2021高考生物一轮复习第10单元生物技术实践第31讲传统发酵技术教案

2021高考生物一轮复习第10单元生物技术实践第31讲传统发酵技术教案

第31讲　传统发酵技术 单科命题 备考导航 核心素养解读 命题趋势 ‎(1)掌握运用发酵加工食品的基本方法 ‎(2)利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋 ‎(3)利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜 ‎(1)尝试利用酵母菌和醋酸菌分别制作果酒、果醋,在制作过程中掌握制作的原理、过程及注意事项 ‎(2)尝试利用乳酸菌制作酸奶或泡菜,在制作过程中掌握制作的原理、过程及注意事项 ‎◆题型内容:有关果酒、果醋和泡菜的制作原理与过程 ‎◆考查形式:在新情景下,重点考察发酵工程的原理和基本方法 考点一　果酒和果醋的制作 ‎　　1.制作原理和发酵条件的比较 比较 果酒制作 果醋制作 制作原理 ‎　酵母菌　在有氧条件下,通过有氧呼吸大量繁殖;在　无氧　条件下进行酒精发酵。在缺氧、酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物的生长受到抑制 ‎ ‎　醋酸菌　在氧气、糖源充足时,将糖分解成醋酸;当氧气充足,缺少糖源时,将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸 ‎ 反应式 C6H12O6　2C2H5OH　+2CO2 ‎ C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O C2H5OH+O2CH3COOH+H2O 最适发 酵温度 ‎　18~25　℃ ‎ ‎　30~35　℃ ‎ 对氧的需求 前期:　需氧　 ‎ 后期:　不需氧　 ‎ 需充足氧 pH 酸性环境(4.0~5.8)‎ 酸性环境(5.4~6.3)‎ 发酵时间 ‎10~12 d ‎7~8 d 菌种来源 附着在葡萄皮上的野生酵母,或人工培养的酵母菌菌种 可到生产食醋工厂或菌种保藏中心购 - 22 -‎ 买 ‎　　2.制作流程 ‎3.制作步骤及发酵装置的比较 果酒制作 果醋制作 相 同 过 程 ‎①选材和材料处理:选择新鲜的葡萄,先用清水冲洗葡萄1~2次除去污物后,再　去枝梗　 ‎ ‎②制作发酵液,防止杂菌污染 ‎③发酵:将葡萄汁注入发酵瓶,注意液体量不要超过发酵瓶总体积的　2/3　 ‎ ‎④发酵装置设置长而弯曲的胶管排气口,以便排出　CO2　 ‎ ‎⑤发酵装置设置出料口便于取料检测 不 同 过 程 ‎①制作果酒过程中,酵母菌首先要大量繁殖,之后进行无氧发酵产生　酒精　,因此发酵初期应通入氧气,后期密闭 ‎ ‎②检测指标:7~10天后,可以开始进行取样检验工作。例如,可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量、进行酵母菌的镜检、测定pH等 ‎①适时通入氧气 ‎②检测指标:可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定,再通过检测和比较发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌,并统计其数量作进一步鉴定 ‎1.醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。(✕)‎ ‎2.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度。(✕)‎ ‎3.在制作果酒、果醋时,适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。(√)‎ ‎4.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵。(✕)‎ ‎5.在果酒自然发酵中,需人工添加酵母菌种。(✕)‎ ‎6.红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。(√)‎ ‎7.变酸的酒表面的菌膜是酵母菌大量繁殖形成的。(✕)‎ ‎8.在葡萄酒的制作中,采摘的葡萄应反复冲洗,且要先除枝梗再冲洗。　(✕)‎ - 22 -‎ ‎　　如图为果酒和果醋制作的实验装置图,据图分析下列问题:‎ ‎(1)甲、乙、丙的作用分别是什么?‎ ‎(2)图中发酵瓶中葡萄汁的量是否恰当?为什么?‎ ‎(3)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。‎ ‎(4)果酒搁置时间过久为什么会有酸味?‎ 答案　(1)通入空气(氧气)、排气、取样(对发酵的情况进行及时的监测)。(2)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。(3)醋酸菌是需氧菌,在生活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。(4)醋酸菌在缺乏糖源时,可以将酒精转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸。‎ ‎1.制作果酒和果醋的发酵装置分析 该装置的使用方法: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,输入无菌空气。‎ ‎2.果酒和果醋制作成功的关键 项目 说明 材料的选 择与处理 选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄进行冲洗,再除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的,不可反复冲洗,以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 防止发酵 液被污染 ‎①榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净,且发酵瓶要进行消毒 ‎②清洗葡萄时要先清洗后除枝梗 - 22 -‎ ‎③发酵瓶排气管用曲颈管而不用直管 控制发 酵条件 ‎①葡萄汁装入发酵瓶时,要留约1/3的空间,目的是先让酵母菌进行有氧呼吸,快速繁殖,耗尽O2后再进行酒精发酵,并防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出 ‎②严格控制温度:18~25 ℃利于酵母菌的繁殖和酒精发酵;30~35 ℃利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵 ‎③充气:酒精发酵为无氧发酵,需关闭充气口;醋酸发酵为有氧发酵,需经充气口充气 ‎　　3.