高中生物专题1传统发酵技术的应用第1课时果酒和果醋的制作同步备课教学案新人教版选修1

高中生物专题1传统发酵技术的应用第1课时果酒和果醋的制作同步备课教学案新人教版选修1

第 1 课时 果酒和果醋的制作 [学习导航] 1.通过回顾“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，掌握果酒制作的原理。2.结 合教材 P3 图 1－3，理解并掌握果酒和果醋制作的过程。3.结合教材 P4 图 1－4b 及操作提示， 学会设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。 [重难点击] 1.掌握发酵作用的基本原理和方法。2.学习制作果酒、果醋的实际操作技能。3. 设计并安装简单的生产果酒及果醋的装置。 一、果酒、果醋制作的原理 1.果酒制作的原理 (1)菌种：酵母菌。 ①菌种来源：主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。 ②代谢类型：异养兼性厌氧型。 ③生长繁殖最适温度：20 ℃左右。 ④分布场所：分布广泛，尤其种植水果类的土壤中。 (2)发酵原理 条件 反应式 发酵作用 有氧条件 C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O 大量繁殖 无氧条件 C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 酒精发酵 (3)发酵所需条件 ①环境条件：缺氧、pH 呈酸性。 ②温度：一般控制在 18～25 ℃。 2.果醋制作的原理 (1)菌种：醋酸菌。 ①菌种来源：人工接种醋酸菌。 ②代谢类型：异养需氧型，对氧气的含量特别敏感。 (2)发酵原理 ①氧气、糖源充足：醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。 ②氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。反应简式如下：C2H5OH ＋O2→CH3COOH＋H2O。 (3)发酵所需条件 ①环境条件：氧气充足。 ②温度：最适生长温度为 30～35 ℃。 1.发酵菌种 观察下面酵母菌与醋酸菌结构模式图，比较回答： (1)酵母菌和醋酸菌在细胞结构方面的主要区别是什么？ 答案 酵母菌属于真核生物，醋酸菌属于原核生物，酵母菌中有以核膜为界限的细胞核而醋 酸菌没有。 (2)酵母菌和醋酸菌的主要细胞分裂方式分别是哪种？ 答案 酵母菌主要进行有丝分裂，醋酸菌主要进行二分裂。 (3)酵母菌和醋酸菌发酵场所有何不同？ 答案 酵母菌的有氧呼吸场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸场所是细胞质基质。醋酸菌 是原核生物，只能进行有氧呼吸，全过程均在细胞质中进行。 2.发酵原理 (1)在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”，为什么？ 答案 通气的目的是：使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖； 密封的目的是：使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。 (2)酒精发酵过程中发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？ 答案 酵母菌首先进行有氧呼吸产生了水，然后进行无氧呼吸才产生酒精。 (3)为什么果酒搁置时间过久会有酸味，而且表面常有一层菌膜？ 答案 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，所以果酒搁置 时间过久，会因醋酸菌的代谢而产生醋酸。菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。 (4)醋酸菌进行醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要氧气这一重要条件，请说明原 因。 答案 醋酸菌是好氧菌，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。 归纳总结 1发酵是通过微生物的培养来大量生产各种代谢产物的过程，包括有氧发酵如醋 酸发酵、谷氨酸发酵和无氧发酵如酒精发酵，发酵不等于无氧呼吸。 2果酒的发酵过程分两个阶段——有氧呼吸阶段和无氧呼吸阶段，有氧呼吸阶段的目的是使 酵母菌大量繁殖，无氧呼吸阶段是产生酒精的时期。制作过程中产生的酒精更不利于杂菌生 长。 3醋酸菌是异养需氧菌，对氧气的含量非常敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断 通入氧气，也会引起醋酸菌的死亡。醋酸菌能氧化多种有机碳源，其氧化能力随菌种而异。 4在糖源供应不足的情况下，可以用果酒发酵后产生的乙醇来制造果醋。开瓶后的葡萄酒如 果密封不严，很快变酸也是这一原因。 1.下列关于果酒和果醋制作原理的叙述中，正确的是( ) A.果酒和果醋制作分别需要醋酸菌和酵母菌 B.制作果酒或果醋，都需要不断充入氧气 C.果酒和果醋制作过程中都有气体产生 D.酵母菌和醋酸菌都可以利用糖源进行发酵 答案 D 解析 果酒制作需要的微生物是酵母菌，果醋制作需要的微生物是醋酸菌，A 错误；由于酵母 菌要在无氧状态下才能产生酒精，所以在酒精发酵阶段不能通入氧气，B 错误；酵母菌在发酵 过程中始终有气体产生，而醋酸菌在缺少糖源时的发酵过程中无气体产生，C 错误；酵母菌可 以通过无氧呼吸将葡萄糖转化成酒精，醋酸菌可以在氧气和糖源都充足的条件下将葡萄糖转 化为醋酸，D 正确。 