用市售未开封的鲜奶,可直接使用,不需要灭菌,B错误;发酵泡菜时发
酵装置装至八成满,制作酸奶时倒入的奶液量不要超过奶瓶容积的2/3,C
错误;制作酸奶或泡菜时要控制好发酵时间,以避免过量乳酸影响酸奶或
泡菜的口味和品质,D正确。
3. (2024·江西高考11题)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类
抗生素,它由吸水链霉菌井冈变种(JGs,一种放线菌,菌体呈丝状生
长)发酵而来,在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发
酵生产井冈霉素的叙述,正确的是( )
A. JGs可发酵生产井冈霉素,因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B. JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程不影响井冈霉素的产量
C. 提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量
D. 稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
√
解析: 基因表达的产物是蛋白质,而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨
基寡糖类抗生素,A错误;JGs接入发酵罐前需要扩大培养,该过程会影响
JGs的数量,进而影响井冈霉素的产量,B错误;在一定范围内提高JGs发
酵培养基中营养物质的浓度,会提高井冈霉素的产量,但若浓度过大,反
而会降低井冈霉素的产量,C错误;JGs是一种放线菌,菌体呈丝状生长,
形成的菌落难以区分,因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中
活细胞数量的变化,D正确。
4.(2022·江苏高考16题改编)在制作发酵食品的学生实践中,控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是( )
A. 泡菜发酵后期,尽管乳酸菌占优势,但仍有产气菌繁殖,需开盖放气
B. 制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,制作泡菜的盐水要淹没
全部菜料
C. 葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌空气
制作葡萄醋
D. 果酒与果醋发酵时温度宜控制在18~25 ℃,泡菜发酵时温度宜控制在
30~35 ℃
√
解析: 乳酸菌属于厌氧菌,开盖放气会影响乳酸菌发酵,因此不能开盖放气,A错误;制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3,是为了发酵初期让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,同时为了防止发酵过程中发酵液溢出,制作泡菜的盐水要淹没全部菜料,以保证乳酸菌进行无氧呼吸,B正确;醋酸菌为需氧菌,且发酵温度高于果酒的发酵温度,因此制作好葡萄酒后,除通入无菌空气,还需要适当提高发酵装置中的温度,C错误;果酒发酵时温度宜控制在18~30 ℃,果醋发酵时温度宜控制在30~35 ℃,泡菜的制作温度为室温,D错误。
5.(2023·江苏高考16题改编)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的是( )
A. 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利
于糖化和灭菌
B. 发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C. 醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D. 啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
√
解析: 蒸煮的目的:使原料在高温下灭菌,同时使植物细胞破裂,淀粉被释放出来,利于淀粉水解,A正确;发酵过程中用到的微生物有霉菌、酵母菌、乳酸菌和醋酸菌,既有真菌的无氧呼吸和细菌的有氧呼吸,还包括真菌的有氧呼吸和细菌的无氧呼吸,B错误;醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可使醋酸菌与发酵液中的营养物质充分接触并获得充足氧气,并有利于散热,控制发酵温度,C正确;啤酒酿造流程中前期适当增加溶解氧可提高酵母菌的数量,有利于缩短后期酒精发酵的时间,D正确。
(1)传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成
的。 (2024·河北高考) ( √ )
(2)若柿子酒的酒精度过高,应稀释后再用于醋酸发酵。 (2024·浙江6
月选考) ( √ )
(3)“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸。 (2022·湖南高
