2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题1　课题3　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 Word版含解析

2020-2021学年高二生物人教版选修1学案：专题1　课题3　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 Word版含解析

www.ks5u.com 课题3　制作泡菜并检测亚硝酸盐含量 知识点一　泡菜的制作过程与条件控制 ‎1．与泡菜制作有关的菌类——乳酸菌 ‎(1)乳酸菌 ‎①概念：指在代谢过程中能产生乳酸的细菌的总称。它们以单糖或双糖为基质，代谢产物主要是乳酸。‎ ‎②特点：厌氧型细菌，种类多，分布极广，如在空气、土壤、植物体表及人或动物的肠道内都有分布。抗生素能杀死乳酸菌或抑制乳酸菌的生长。‎ ‎③常见的类型：乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于制作酸奶。‎ ‎(2)乳酸发酵 反应式：C6H12O62C3H6O3＋能量 ‎2．泡菜制作的实验设计 ‎(1)制作流程 ‎(2)准备材料 ‎①选择泡菜坛：选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。‎ ‎②选择原料：质地鲜嫩，肉丰富，无虫咬，无烂痕，无斑点。‎ ‎(3)制作过程 ‎①原料处理：将鲜菜修整、清洗、阳光下晾晒到菜表皮萎蔫时收起，切成条状或片状。‎ ‎②配制盐水：按照清水与盐的质量比为41的比例配制盐水，并将盐水煮沸冷却。‎ ‎③装坛：将经过预处理的新鲜蔬菜混合均匀，装入泡菜坛中，装至半坛时放入香辛料，继续装到八成满，再徐徐注入配制好的盐水，使盐水没过全部菜料，盖好坛盖。‎ ‎④封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。要注意经常补充水槽中的水。‎ ‎⑤成品：将封好的坛子，放在室温环境中约15天，便可制成清脆爽口的泡菜。‎ 泡菜坛内有时会长一层白膜，这层白膜是怎么形成的？‎ 白膜是产膜酵母菌繁殖形成的。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。‎ ‎【典题精练1】　在制作泡菜的过程中，下列做法不正确的是(　　)‎ A．按照清水与盐的质量比为51的比例配制盐水，且盐水要没过全部菜料 B．要选择密封性良好的泡菜坛 C．向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证坛内的无氧环境 D．制作泡菜所用的微生物属于分解者 ‎【答案】　A ‎【解析】　在泡菜制作过程中，按照清水与盐的质量比为4 ‎1的比例配制盐水，且在加入盐水时，盐水要没过全部菜料，A错误；乳酸菌是厌氧微生物，选择密封性良好的泡菜坛和向坛盖边沿的水槽中加水都是为了营造无氧环境，B、C正确；制作泡菜所用的微生物是乳酸菌，属于分解者，D正确。‎ 解题归纳 明确乳酸菌的代谢类型是做该题的关键；泡菜的制作离不开乳酸菌，在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，它是制作泡菜的原理。‎ ‎【典题精练2】　如图是制作泡菜及测定泡菜中亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图回答问题。‎ ‎(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜，原因是_______________________________________________________。‎ ‎(2)制备泡菜的盐水时清水与盐的质量比为________，盐水需煮沸并冷却后才可使用，原因是______________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ 试说明盐在泡菜制作过程中的作用：____________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(3)泡菜风味形成的关键在于________的加入。‎ ‎(4)泡菜发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(5)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，试分析可能的原因：___________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎【答案】　(1)新鲜蔬菜中亚硝酸盐的含量低，营养物质丰富 ‎(2)41　加热煮沸是为了杀灭杂菌，并除去水中的氧气，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　盐有杀菌、析出蔬菜中过多的水以及调味的作用 ‎(3)调味料 ‎(4)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化，及时检测是为了把握食用泡菜的最佳时机 ‎(5)泡菜坛密封不严或取菜工具不卫生或盐的比例过小等，都会引起杂菌滋生、泡菜变质 ‎【解析】　‎ ‎　知识点二 检测泡菜制作过程中亚硝酸盐的含量 ‎1．