结果分析与评价 果酒的制作 果醋的制作 相同 嗅味、品尝、镜检相应的微生物等 不同 通过酸性重铬酸钾检验酒精 通过pH试纸检测发酵前后发酵液的pH变化 考向一　考查果酒、果醋制作的装置 ‎1.【不定项选择题】如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响 B.果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸 C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关 D.气体入口与气体出口可以交换使用 ‎1.答案　ABC　酵母菌是兼性厌氧菌,可进行有氧呼吸和无氧呼吸,通入氧气后,酵母菌进行有氧呼吸,通入其他气体,酵母菌进行无氧呼吸,故改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响,A正确;果酒发酵中期通入氮气,装置中氧气减少,使酵母菌从有氧呼吸转变为无氧呼吸,B正确;温度影响酶的活性,则果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关,C正确;气体入口管通入液面以下,气体出口管在液面以上,不能交换使用,D错误。‎ ‎2.葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题:‎ - 22 -‎ ‎(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程,发挥作用的微生物是　　　　　　　。 ‎ ‎(2)该微生物通过无氧呼吸可分解　　　　,终产物是　　　　和　　　　。 ‎ ‎(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在适宜的条件下进行发酵,如图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲同学和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是　　　　　　　　　　　　,导致发酵中出现的主要异常现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;丙同学的错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,导致发酵中出现的主要异常现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是　　　　、　　　　、　　　　。 ‎ ‎(4)在题述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作的错误是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎2.答案　(1)酵母菌　(2)葡萄糖　乙醇　CO2　(3)未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出,发酵液变酸　瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口　排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋　葡萄酒　葡萄酒　(4)未及时排气 解析　在制作果酒的时候,常用酵母菌作菌种;酒精发酵为无氧呼吸,若甲同学未夹住发酵瓶的充气管,从而使氧气进入,导致酵母菌进行有氧呼吸,产生较多的二氧化碳,使发酵液从充气管流出,发酵液变酸;丙同学的错误是瓶中发酵液过多,淹没了排气管,一般发酵液不超过容器的2/3;上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。‎ 题后悟道·归纳 ‎　　果酒和果醋发酵装置的设计思路 ‎①因酵母菌的繁殖需要空气,醋酸菌是好氧菌,所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需要氧气。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下,应控制进入氧气,故应在充气口设置开关。‎ ‎②由于在发酵过程中都产生CO2,因此需要设排气口;为防止空气中微生物的污染,排气口应连接一个长而弯曲的胶管。‎ - 22 -‎ ‎③因要对发酵的情况及时进行监测,应设置出料口以便于取料。‎ 考向二　考查果酒、果醋制作的过程和装置分析 ‎3.(2018江苏,16,2分)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒发酵过程的研究,下列叙述错误的是(　　)‎ A.夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理 B.乙醇为挥发性物质,故发酵过程中空气的进气量不宜太大 C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压 D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 ‎3.答案　B　根据分析可知,果酒发酵的适宜温度为18 ℃~25 ℃,因此夏季生产果酒时,常需对罐体进行降温处理,A正确;乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物,因此分解过程中不需要通入空气,B错误;无氧呼吸产生了二氧化碳,但是没有消耗氧气,因此发酵罐中的气压不会低于大气压,C正确;葡萄酒发酵的原料是糖类,因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵,D正确。‎ ‎4.苹果是常见水果,口感好、营养价值高,广受人们喜爱,但其收获的季节性强,易造成积压滞销,腐烂变质。