考) ( × )
提示:酿酒初期酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,然后酵母菌通过无氧呼
吸产生酒精。
√
√
×
(4)葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入无菌
空气制作葡萄醋。 (2022·江苏高考) ( × )
提示:制作好葡萄酒后,打开瓶盖,盖上一层纱布,空气中的醋酸菌会进
入发酵液中大量繁殖,进行葡萄醋的发酵。
(5)焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌。 (2022·山东高
考) ( × )
提示:焙烤可以杀死大麦种子的胚,但不使淀粉酶失活,没有进行灭菌。
(6)果醋发酵时,乙醇既是乙酸发酵的底物,又可以抑制杂菌繁殖。
(2021·辽宁高考) ( √ )
(7)向容器中通入无菌空气可缩短用白萝卜制作泡菜的腌制时间。
(2021·浙江选考) ( × )
×
×
√
×
03
验收效·提能力
跟踪训练,检验学习效果
一、选择题
1. (2025·山东滨州模拟)我国制作泡菜历史悠久。《中馈录》中记载:
“泡盐菜法,定要覆水坛。此坛有一外沿如暖帽式,四周内可盛水;坛口
上覆一盖,浸于水中,使空气不得入内,则所泡之菜不得坏矣。泡菜之
水,用花椒和盐煮沸,加烧酒少许……如有霉花,加烧酒少许。坛沿外水
须隔日一换,勿令其干。”下列说法错误的是( )
A. “坛口上覆一盖,浸于水中”有利于保持坛内的无氧环境
B. “泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目的之一是杀菌
C. “霉花”主要由酵母菌增殖形成,酵母菌往往来自蔬菜
D. “坛沿外水须隔日一换,勿令其干”以保证坛内适宜湿度
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√
解析: “坛口上覆一盖,浸于水中”的目的是阻止空气进入坛内,有
利于保持坛内的无氧环境,A正确;“泡菜之水,用花椒和盐煮沸”的目
的包括提升泡菜味道,除去水中氧气和杀菌,防止杂菌污染,B正确;
“霉花”指泡菜的白膜,主要是由蔬菜表面带有的酵母菌增殖形成的,C
正确;“坛沿外水须隔日一换,勿令其干”的目的是阻止空气进入,保持
坛内的无氧环境,D错误。
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2. (2024·广西南宁一模)老友粉是南宁本土美食,这种粉在烹煮过程添
加酸笋、豆豉、酸辣椒、香醋等佐料,从而赋予老友粉独特风味。下列关
于传统发酵技术的叙述,错误的是( )
A. 在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可加速发酵进程
B. 发酵温度过低可能会导致酸辣椒咸而不酸
C. 在香醋的发酵过程中应一直保持通气条件
D. 传统发酵技术使用的菌种均为纯种微生物
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解析: 在制作酸笋时加入“陈酸笋水”可增加菌种浓度,从而加速发
酵进程,A正确;发酵温度过低,微生物代谢速率较慢,发酵效果不佳,
可能会导致酸辣椒咸而不酸,B正确;香醋发酵的菌种是醋酸菌,属于异
养需氧型,在发酵过程中应一直保持通气条件,C正确;传统发酵技术多
使用混合菌种,D错误。
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3. (2025·广东深圳调研)据《史记·大宛列传》记载,张骞奉汉武帝之
命,出使西域,看到“宛左右以蒲陶(即葡萄)为酒,富人藏酒至万馀
石,久者数十岁不败”。下列说法错误的是( )
A. 选择新鲜的葡萄酿酒,在榨汁前对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗
B. “久者数十岁不败”的原因是酸性、缺氧及含酒精的酒液中,微生物的
繁殖受到抑制
C. 为了提高葡萄汁的出汁率,可在榨汁时加入果胶酶
D. 若最终获得的果酒偏酸,最可能的原因是醋酸菌无氧发酵产生了乙酸
√
解析: 若最终获得的果酒偏酸,最可能的原因是装置密闭不严导致空
气进入,醋酸菌进行有氧发酵产生了乙酸,D错误。
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4. (2025·辽宁辽阳模拟)啤酒是以麦芽汁为原料,经酿酒酵母发酵制得
的。传统啤酒酿造过程中,发酵在敞开式发酵池中进行,麦芽汁中接入酵
母后通入大量无菌空气,之后会产生大量气体翻腾逸出,在麦芽汁表面形
成25~30 cm厚的气泡层(泡盖),然后停止通气,进入静止发酵阶段。
一段时间后可得啤酒。下列说法错误的是( )
A. 用赤霉素溶液浸泡大麦种子可以有效促进α-淀粉酶合成,增加麦芽汁中
可发酵糖的含量
B. 静止发酵阶段酵母菌主要进行无氧呼吸
C. 泡盖的形成是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2,能将麦芽汁与空气隔绝
D. 麦芽汁仅能为酿酒酵母的发酵过程提供碳源和水
√