亚硝酸盐及其在泡菜制作过程中含量的变化 ‎(1)亚硝酸盐：包括亚硝酸钾和亚硝酸钠，为白色粉末，易溶于水。在食品生产中用作食品添加剂。‎ ‎(2)泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量随时间的变化如下图所示。‎ 发酵时期 乳酸菌含量 乳酸含量 亚硝酸盐含量 发酵 初期 少(O2抑制乳酸菌活动)‎ 少 增加(硝酸盐还原菌的作用)‎ 发酵 中期 最多(乳酸积累抑制其他菌活动)‎ 积累增多，pH下降 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)‎ 发酵 后期 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制乳酸菌活动)‎ 继续增多，pH继续下 降 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)‎ ‎2.测定亚硝酸盐含量的原理 ‎(1)实验原理：酸化→重氮化→显色→比色。‎ 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生成重氮盐，重氮盐与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较，可估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。亚硝酸盐溶液的浓度不同，呈现的颜色深浅不一，溶液浓度高，颜色深些；浓度低，颜色浅些。‎ ‎(2)所需药品 ‎①质量浓度为4 mg/mL的对氨基苯磺酸溶液。‎ ‎②质量浓度为2 mg/mL的N－1－萘基乙二胺盐酸盐溶液。‎ ‎③质量浓度为5 μg/mL的亚硝酸钠溶液。‎ ‎④提取剂：酸性条件下的氯化镉和氯化钡溶液。‎ ‎⑤氢氧化铝乳液和物质的量的浓度为2.5 mol/L的氢氧化钠溶液。‎ ‎(3)测定方法：比色法。‎ ‎3．测定亚硝酸盐含量的操作 配制溶液―→制备标准显色液―→制备样品处理液―→比色。‎ ‎4．亚硝酸盐含量计算方法：‎ ‎5．成果分析与评价 ‎(1)泡菜腌制及质量检测指标：成功的关键是营造无氧环境。检测指标有乳酸的含量、泡菜的色泽和风味，在初期发酵的末期和中期发酵阶段，泡菜的乳酸含量为0.4%～0.8%，风味最好，因此，常以这个阶段作为泡菜的成熟期。也可以在显微镜下观察乳酸菌的形态，比较不同时期泡菜坛中乳酸菌的含量。‎ ‎(2)亚硝酸盐含量的变化：注意及时细致地观察并记录。对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定，比较不同时期亚硝酸盐含量的变化及其对泡菜质量的影响。‎ ‎①变化趋势：一般前1～4天呈上升趋势，然后逐渐下降，第10天开始明显下降。‎ ‎②腌制时间：在18～20 ℃环境中，腌制15天能够食用。温度较高时，时间短一些。‎ 注意：各地气候不同，生活习惯不同，制作配料不同等都会影响泡菜的风味及亚硝酸盐含量的变化。‎ 实验注意事项 ‎1．制备样品处理液过程中，氢氧化钠溶液起中和过多酸的作用。‎ ‎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．配制的亚硝酸盐标准显色液与样品处理液显色后，根据颜色深浅程度判断样品处理液是否与标准显色液的浓度相吻合。如果不吻合，还应在已知浓度范围内，改变浓度梯度，进一步配制标准显色液。‎ ‎【典题精练3】　下列关于亚硝酸盐的叙述，正确的是(　　)‎ A．亚硝酸盐为白色粉末，易溶于水，在食品生产中常用作食品添加剂，可多加 B．绿色食品中不会含有亚硝酸盐 C．亚硝酸盐在人体胃内易变成亚硝胺 D．水煮沸越久，亚硝酸盐的含量越少 ‎【答案】　C ‎【解析】　亚硝酸盐在食品生产中可用作食品添加剂，但量多会使人中毒。亚硝酸盐分布广泛，在土壤、水、鱼、谷物、绿色蔬菜中都有。亚硝酸盐在动物和人体胃的酸性环境中，在催化剂的催化作用下可转变为亚硝胺。水煮沸越久，亚硝酸盐含量会越多。‎ 解题归纳 亚硝酸盐的危害 ‎(1)亚硝酸盐在膳食中普遍存在，在人体内绝大部分以“过客”的形式随尿排出，但当摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。‎ ‎(2)亚硝酸盐在一定条件下可转化为致癌、致畸和致突变物质———亚硝胺。‎ ‎(3)有些蔬菜含有丰富的硝酸盐，若放置过久发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。所以我们要多吃新鲜蔬菜，不吃存放时间过长或变质的蔬菜。‎ ‎【典题精练4】　下列有关测定亚硝酸盐含量的操作，错误的是(　　)‎ 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．制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是中和酸 ‎【答案】　D ‎【解析】　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加入NH4Cl缓冲液，保持弱碱性环境，以免形成亚硝酸，导致挥发；制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是使滤液中的色素脱色，使滤液变得无色透明。