某市为缓解产销矛盾,提高产品的附加值,利用苹果生产果汁、果酒和果醋,大致工艺流程如图,请分析回答:‎ 苹果果汁果酒果醋 ‎(1)果酒发酵初期先通入适量空气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,果酒发酵之后进行果醋发酵,需要改变的条件包括　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写2点),当氧气和糖分充足时,发生的主要物质转化是　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)制作果酒时起作用的微生物是　　　　,其代谢类型是　　　　　　　,制作果醋时起作用的微生物是　　　　,其代谢类型是　　　　　。 ‎ ‎(3)制作果酒的原理之一是在　　　　　的发酵液中,酵母菌能繁殖,其他微生物不能繁殖;在果酒发酵过程中,pH的变化是　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)用酵母菌通过发酵制作葡萄酒时,一般酒中所含的酒精成分不超过14%,原因是(　　)‎ - 22 -‎ A.原料中用于发酵的糖太少 B.加水过多 C.一定浓度的酒精妨碍了酵母菌的生存 D.发酵中产热多,高温使酵母菌死亡 ‎4.答案　(1)让酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖　菌种改为醋酸杆菌、发酵温度调整为30~35 ℃、通入空气等(写出其中2点)　糖分分解成醋酸　(2)酵母菌　异养兼性厌氧　醋酸菌　异养需氧　(3)缺氧、酸性　降低　酵母菌呼吸产生CO2,CO2溶于发酵液使pH降低　(4)C 解析　(1)(2)果酒发酵分为两个阶段,先通入空气使酵母菌大量繁殖,再密闭发酵,酵母菌无氧呼吸产生酒精;制作果醋的菌种是醋酸菌,其为需氧型,最适生长温度为30~35 ℃,能在氧气和糖分充足时将糖分解成醋酸。(3)酵母菌有氧和无氧呼吸均产生CO2,CO2溶于发酵液使pH降低,同时无氧呼吸产生酒精,在这种环境中,其他微生物不容易生存。(4)用酵母菌通过发酵制作葡萄酒时,一般酒中所含的酒精成分不超过14%,原因是一定浓度的酒精会妨碍酵母菌的生存。‎ 考点二　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 ‎　　1.制作原理 制作菌种为　乳酸菌　,常见的有乳酸链球菌、　乳酸杆菌　,无氧条件下,将葡萄糖分解成　乳酸　。 ‎ ‎2.制作流程 ‎3.注意事项 要点 内容 材料 ‎①蔬菜应新鲜,若时间长,　蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐　;②清水和盐的质量比为4:1,盐水要煮沸冷却待用。一是除去水中氧气,二是　杀灭细菌　 ‎ 防止杂菌污染 每次取样用具要洗净,取样后要迅速封口 - 22 -‎ 氧气需求 泡菜坛要选择透气性差的容器,坛盖边缘水槽注满水,并注意补充,以创造无氧环境。‎ 温度 室温即可。过高则　易滋生细菌　,过低则　发酵时间延长　 ‎ ‎　　4.亚硝酸盐的测定 要点 内容 性质 ‎①白色粉末,易溶于水;会引起　中毒甚至死亡　 ‎ ‎②适宜pH、温度和　一定微生物作用　的条件下,转变为致癌物——亚硝胺 ‎ 原理 ‎①亚硝酸盐+　对氨基苯磺酸　→反应物 ‎ 反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料 ‎②通过显色反应样品与标准液比较,可推测亚硝酸盐浓度 操作流程 配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→　比色　 ‎ 注意事项 ‎(1)制备样品处理液过程中,用氢氧化钠溶液　中和过量的酸　 ‎ ‎(2)氢氧化铝乳液能吸附泡菜汁液中的杂质,使　泡菜汁透明澄清　,以便进行后续的显色反应 ‎ ‎(3)比色过程中,由于　重氮化反应不稳定　,显色后溶液颜色会不断加深,所以时间控制在静置15 min后比色较好 ‎ ‎(4)对氨基苯磺酸、N-1-萘基乙二胺盐酸盐要进行　避光　保存 ‎ ‎1.乳酸菌只能进行无氧呼吸,且呼吸类型与人体细胞的无氧呼吸类型相同。(√)‎ ‎2.配制盐水时,盐与水的质量比为4∶1。(✕)‎ ‎3.制备泡菜时,盐水煮沸后可以立即使用。(✕)‎ ‎4.影响泡菜腌制的因素包括时间、温度和食盐的用量等。(√)‎ ‎5.发酵过程中坛沿注满水有利于泡菜的无氧发酵。(√)‎ ‎6.泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格保持无氧条件。(✕)‎ ‎7.当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3~0.5 g时,就可以转化为致癌物质——亚硝胺。(✕)‎ ‎8.测定亚硝酸盐的含量时,样品中亚硝酸盐含量不同则会形成不同深度的玫瑰红。(√)‎ ‎　　表中甲~丙为果酒、果醋、泡菜等发酵食品制作装置图,回答下列问题:‎ 食品 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ - 22 -‎ 主要微生物 a b c 制作装置 甲 乙 丙 ‎(1)请填出①~③食品名称:①　　　　　　,②　　　　　　,③　　　　　　。 ‎ ‎(2)请填出a~c菌种名称:a、　　　　,b、　　　　,c、　　　　,其中　　　　　　为真核生物,　　　　　　　　　为原核生物。 ‎ ‎(3)甲~丙装置是否存在缺陷,试具体分析指出,并说明丙装置中“放水”的作用。　 　　　　　。 ‎ 答案　(1)果酒　果醋　泡菜 ‎(2)酵母菌　醋酸菌　乳酸菌　酵母菌　醋酸菌、乳酸菌 ‎(3)甲装置有缺陷:甲装置中排气管下端不应插入发酵液内。丙装置中放水的作用是为泡菜坛营造无氧环境 ‎1.传统发酵技术中常用菌种的比较 微生物 酵母菌 醋酸菌 乳酸菌 分类 真核生物 原核生物 原核生物 代谢类型 异养兼性厌氧 异养需氧 异养厌氧 适宜温度 ‎18~25 ℃‎ ‎30~35 ℃‎ 室温 发酵条件 前期需氧;‎ 后期不需氧 一直需氧 无氧 生殖方式 孢子生殖,适宜条 件下进行出芽生殖 二分裂生殖 二分裂生殖 生产应用 酿酒、发面 酿醋 制作酸奶、泡菜 ‎　　2.