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解析: 赤霉素能促进种子萌发,制作麦芽汁之前用含有赤霉素的溶液
浸泡大麦种子,可以有效促进α-淀粉酶合成,将淀粉水解为麦芽糖,进而
增加麦芽汁中可发酵糖的含量,A正确;麦芽汁不仅能为酿酒酵母的发酵
过程提供碳源和水,还能提供氮源、无机盐等,D错误。
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5. (2025·山东青岛模拟)单细胞蛋白是利用工农业废料等通过人工发酵
培养的微生物菌体。科学家研发了一项“智能微胶囊”新型发酵技术,该
技术利用微胶囊包裹菌体,细菌在微胶囊中生长达到一定密度后,能感应
到胶囊物理空间的局限,自主裂解并从胶囊中释放出相应蛋白,但未裂解
的细胞不能释放出来,系统通过培养基的置换重置到起始状态。下列说法
错误的是( )
A. 该技术能够实现对单细胞蛋白的可持续高效生产
B. 利用该技术生产单细胞蛋白所用的菌种通常是单一菌种
C. 该技术的中心环节是灭菌,必须对微胶囊进行严格灭菌
D. 该技术所使用的培养基需要不断地置换重置
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解析: 细菌在微胶囊中生长达到一定密度后,自主裂解并从胶囊中释
放出相应蛋白,未裂解的细胞通过培养基的置换重置到起始状态,可知能
可持续高效生产单细胞蛋白,A正确;发酵工程中所用的菌种大多是单一
菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,B正确;发酵工程的中
心环节是在发酵罐(微胶囊)内的发酵过程,C错误;培养基在使用后营
养物质会消耗并产生代谢废物,因此不能循环利用,需要不断地置换重
置,D正确。
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6. (2025·黑龙江大庆高三月考)利用传统发酵技术酿醋是我国传统饮食
文化的重要组成部分。如图表示我国传统酿醋工艺的主要流程。下列叙述
错误的是( )
A. 传统发酵技术以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
B. 加入的菌种a是酵母菌,菌种b是醋酸菌
C. 拌麸皮后的发酵温度应低于拌麸皮前的
D. 在一定条件下,菌种b先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸
√
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解析: 加入的菌种a是酵母菌,无氧发酵产生酒精,菌种b是醋酸菌,
用于乙酸发酵,B正确;拌麸皮后用于乙酸发酵,乙酸发酵的温度为30~
35 ℃,发酵温度高于拌麸皮前的酒精发酵,C错误;菌种b为醋酸菌,醋酸
菌在氧气充足、缺少糖源的情况下,可以先将乙醇转化为乙醛,再将乙醛
转化为乙酸,D正确。
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7. (2025·山东日照校联考)利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“→接
等主要环节。下列叙述错误的是( )
A. 酶解环节需要添加果胶酶和纤维素酶并控制酶解温度
B. 调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量
C. 接种前需要对基因工程获得的高产菌株进行扩大培养
D. 主发酵和后发酵均需要密闭,且保持温度在28 ℃左右
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解析: 添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁,增加可溶性糖的量,
另外酶活性受温度的影响,A正确;蔗糖可以为蓝莓酒发酵提供发酵底
物,所以调整成分时按比例添加蔗糖可以提高果酒的酒精含量,B正确;
接种前要扩大培养增加菌株的数量以提高发酵效率,C正确;在生产过程
中,一般利用酵母菌发酵产生酒精,主发酵阶段进行通气,使酵母菌大量
繁殖,后发酵阶段需要密闭,促进酵母菌产生酒精,D错误。
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8. (2025·山东德州模拟)东北酸菜是白菜经腌制而成的传统食品,酸菜的制作主要靠乳酸菌的发酵作用。如图表示在发酵过程中乳酸菌种群数量、发酵液pH及抑菌能力的变化。下列分析正确的是( )
注:抑菌圈直径(d)为在涂布有害菌的固体培养基滴加无细胞发酵液后培养测量获得。
A. 0~6 h乳酸菌的种群数量呈“J”形增长
B. 酸菜腌制过程中,发酵容器内应先通气后密封
C. 发酵后期影响有害菌生长的主要因素是pH
D. 发酵过程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质