‎ 一、选择题 ‎1．下列关于乳酸菌的叙述，不正确的是(　C　)‎ A．乳酸菌的种类很多，常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌 B．在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人和动物的肠道内均有 C．一个泡菜坛里的所有乳酸菌构成一个种群 D．乳酸菌是严格厌氧微生物 解析：乳酸菌种类繁多，常见种类有乳酸链球菌和乳酸杆菌，除此之外还有50多种，在自然界的分布非常广泛，但所有乳酸菌都有一个共同特征即在厌氧条件下将糖类转化为乳酸。一个泡菜坛内的乳酸菌不一定是同种，所以不能构成一个种群。‎ ‎2．有关泡菜发酵过程的叙述，正确的是(　D　)‎ A．发酵时间越长，亚硝酸盐的含量越高 B．发酵过程中只有乳酸菌的发酵作用 C．发酵过程中乳酸菌可分解蛋白质和果胶 D．发酵过程中要经常补充水槽中的水 解析：泡菜制作发酵过程中，随着泡菜发酵中产生的酸味，亚硝酸盐的含量也会逐渐下降；发酵过程主要为乳酸菌的作用，还有酵母菌的发酵作用，酵母菌有改善产品风味的作用；发酵中的乳酸菌不分解蛋白质和果胶，保持蔬菜脆嫩而不软化腐败；发酵过程中要经常补充水槽中的水，以保持坛内无氧状态。‎ ‎3．在泡菜的制作过程中，不正确的是(　B　)‎ A．按照清水与盐的质量比为41的比例配制盐水 B．按照清水与盐的质量比为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 解析：泡菜的制作过程中，盐水的浓度既不能过高也不能过低，一般是按清水与盐的质量比为41的比例配制。‎ ‎4．在泡菜的腌制过程中容易造成亚硝酸盐含量增加的因素主要是(　B　)‎ A．食盐用量过多 B．细菌大量繁殖 C．腌制时间过长 D．加水过少 解析：在泡菜制作过程中，温度过高、食盐用量不足10%，腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，使亚硝酸盐含量增加。‎ ‎5．下列对泡菜的制作过程中，不同时期泡菜坛中乳酸菌数量的叙述，正确的是(　B　)‎ A．制作泡菜初期并无乳酸菌的存在 B．腌制过程中乳酸菌数量会逐渐增多并可达到最高峰 C．腌制后期乳酸菌数量会急剧上升 D．腌制的全过程乳酸菌的数量不变，活性有差异 解析：‎ 本题考查泡菜的制作原理。泡菜制作利用了蔬菜表面的乳酸菌的代谢，将糖类转化成乳酸，因此发酵初期有乳酸菌。由于发酵条件的变化，乳酸菌大量繁殖，达到一定数量后由于酸度过大，大多数微生物的数量都会下降。‎ ‎6．下列关于亚硝酸盐的叙述，错误的是(　D　)‎ A．膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿液排出体外 B．亚硝酸盐分布广泛，蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4 mg/kg C．引起人中毒的亚硝酸盐摄入总量为0.3～0.5 g，导致人死亡的亚硝酸盐摄入总量为3 g左右 D．我国卫生标准规定，婴儿奶粉中亚硝酸盐的残留量不得超过5 mg/kg 解析：膳食中的绝大部分亚硝酸盐在人体内随尿液排出体外，A正确。自然界中，亚硝酸盐分布广泛，据统计，蔬菜中亚硝酸盐的平均含量约为4 mg/kg，膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但是，当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5 g时，会引起中毒，当摄入总量达到3 g时，会引起死亡，B、C正确。我国卫生标准规定，婴儿奶粉中亚硝酸盐残留量不得超过2 mg/kg，D错误。‎ ‎7．下列关于亚硝酸盐含量测定的叙述，不正确的是(　B　)‎ A．亚硝酸盐经显色反应后呈玫瑰红色，不同浓度的亚硝酸盐显色深浅不同 B．泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量，但温度和食盐的量不影响亚硝酸盐含量 C．用比色法不能精确算出泡菜中亚硝酸盐的含量 D．配制溶液所用的提取剂为氯化镉和氯化钡，使样品溶液变得无色透明的是氢氧化铝乳液 解析：泡菜制作过程中，腌制时间、温度和食盐的量均会影响亚硝酸盐含量，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，亚硝酸含量增加，B错误；用比色法可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量，C正确；配制溶液所用的提取剂为氯化镉和氯化钡溶液，氢氧化铝乳液可以吸附色素和杂质，使溶液变得无色透明，D正确。‎ ‎8．家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节，在发酵过程中，乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物的生长。