泡菜制作的注意事项 ‎(1)材料的选择及用量 ‎①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。‎ - 22 -‎ ‎②清水和盐的质量比为4∶1,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的细菌。‎ ‎(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,取样后要迅速封口。‎ ‎(3)控制严格的无氧条件 ‎①泡菜坛要选择气密性好的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。‎ ‎②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。‎ ‎(4)控制适宜的温度:以18~20 ℃为宜,温度偏高有害菌活动能力强,温度偏低不利于乳酸发酵。‎ 考向一　考查泡菜制作原理及过程分析 ‎1.利用卷心菜发酵制作泡菜过程中,乳酸菌、酵母菌细胞数量和pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核 B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势 C.前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起 D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸进行增殖 ‎1.答案　A　乳酸菌为细菌,属原核生物,没有核膜包被的细胞核,A错误;发酵初期乳酸菌细胞数远多于酵母菌细胞数,可见乳酸菌为优势菌种,B正确;前6天pH下降,主要由乳酸菌代谢产生的乳酸引起,C正确;发酵中期为无氧条件,酵母菌通过无氧呼吸进行增殖,D正确。‎ ‎2.(2019四川仁寿一中模拟)泡菜是人们广泛喜爱的一种菜肴,具有开胃健脾等作用。回答相关问题:‎ - 22 -‎ ‎(1)制作泡菜,最好选用　　　　(填“新鲜”或“萎蔫”)的蔬菜,不宜选用另一种的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)泡菜的发酵涉及多种微生物的参与,其中起主要作用的是　　　　。实验室可采用　 　　　　　　法进行菌种纯化,从而使菌落均匀分布在整个平板;在对该菌种进行培养时,与常规培养基相比,还需要额外在培养基中添加　　　　。 ‎ ‎(3)在泡菜制作过程中,引起亚硝酸盐含量增加的因素有　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)某研究性学习小组的同学设计实验探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量的影响。现有红萝卜和白萝卜,你认为更适合用作实验材料的是　　　　,原因是　 。 ‎ ‎2.答案　(1)新鲜　萎蔫的蔬菜中亚硝酸盐的含量更高　(2)乳酸菌　稀释涂布平板　维生素　(3)温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短(容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加)　(4)白萝卜　避免材料中的色素对显色反应产生干扰 解析　(1)制作泡菜,最好选用新鲜的蔬菜,因为萎蔫的蔬菜中亚硝酸盐的含量更高。(2)泡菜的发酵涉及多种微生物的参与,其中起主要作用的是乳酸菌,要使菌落均匀分布在整个平板,实验室可采用稀释涂布平板法进行菌种纯化;在对该菌种进行培养时,与常规培养基相比,还需要额外在培养基中添加维生素。(3)在泡菜制作过程中,温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短都容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。(4)某研究性学习小组的同学为了探究泡菜在发酵过程中不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量的影响,宜选用白萝卜,因为检测亚硝酸盐过程中亚硝酸盐与检测试剂生成玫瑰红的颜色,红萝卜中的红色色素会干扰实验结果地观察。‎ 考向二　考查泡菜制作过程中亚硝酸盐含量变化 ‎3.(2019山东滨州模拟)下列关于亚硝酸盐的叙述错误的是(　　)‎ A.亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水 B.亚硝酸盐分布广泛,蔬菜、咸菜等食品中均含有亚硝酸盐 C.亚硝酸盐可用作食品添加剂 D.亚硝酸盐对人体健康,无任何危害 ‎3.答案　D　亚硝酸盐一般不会危害人体健康,但是当人体摄入量过多时会引起中毒,甚至死亡。而且亚硝酸盐在特定条件下可转变成致癌物质亚硝胺。‎ ‎4.(2019河南驻马店期末)下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐含量测定实验的叙述,正确的是(　　)‎ - 22 -‎ A.将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水(盐和清水的质量比为4∶1)混匀装瓶 B.发酵过程始终要保持密封状态,泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水 C.在酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色沉淀 D.随发酵进行,亚硝酸盐含量逐渐增加,用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定 ‎4.答案　B　泡菜制作中应先加蔬菜,再加盐水,且盐与水的质量比为1∶4;由于乳酸菌严格厌氧,所以发酵过程始终要保持密封状态,泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水;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N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料;随发酵进行,亚硝酸盐含量先逐渐增加,后又逐渐降低,最终趋于稳定,用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定。