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解析: 培养到2 h、4 h、6 h时,乳酸菌的相对数量分别约为0.5、1.5、2.0,2~4 h的增长倍数为1.5÷0.5=3,4~6 h的为2.0÷1.5=4/3,2~4 h的增长倍数大于4~6 h的,因此0~6 h乳酸菌的种群数量不呈“J”形增长,A错误;酸菜制作主要靠乳酸菌的发酵作用,乳酸菌属于厌氧细菌,发酵过程中容器内不需要通氧气,B错误;随发酵时间的延长,乳酸菌数量增加并稳定在较高数值,而抑菌圈直径在一定时间内增加,且发酵后期pH基本保持不变,说明发酵过程中,乳酸菌产生了抑制有害菌生长的某种物质,影响有害菌生长的主要因素是乳酸菌产生的某些抑菌的物质,C错误,D正确。
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9. (2025·山东济宁模拟)青霉素是人类发现的第一种抗生素,其工业化
生产流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 青霉素具有杀菌作用,不需对发酵罐进行灭菌
B. 过程③中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧
C. 过程⑤常用的方法是过滤和沉淀,分离出的菌种可以再使用
D. 发酵过程中温度、pH、溶解氧可能发生变化,需及时调整或补充
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解析: 发酵过程中所用的菌种大多是单一菌种,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染,获得纯净的青霉素,发酵罐仍需严格灭菌,A错误;青霉菌代谢类型属于异养需氧型,过程③中需从下方的充气口通入无菌空气以提高溶解氧,B正确;发酵完成后,菌种常用过滤和沉淀的方法获取,分离出的菌种可以再使用,C正确;发酵过程中温度、pH、溶解氧可能发生变化,需及时调整或补充,D正确。
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二、非选择题
10. (2025·陕西榆林三模)猕猴桃因果实营养丰富,维生素C含量极高,
药食两用,风味特异而被称为“水果之王”。如图是以猕猴桃为原料发酵
制作果酒和果醋的过程简图。结合所学知识,回答下列问题:
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(1)酿制果酒时,一般要先通气的目的是
。在无氧条件下进行酒精发酵的反应式为
。
解析:制作果酒时,一般要先通气后密封,其中先通气的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖。在无氧条件下酵母菌能将葡萄糖发酵产生酒精和CO2,进行酒精发酵的反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量。
让酵母菌在有氧条件下大量
繁殖
C6H12O6 2C2H5OH
+2CO2+少量能量
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(2)酒精发酵过程中必须严格控制好 (答出3点)
等发酵条件,使发酵过程处于最佳状态;同时要随时检测培养液中的
(答出2点)等,以了解进程。
解析: 酒精发酵过程中必须严格控制好温度、pH、溶解氧、罐压、
营养物质等发酵条件,使发酵全过程处于最佳状态,同时定期检测微生物
数量(酵母菌数量)、产物浓度(酒精浓度)等,以了解发酵进程,实施
终止发酵或更换发酵液。
温度、pH、溶解氧
酵
母菌数量、酒精浓度
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(3)醋酸菌将乙醇变为乙酸的环境条件是糖源 (填“充足”或
“不足”)。为鉴定果醋是否酿制成功,除可以通过观察菌膜、尝、嗅之
外,还可以通过检测 作进一步的鉴定。果酒和果醋发酵
中都没有进行严格的消毒灭菌,但杂菌却不能正常生长繁殖,原因是
。
解析: 醋酸菌将乙醇变为乙酸的环境条件是糖源不足。乙酸产生会
导致发酵液pH变化,鉴定果醋的常用方法是检测发酵液前后的pH变化。酵
母菌及醋酸菌大量的代谢物如酒精及乙酸会抑制其他杂菌的生长繁殖,因
此通常不需要进行严格的消毒灭菌处理。
不足
发酵前后的pH
酵
母菌及醋酸菌大量的代谢物如酒精及乙酸抑制了其他杂菌的生长繁殖
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(4)酿制成功的果酒如果暴露在空气中会逐渐出现酸味,气温高的夏天
更易如此,其原因是
。
解析: 醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃,夏天温度较高,有利于醋酸菌的大量繁殖,所以酿制成功的果酒如果暴露在空气中会导致醋酸菌大量生长而逐渐出现酸味。
醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃(夏
天温度较高),导致醋酸菌大量生长产生乙酸
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谢谢观看!