当环境中的乳酸积累到一定浓度时，又会抑制乳酸菌自身的增殖。下面对这些现象的描述不正确的是(　D　)‎ A．在发酵初期，泡菜坛内微生物的种内关系主要表现为种内互助 B．在发酵初期，泡菜坛内密闭的发酵环境使乳酸菌在种间斗争中占据优势 C．随着发酵过程的进行，由于乳酸量的积累，种内斗争趋于激烈 D．发酵后期，泡菜坛内各种微生物的抵抗力稳定性维持在较高的水平 解析：发酵后期，死亡细胞增加，坛内各种微生物的抵抗力稳定性会下降。‎ 二、非选择题 ‎9．下面是有关泡菜制作的实验。请回答：‎ 泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是乳酸(或有机酸)，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用比色法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺盐酸盐偶联成玫瑰红色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是作为对照。‎ 解析：泡菜发酵过程离不开乳酸菌，其产生的酸主要是乳酸和少量的亚硝酸盐，亚硝酸盐总量达到0.3～0.5 g时就会引起人中毒，必须对泡菜中亚硝酸盐含量进行测定。其测定方法可用比色法。‎ ‎10．泡菜是我国的传统食品之一，但其制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害，已知泡菜中亚硝酸盐含量与泡制时间有关。回答下列问题。‎ ‎(1)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是乳酸菌(填“醋酸杆菌”或“乳酸菌”)，该生物与酵母菌在细胞呼吸类型上最大的区别是该生物只能进行无氧呼吸。‎ ‎(2)制作泡菜时，坛子一般用水密封，目的是 隔绝空气，营造无氧环境，有利于乳酸菌的发酵。泡菜坛内有时会长一层薄膜，这是产膜酵母(或酵母菌)繁殖导致的。‎ ‎(3)泡菜美味却不宜多吃，因为在发酵过程中，蔬菜中的亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用等特定条件下会转变成致癌物亚硝胺。‎ ‎(4)通常采用比色法来测定亚硝酸盐的含量，其原理是在盐酸酸化条件下，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。‎ 解析：(1)泡菜制作过程中产酸的细菌主要是乳酸菌，乳酸菌为厌氧型细菌，酵母菌为兼性厌氧型真菌，故乳酸菌与酵母菌在细胞呼吸类型上最大的区别是乳酸菌只能进行无氧呼吸。(2)乳酸菌为严格的厌氧菌，故制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是隔绝空气，营造无氧环境，有利于乳酸菌的发酵。泡菜坛内有时会长一层薄膜，这是产膜酵母(一种酵母菌)繁殖导致的。(3)亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用等特定条件下，会转变成亚硝胺。(4)常用比色法对不同发酵时期泡菜中亚硝酸盐含量进行检测，其原理是在盐酸酸化条件下，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。‎ ‎【旁栏思考题】点拨(教材P9)‎ 酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。‎ ‎【旁栏思考题】点拨(教材P10)‎ ‎1．有些蔬菜，如小白菜和萝卜等，含有丰富的硝酸盐。当这些蔬菜放置过久发生变质(发黄、腐烂)或者煮熟后存放太久时，蔬菜中的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，危害人体健康。‎ ‎2．形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰富，适合酵母菌繁殖。‎ ‎1．提示：在腌制蔬菜过程中注意腌制的时间、温度以及食盐的用量。温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加，一般腌制10天后亚硝酸盐的含量开始下降。食盐在腌制食品过程中起到抑制细菌的作用，当浓度超过20%时，几乎所有的微生物都会停止生长。还可以放点维生素C，如1公斤白菜放400毫克维生素C，可阻断75%亚硝酸盐的生成。‎ ‎2．果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵，果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。‎ 专题整合与评估 ‎[知识建网]‎ ‎[要语必背]‎ ‎1．果酒制作中应先通气再密闭，而果醋的制作应始终在有氧条件下进行。‎ ‎2．当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。‎ ‎3．腐乳制作的主要菌种是毛霉，毛霉产生的蛋白酶能将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸。‎ ‎4．加盐既可析出豆腐中的水分，又能抑制微生物的生长。