‎ ‎5.利用发酵技术生产食品在我国有着悠久的历史,请回答以下问题:‎ ‎(1)酿造葡萄酒时,接种的酵母菌中含有醋酸菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸菌　　　　(填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为醋酸。理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是　　　　　　　　　。泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行　　　　　的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的　　　　　　中。 ‎ ‎(3)下图是该生物活动小组记录的3种食盐浓度下泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。‎ 据图分析选择　　　　浓度的食盐制作,且在　　　　天以后食用较为适宜。 ‎ ‎5.答案　(1)不能　醋酸菌是好氧细菌,而果酒发酵是无氧环境(或醋酸菌需要在有氧且温度是30~35 ℃条件下,才能将糖转化为醋酸,而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是18~25 ℃)　(2)杀灭杂菌、除去溶解氧　无氧呼吸　细胞质基质　(3)5%　11‎ 解析　(1)醋酸菌需要在有氧且温度是30~35 ℃条件下,才能将糖转化为醋酸,而酒精发酵旺盛时发酵罐中的条件是无氧且温度是18~25 ℃,因此该条件下醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。(2)制作泡菜时,盐水煮沸的目的是杀灭杂菌并除去溶解氧;泡菜制作的原理是乳酸菌的 - 22 -‎ 无氧呼吸,该过程发生在乳酸菌细胞的细胞质基质中。(3)测定亚硝酸盐含量的真正目的是为取食时间提供参考,据图分析可知,用5%的食盐浓度制作泡菜比较适合食用,但要在发酵11天以后食用才比较适宜。‎ ‎1.(2018海南单科)葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的。酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 ‎ ‎(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 ‎ ‎(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。‎ 图中曲线①、②、③依次表示　　　　　　　、　　　　　　　、　　　　　　　含量的变化趋势。 ‎ ‎(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于　　　　　生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于　 　　　(填“自养”或“异养”)生物。 ‎ ‎1.答案　(1)不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染　(2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出 ‎(3)乙A中的氧气　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厌氧　异养 - 22 -‎ 解析　(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是不需要开盖放气;避免了因开盖引起的杂菌污染。(2)葡萄汁装入甲装置时要留有约1/3的空间,这种做法的目的是为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气;防止发酵旺盛时汁液溢出 。(3)分析题意可知,乙A中酵母菌先进行需氧呼吸,一段时间后才开始产生酒精,故图中曲线①、②、③依次表示乙A中的氧气、乙B中的酒精、乙A中的酒精含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于兼性厌氧生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于异养生物。‎ ‎2.下面是利用微生物制作果酒、果醋的流程示意图,请据图判断下列说法正确的是(　　)‎ 挑选葡萄→冲洗→榨汁→A→醋酸发酵→果醋 A.制作果酒时,先去除烂籽粒和枝梗,再用清水冲洗掉污物 B.榨汁前,榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为70%的盐酸消毒 C.A过程是酒精发酵,A过程结束后,只需要提高一定的环境温度就能产生果醋 D.导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等 ‎2.答案　D　制作果酒时,应该先用清水冲洗掉污物,再去除烂籽粒和枝梗;榨汁机要清洗干净,并晾干,发酵瓶要清洗干净,并用体积分数为70%的酒精消毒;A过程是酒精发酵,A过程完成后,除了需要提高一定的温度,还要通入氧气,才能产生果醋;根据流程图可知导致发酵产物不同的重要因素是温度、时间、菌种等。‎ ‎3.【不定项选择题】下列有关传统发酵技术的叙述,错误的是(　　)‎ A.在果酒的制作过程中,应先去除葡萄的枝梗,再进行多次反复冲洗,这样才可以洗得彻底 B.果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳 C.用葡萄制作果酒和果醋的连续过程中为了保持高效的发酵需保持温度恒定 D.制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子,需要加水密封,目的是隔绝空气,抑制杂菌繁殖 ‎3.答案　ABCD　在果酒的制作过程中,应先冲洗葡萄,然后去除葡萄的枝梗,以避免除去枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会,且冲洗以洗去灰尘为目的,不能多次反复冲洗,以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌;果酒、果醋的发酵装置中,充气口的作用是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气,排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳;果酒制作时,酒精发酵为无氧条件且一般将温度控制在18~25 ℃,而果醋制作将温度控制在30~35 ℃,适时充气;制作泡菜时需要加水密封,目的是隔绝空气,以保证乳酸菌发酵所需的无氧环境。‎ - 22 -‎ ‎4.(2019山东济南模拟)利用不同微生物的发酵作用制作食品,一般称为传统发酵技术。回答下列问题:‎ ‎(1)果酒发酵时酵母菌能在发酵液中生长繁殖,而其他绝大多数微生物则不可以,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)进行果醋深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡,醋酸菌的代谢类型属于　　　　　　　　　型。 ‎ ‎(3)泡菜腌制时可利用　　　　法随时检测泡菜中亚硝酸盐的含量,原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后再与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合呈现　　　色。 ‎ ‎4.答案　(1)在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长,而绝大多数其他微生物的生长受到抑制　(2)异养需氧　(3)比色　玫瑰红 解析　(1)酵母菌通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,使得发酵液呈现酸性,在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长,而绝大多数其他微生物的生长受到抑制。(2)根据题意分析,醋酸发酵时,短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡,说明醋酸菌的代谢类型是异养需氧型。(3)检测泡菜腌制时产生的亚硝酸盐可以用比色法,即在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后再与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合呈现玫瑰红色。‎ 一、单项选择题 ‎1.在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒,下列说法正确的是(　　)‎ A.葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解 B.制作葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖 C.制作过程中酵母菌始终处于碱性环境 D.酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动 ‎1.答案　B　葡萄糖在细胞质基质中被分解,线粒体不能分解葡萄糖,A错误;有氧条件下,酵母菌可快速繁殖,故酿酒时需先在有氧条件下让酵母菌繁殖,增加酵母菌数量,再无氧发酵产生酒精,B正确;发酵后期由于二氧化碳和其他代谢废物溶解于发酵液中,发酵液将处于酸性环境,C错误;发酵产物(如酒精)会抑制酵母菌的生长,D错误。‎ ‎2.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是(　　)‎ - 22 -‎ A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下 B.过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中 C.过程③和④都需要氧气的参与 D.过程①~④所需的最适温度基本相同 ‎2.答案　C　生产果酒的菌种是酵母菌,其属于兼性厌氧型真核单细胞生物;生产果醋的菌种是醋酸菌,其属于好氧型原核生物。图中过程①不在线粒体内进行,且与氧气存在与否无关,A、B不正确;酵母菌发酵的最适温度为20 ℃左右,醋酸菌发酵的最适温度为30~35 ℃,D不正确;而③、④过程都需要氧气参与,C正确。‎ ‎3.某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A.酵母菌是嗜温菌,所以果酒发酵所需的最适温度较高 B.先供氧进行果醋发酵,然后隔绝空气进行果酒发酵 C.与人工接种的发酵相比,自然发酵获得的产品品质更好 D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖 ‎3.答案　D　本题考查果酒和果醋的制作的相关知识。果酒发酵一般将温度控制在18~25 ℃,而果醋发酵的适宜温度为30~35 ℃,因此果醋发酵所需的最适温度较高;应该先隔绝空气进行果酒发酵,然后植入醋酸杆菌,通入空气,进行果醋发酵,因为醋酸杆菌可以将酒精转变为醋酸;与人工接种的发酵相比,自然发酵过程中菌种量比较少,且菌种本身品质不好,因此,自然发酵获得的产品品质较差;适当加大接种量,能提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。‎ ‎4.(2018山东德州模拟)下列关于果酒和果醋制作的叙述,错误的是(　　)‎ A.制作果酒时瓶口需密闭,而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌死亡 B.温度对酵母菌酒精发酵的影响很大,而对醋酸菌的发酵影响不大 C.在变酸的果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的 D.制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒并注意无菌操作 ‎4.答案　B　温度对酵母菌和醋酸菌的发酵都有影响,在制作果酒时温度要控制在18~25 ℃,而在制作果醋时则要将温度控制在30~35 ℃。‎ ‎5.