卤汤是由酒和香辛料配制而成的，既能防腐杀菌，又能调味。‎ ‎5．测定亚硝酸盐的含量用比色法，即在盐酸酸化条件下，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，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。‎ ‎6．在腌制泡菜过程中要保证乳酸菌所需的无氧环境。在发酵过程中，亚硝酸盐含量是先增加后减少。‎ ‎[知识整合促贯通]‎ 一、果酒、果醋、腐乳、泡菜制作的比较 ‎【典题精练1】　下列有关果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵的比较，不正确的是(　　)‎ A．都可以使用自然界中的微生物作为菌种 B．发酵的实质都是微生物的无氧呼吸 C．控制的发酵温度、培养基成分有所不同 D．发酵过程中必须尽可能防止杂菌污染 ‎【答案】　B ‎【解析】　‎ 果酒发酵、果醋发酵和腐乳制作的主要微生物分别是酵母菌、醋酸菌和毛霉，它们都是自然界中的微生物，A项正确。B项中只有果酒发酵的实质是微生物的无氧呼吸，其他都是有氧呼吸。C项果酒的适宜发酵温度是18～25 ℃，培养基主要是葡萄汁；果醋发酵的适宜温度是30～35 ℃，培养基中主要含乙醇；腐乳制作中毛霉生长的适宜温度是15～18 ℃，培养基中的成分主要为豆腐中的蛋白质和脂肪等。D项果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵中都要尽可能防止杂菌污染。‎ ‎【典题精练2】　在制作果酒、果醋、腐乳、泡菜时，关于发酵过程对氧气的需求，下列叙述正确的是(　　)‎ 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．泡菜制作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呼吸 ‎【答案】　C ‎【解析】　果酒制作的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；而酿醋和腐乳的制作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，使毛坯中的蛋白质和脂肪水解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。‎ 二、传统发酵技术中常用菌种的比较 ‎【典题精练3】　制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物从细胞结构上看(　　)‎ A．四种均为真核生物 B．四种均为原核生物 C．三种真核生物，一种原核生物 D．两种真核生物，两种原核生物 ‎【答案】　D ‎【解析】　制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物分别是酵母菌、醋酸菌、毛霉、乳酸菌，它们分别是真核生物、原核生物、真核生物、原核生物。‎ ‎【典题精练4】　比较乳酸菌和酵母菌，回答下列问题。‎ ‎(1)从结构上看，乳酸菌和酵母菌虽然都是单细胞生物，但乳酸菌属于________生物，酵母菌属于________生物，二者的根本区别是酵母菌有________。‎ ‎(2)乳酸菌和酵母菌都可以通过无性生殖产生新个体，二者的生殖方式不同，乳酸菌进行________生殖，而酵母菌则进行________生殖。‎ ‎(3)从代谢角度看，乳酸菌的异化作用类型是________，在其细胞内葡萄糖分解过程的反应式是________。‎ ‎(4)酵母菌为________微生物，工业上在利用酵母菌酿酒时，一般先要给发酵罐通气，目的是________，然后再将发酵罐密封，目的是________，其反应式为________。‎ ‎【答案】　(1)原核　真核　成形的细胞核 ‎(2)分裂　出芽 ‎(3)厌氧型　C6H12O62C3H6O3＋能量 ‎(4)兼性厌氧型　使酵母菌大量繁殖　O2不足时，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精　C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2‎ ‎【解析】　乳酸菌为原核生物，同真核生物相比，乳酸菌无核膜包围的细胞核，代谢类型为异养厌氧型，以二分裂的方式增殖，细胞呼吸类型为无氧呼吸，反应式可写为C6H12O62C3H6O3＋能量；酵母菌为真核生物，其代谢类型为异养兼性厌氧型，进行出芽生殖，工业生产上常用做酿酒的菌种，有氧时大量繁殖，无氧时则发酵产生酒精，该过程可表示为C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2。‎ ‎[高考链接·明考情]‎ 一、选择题 ‎1．