(2018山东济宁质检)下列有关测定亚硝酸盐含量的描述,错误的是(　　)‎ - 22 -‎ A.质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液呈酸性 B.对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液应避光保存 C.配制质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液时,应保持弱碱性环境 D.用纸层析法可进行亚硝酸盐含量的测定 ‎5.答案　D　对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液都呈酸性,要保证其稳定性,应低温且避光保存;亚硝酸钠溶液配制过程中应保持弱碱性环境,以免形成亚硝酸,导致挥发;用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定。‎ ‎6.在制作泡菜的过程中,不正确的是(　　)‎ A.注入的盐水,要没过全部菜料 B.按照清水与盐的质量比5∶1的比例配制盐水 C.盐水入坛前要煮沸冷却,以防污染 D.在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境 ‎6.答案　B　泡菜的制作的原理是乳酸菌的无氧呼吸,制作时要防止污染,以防泡菜腐败变质,清水与盐的质量比例为4∶1,若食盐量不足,也易造成细菌大量繁殖。‎ ‎7.某人利用乳酸菌制作泡菜时因操作不当而使泡菜腐烂。造成泡菜腐烂的原因是(　　)‎ ‎①罐口密闭缺氧,抑制了乳酸菌的生长繁殖 ‎②罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ‎③罐口封闭不严,氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖 ‎④罐口封闭不严,促进了需氧腐生菌的生长和繁殖 A.①③ B.②④ ‎ C.②③ D.①④‎ ‎7.答案　B　本题考查泡菜制作原理的应用和运用知识解释实际问题的能力。乳酸菌为厌氧细菌,在无氧气的情况下能将葡萄糖分解成乳酸。制作泡菜时,如果罐口封闭不严,氧气进入罐内,会抑制乳酸菌的乳酸发酵;同时进入的氧气促进了罐内需氧腐生菌的生长和繁殖,从而造成泡菜腐烂。‎ ‎8.以下关于泡菜制作过程的说法中,错误的是(　　)‎ A.泡菜制作过程产生的亚硝酸盐有可能转化为亚硝胺,亚硝胺具有致癌作用 B.乳酸菌在有氧的环境下大量繁殖并发酵产生乳酸 C.对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液应避光保存 D.泡菜腌制时间的长短会影响亚硝酸盐含量 - 22 -‎ ‎8.答案　B　亚硝酸盐本身并没有致癌作用,它在胃酸等酸性环境中,可能转化为亚硝胺,亚硝胺是具有致癌作用的物质。乳酸菌是厌氧菌,在无氧条件下,将葡萄糖分解成乳酸。对氨基苯磺酸溶液和N-1-萘基乙二胺盐酸盐溶液应避光保存。泡菜腌制过程中,亚硝酸盐的含量经历了先增加后减少的过程。‎ ‎9.制作果酒、果醋和泡菜三个实验的共同点是(　　)‎ A.菌种为异养原核生物 B.将原料灭菌后再发酵 C.保证无氧环境下发酵 D.发酵液最终呈现酸性 ‎9.答案　D　果酒制作时所用菌种酵母菌为真核生物,A项错误;三个实验中所用菌种都为原料上附着的野生菌种,故原料都不需要进行灭菌,B项错误;果醋的制作应当在有氧条件下进行,C项错误;制作果酒的过程中会产生CO2、果醋的主要成分是醋酸、制作泡菜的过程中会产生乳酸,发酵液均呈现酸性,D项正确。‎ 二、不定项选择题 ‎10.与下列几种微生物有关的叙述中正确的是(　　)‎ ‎①酵母菌　②乳酸菌　③硝化细菌　④蓝藻　⑤烟草花叶病毒 A.从结构和成分看,①具有核膜包被的典型细胞核,⑤的遗传物质中不含胸腺嘧啶 B.从同化作用类型看,②是厌氧型,③④是需氧型 C.从异化作用类型看,①②⑤是异养型,③④是自养型 D.从生态系统中的成分看,①②③是分解者,④是生产者 ‎10.答案　A　从结构和成分看,①酵母菌属于真核生物,具有成形的细胞核,⑤烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不含胸腺嘧啶,A正确;从同化作用类型看,②是异养型,③④是自养型,B错误;从异化作用类型看,应该是分为需氧型和厌氧型,C错误;③硝化细菌是生产者,D错误。‎ ‎11.有关膳食中的亚硝酸盐对人体健康的影响,下列说法错误的是　(　　)‎ A.膳食中的亚硝酸盐在人体内会随尿液全部排出 B.亚硝酸盐在人体内积累有致癌作用 C.亚硝酸盐只有在特定条件下才会转变成致癌物质 D.亚硝酸盐对人体健康不会有任何影响 ‎11.答案　ABD　研究表明膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,当人体摄入量达某一数值后才会致病。亚硝酸盐绝大部分随尿液排出体外,其本身无致癌作用,只有在特定条件下才会转变成致癌物质。‎ - 22 -‎ ‎12.下列有关传统发酵技术及其在食品生产中应用的叙述,错误的是(　　)‎ A.酿酒过程中密封的时间越长,产生的酒精量就越多 B.酿制果醋所需酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件相同 C.制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸 D.制作果酒、果醋的微生物须在无菌条件下才能发酵 ‎12.答案　ABD　酒精是酵母菌无氧呼吸产生的,在一定的时间内,密封的时间越长,产生的酒精量就越多,但酒精达到一定浓度会抑制无氧呼吸,导致酒精不再增加,A错误;酿制果醋的过程是酵母菌通过无氧呼吸产生果酒,再利用醋酸菌发酵成果醋,前者的发酵底物是糖类,条件是18~25 ℃、无氧,后者的发酵底物是酒精,温度是30~35 ℃、需氧,B错误;制作泡菜时,乳酸菌可以将葡萄糖分解成乳酸,C正确;自然发酵时,葡萄汁等没有严格灭菌,酵母菌、醋酸菌也能发酵,D错误。‎ 三、非选择题 ‎13.下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题:‎ ‎(1)完成图1中的实验流程。‎ ‎(2)图2装置中的充气口在　　　　过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应　 　　　　　　　　　(写出该反应式),而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与排气管连接,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)葡萄酒呈现红色的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　,重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈　　　色。 ‎ ‎(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和　　　　　　两种微生物的发酵原理,后者在结构上的主要特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎13.答案　(1)醋酸发酵 ‎(2)酒精发酵　C2H5OH+O2CH3COOH+H2O　避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)‎ ‎(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中　灰绿 - 22 -‎ ‎(4)醋酸菌　无以核膜为界限的细胞核 解析　在酒精发酵阶段,充气口应关闭,否则醋酸菌会将乙醇氧化为醋酸,从而使发酵液变酸。酵母菌为真菌,属于真核生物,醋酸菌为细菌,属于原核生物,两者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。‎ ‎14.在生物世界,微生物虽然显得过于微小,但在自然界却作用非凡,在食品生产中的应用更是十分广泛。请回答下列问题:‎ ‎(1)利用苹果、梨、葡萄等水果制作果酒时,其发酵阶段所需的菌种是　　　　;在产生酒精时要控制的必要条件是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)图甲代表该发酵装置,如果发酵后期,通气口的开关被打开,一段时间后果酒变酸,这是由于酒精在　　　　的作用下生成了　　　　。图乙中能表示该发酵过程培养液pH变化的曲线是　　　　。 ‎ ‎ ‎ 甲 乙 ‎(3)某同学用甘蓝为原料制作泡菜,将甘蓝分组并置于不同温度下3 d,检测生成乳酸的含量,结果如下表:‎ 温度(℃)‎ ‎16‎ ‎26‎ ‎31‎ ‎35‎ ‎43‎ 乳酸含量(%)‎ ‎0.81‎ ‎1.04‎ ‎1.20‎ ‎1.12‎ ‎0.95‎ 根据上述数据可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎14.答案　(1)酵母菌　无氧(密闭、密封)‎ ‎(2)醋酸菌　醋酸　②‎ ‎(3)温度会影响乳酸菌发酵产生乳酸;31 ℃左右乳酸菌发酵产生乳酸的含量最高 解析　(1)果酒发酵所需菌种是酵母菌。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,因此,发酵时应密闭发酵瓶,隔绝空气,使酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。(2)在酒精发酵过程中,产生的CO2溶于水后形成碳酸(酸性较弱),pH会下降,但不会急剧下降;醋酸菌在有氧的情况下,能将乙醇变成乙醛,再将乙醛变成醋酸,酸性物质持续增加,pH持续下降,曲线②是比较符合此过程pH的变化。(3)由表中数据可以看出,在泡菜制作过程中,不同温度下乳酸含量不同,说明温度影响乳酸菌发酵产生乳酸,并且31 ℃左右乳酸的产生量最高。‎ - 22 -‎ ‎15.(2019四川凉山模拟)乳酸菌能产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解,某兴趣小组从泡菜滤液中筛选出亚硝酸还原酶活力较高的乳酸菌,进行了相关实验。请回答下列问题:‎ ‎(1)为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,在装坛发酵前后需要检查泡菜坛　　　　　　　　　,并对泡菜坛进行　　　　　　　　　处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)将筛选出的乳酸菌用于泡菜制作过程,进行食盐用量与亚硝酸盐含量的探索实验,结果如图。‎ ‎①泡菜制作过程中,pH呈下降趋势,原因是乳酸菌发酵在无氧呼吸第　　　　阶段产生　　　　。 ‎ ‎②据图可知,腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且峰值较高,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③实验结果说明,食盐用量和　　　　影响亚硝酸盐含量,亚硝酸盐含量达到峰值后下降,一方面是因为　　　　　　　　　　环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低;另一方面是因为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎15.答案　(1)有无裂纹和砂眼　用水密封坛口　外界溶液浓度高,蔬菜细胞渗透失水　(2)①二　乳酸　②食盐用量过低,造成细菌大量繁殖　③腌制时间　缺氧和酸性　乳酸菌产生亚硝酸还原酶将亚硝酸盐分解 解析　(1)为保证泡菜发酵过程中的无氧环境,在装坛发酵前后需要检查泡菜坛有无裂纹和砂眼,并对泡菜坛进行用水密封坛口处理,在腌制过程中,坛中会出现溶液量增多现象,主要原因是外界溶液浓度高,蔬菜细胞渗透失水。(2)①泡菜制作的原理是乳酸菌的无氧呼吸,无氧呼吸第二阶段产生了乳酸,导致pH呈下降趋势。②食盐用量过低,会造成细菌大量繁殖,因此图中腌菜时食盐的浓度越低,亚硝酸盐含量的峰值出现得越早,且峰值较高。③据图分析可知,食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量,亚硝酸盐含量达到峰值后下降,是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长,使亚硝酸盐的产生量降低,同时乳酸菌产生亚硝酸还原酶会将亚硝酸盐分解。‎ - 22 -‎ - 22 -‎