(2019·江苏卷)下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是(　B　)‎ A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵 B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵 C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反 D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵 真题解析：‎ 乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下，将葡萄糖分解成乳酸，因此，利用乳酸菌制作酸奶的过程中，应该密封发酵，A错误。家庭制作果酒、果醋和腐乳的过程中存在多种微生物，通常都不是纯种发酵，B正确。醋酸菌在氧气充足、糖源充足时，能将果汁中的糖分解成醋酸，在缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，从而使发酵液中的pH逐渐降低；而在果酒制作过程中，酵母菌在细胞呼吸过程中会生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，也会使发酵液中的pH逐渐降低，C错误。毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，因此，毛霉主要通过产生脂肪酶和蛋白酶参与腐乳发酵，D错误。‎ ‎2．(2018·江苏卷)某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是(　B　)‎ 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 真题解析：果酒发酵过程中，有机物分解会释放热能，使发酵罐的温度逐渐升高，为了不影响酵母菌的发酵过程，为其提供适宜的温度，在夏季生产时应对发酵罐进行降温处理，A正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精，因此发酵产酒精过程中不能通入空气，[1]B错误；‎ 由于发酵过程中会产生气体，[2]增大发酵罐中的气压，因此发酵罐内的压力不会低于大气压，C正确；当发酵液中糖的浓度低于一定值时可以终止发酵，D正确。‎ 真题探源：[1]教材第2页：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。‎ ‎[2]教材第4页：在发酵过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，以放出CO2。‎ 核心素养链接：本题考查制作果酒的发酵装置、发酵条件和结果检测，意在考查学生利用所学知识解决实际问题的能力，对学生的观察能力和推理能力要求较高，渗透着对学生科学探究等生物学科核心素养的培养。‎ ‎3．(2017·江苏改编)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是(　D　)‎ 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 真题解析：酵母菌是兼性厌氧菌，[1]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，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸，B正确；温度通过影响酶活性进而影响酵母菌等微生物的生长，[2]故果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关，C正确；气体入口在液面下而气体出口在液面上，二者若交换使用，会导致发酵液喷出，D错误。‎ 真题探源：[1]教材第2页：酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。‎ ‎[2]教材第2页：温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。‎ 核心素养链接：本题考查制作果酒和果醋的发酵装置与发酵条件，要求学生在对比分析中掌握相关知识，体现了对学生科学思维等生物学科核心素养的培养。‎ ‎4．(2017·江苏卷)下列关于“腐乳的制作”实验，叙述正确的是(　B　)‎ A．控制发酵温度的主要目的是腐乳调味 B．腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用 C．毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉 D．成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生 真题解析：控制发酵温度的主要目的是利于毛霉等微生物的生长，A错误；腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用，[1]B正确；毛霉的主要作用是产生蛋白酶和脂肪酶分解蛋白质和脂肪，[2]C错误；成品腐乳表面的粘性物质主要是毛霉产生的菌丝，[3]D错误。‎ 真题探源：[1]教材第7页：加酒可以抑制微生物的生长，……香辛料可以调制腐乳的风味，也具有防腐杀菌的作用。‎ ‎[2]教材第6页：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。‎ ‎[3]教材第6页：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。毛霉是一种丝状真菌，……具有发达的白色菌丝。‎ 核心素养链接：本题主要考查腐乳制作的原理、流程和相关实验现象的分析等，体现了对学生生命观念、科学探究等生物学科核心素养的培养。‎ 二、非选择题 ‎5．(2016·天津卷)‎ 天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。‎ ‎(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶在最适温度条件下催化能力最强。‎ ‎(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高酵母菌的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。‎ ‎(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下。‎ ‎①发酵过程中，定期取样测定醋酸杆菌密度变化，趋势如下图。据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点是先快速增长后趋于稳定，由此推测，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是氧气、营养物质、pH。‎ ‎②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中，发酵缸中颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动，或下)层的醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。‎ ‎③‎ 成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变，加剧了不同种类乳酸菌的种间竞争(或竞争)，淘汰了部分乳酸菌种类。‎ 真题解析：(1)酶在最适温度、最适pH等条件下催化能力最强，所以添加酶制剂需要控制温度。(2)酵母菌在有氧条件下能大量繁殖，增加酵母菌数量，有利于密闭阶段在无氧条件下获得更多酒精产物，因而发酵初期应先通气。(3)①由图示可知，第15天A、B层颠倒后，B层醋酸杆菌先快速增长后趋于稳定。颠倒后每天只翻动B层，与颠倒前相比，B层能接触更多氧气，醋酸杆菌大量繁殖，说明影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气；后来随着营养物质的消耗及pH的降低，醋酸杆菌数量趋于稳定，说明影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素还有营养物质、pH等。②颠倒前的B层和颠倒后的A层(即下层)缺氧，有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。③发酵后期营养物质的消耗使不同种类的乳酸菌的种间竞争加剧，淘汰了部分种类的乳酸菌。‎ ‎6．(2016·全国卷Ⅱ)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，在酵母菌细胞的细胞质基质中进行，其产物乙醇与重铬酸钾试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。‎ ‎(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，该过程需要在有氧条件下才能完成。‎ ‎(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度低于(填“低于”或“高于”)第二阶段的。‎ ‎(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含有(填“含有”或“不含有”)线粒体。‎ 真题解析：(1)酵母菌有氧呼吸第一阶段及无氧呼吸全过程在细胞质基质中进行；在酸性条件下，酒精与重铬酸钾反应呈现灰绿色。[1]图示过程③为细胞有氧呼吸第二、三阶段，在线粒体中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度快。[2](2)醋酸杆菌的呼吸作用类型为有氧呼吸，所以将乙醇转变为醋酸的过程需在有氧条件下进行。(3)酒精发酵时一般将温度控制在18～25 ℃，[3]醋酸发酵时一般将温度控制在30～35 ℃，[4]故在生产过程中，酒精发酵温度低于醋酸发酵温度。(4)醋酸杆菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体。‎ 真题探源：[1]教材第4页：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。‎ ‎[2]教材第2页：在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。‎ ‎[3]教材第4页：在制葡萄酒的过程中，要将温度严格控制在18～25 ℃。‎ ‎[4]教材第4页：在制葡萄醋的过程中，要将温度严格控制在30～35 ℃。‎