2.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，相关叙述正确的是( ) H2O＋CO2 醋酸＋H2O ③↑ ④↑ 葡萄糖 ――→① 丙酮酸 ――→② 乙醇 ＋ CO2 A.过程①和②都只能发生在无氧条件下 B.过程①和③都发生在酵母菌的线粒体中 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 答案 C 解析 过程①为细胞呼吸的第一阶段，有氧、无氧条件均可以发生；过程②为无氧呼吸的第 二阶段，只能发生在无氧条件下，故 A 错误。过程①在细胞质基质中进行，过程③为有氧呼 吸的第二、三阶段，在酵母菌线粒体内进行，需要氧气参与，故 B 错误。过程④为醋酸发酵 阶段，在醋酸菌细胞内进行，需要氧气参与，过程③也需要氧气参与，故 C 正确。过程①②③ 为酵母菌的呼吸作用，最适宜温度范围为 18～25 ℃；过程④为醋酸发酵阶段，最适宜温度为 30～35 ℃，故 D 错误。 易错辨析 果酒与果醋发酵中，酵母菌和醋酸菌代谢原理的辨析 (1)在果酒和果醋的发酵过程中，酵母菌进行有氧呼吸的目的是使酵母菌进行大量繁殖，醋酸 菌是好氧菌，在代谢过程中需要吸收氧气。 (2)酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸时都会产生 CO2，醋酸菌在缺少糖源时不产生 CO2。 二、果酒、果醋的制作流程 1.果酒、果醋的制作流程及装置分析 (1)实验流程 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 果醋 (2)实验装置 ①充气口；②排气口；③出料口。 2.果酒、果醋制作的操作要求及结果分析 (1)材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄，先冲洗，再除去枝梗。 (2)防止发酵液被污染 ①榨汁机要清洗干净，并晾干。 ②发酵装置要清洗干净，并用体积分数为 70%的酒精消毒。 (3)发酵条件的控制 ①装置：将葡萄汁装入发酵瓶，留大约 1/3 的空间。 ②制葡萄酒：关闭充气口；温度控制在 18～25 ℃，时间控制在 10～12 d 左右。 ③制葡萄醋：温度控制在 30～35 ℃，时间控制在 7～8 d 左右；适时通过充气口充气。 (4)果酒、果醋制作结果分析 ①酒精发酵的结果检测。 a.检测试剂：重铬酸钾。 b.检测条件：酸性条件。 c.实验现象：呈现灰绿色。 ②醋酸发酵的结果检测：可通过检测发酵前后的 pH 作进一步的鉴定。 1.发酵装置的组成及使用 (1)管口①②③分别有什么作用？ 答案 ①充气口：在酒精发酵时关闭，在醋酸发酵时连接充气泵充入无菌空气。 ②排气口：排出酒精发酵时产生的 CO2。 ③出料口：用来取样检测和放出发酵液。 (2)排气口胶管长而弯曲，有何作用？ 答案 防止空气中杂菌污染。 2.材料的选择与处理 (1)冲洗时先去梗还是先冲洗葡萄？为什么？ 答案 应该先冲洗葡萄再去梗，防止先去梗时损伤葡萄，再冲洗时增加被杂菌污染的机会。 (2)为什么冲洗葡萄的次数不能过多？ 答案 以防将葡萄皮上的野生型酵母菌冲洗掉。 3.发酵条件的控制 (1)葡萄汁充入发酵瓶后，为什么不能超过发酵瓶总体积的 2/3? 答案 因为有氧呼吸阶段酵母菌需要氧气，保留 1/3 的体积(空气)可以为酵母菌提供氧气， 还可以防止发酵液在发酵过程中溢出甚至引起爆炸。 (2)在果酒和果醋制作过程中，需要控制的温度相同吗？为什么？ 答案 不相同。因为二者所用微生物不同，果酒制作利用的是酵母菌，温度应严格控制在 18～ 25 ℃，果醋制作利用的是醋酸菌，温度应严格控制在 30～35 ℃。 (3)为防止杂菌污染，实验中采取了哪些措施？ 答案 需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。例如，①先冲洗葡萄再去梗；②清洗榨汁机 和发酵瓶并用体积分数为 70%的酒精消毒；③果酒发酵过程中拧松瓶盖，而不是拧开瓶盖。 4.实验结果分析与评价 (1)试分析在果酒制作过程中酵母菌数量、酒精浓度及发酵液的 pH 分别有何变化。 答案 酵母菌数量、酒精浓度先增加后稳定，发酵液的 pH 先下降后稳定。 (2)制作果酒时经检测发酵液中酵母菌数量适宜，但是没有产生酒精，试分析可能的原因是什 么。 答案 酒精发酵为无氧发酵，可能是发酵瓶密封不严。 (3)试分析在制作果醋时发酵液中醋酸菌的数量、发酵液的 pH 有何变化。 答案 醋酸菌数量先增加后稳定，发酵液 pH 先下降后稳定。 (4)制作果醋时，醋酸菌不能大量繁殖，试分析最可能的原因是什么。 答案 最可能是氧气不足造成的。醋酸菌是严格的好氧细菌，短时间缺氧就会大量死亡。 归纳总结 果酒和果醋制作流程和发酵条件的控制 比较项目 果酒制作 果醋制作 发酵温度 18～25 ℃ 30～35 ℃ 发酵时间 10～12 d 7～8 d 气体控制 先通气一段时间后再密封发酵容器或预留发 酵容器 1/3 的空间 需不断通入氧气(无菌空气) 杂菌控制 ①实验材料的冲洗和实验用具的灭菌 ②酸性的发酵液具有抑菌的作用 ③发酵菌种迅速形成优势种 制作流程 挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 ↓ ↓ 果酒 果醋 联系 制作果醋可在酒精发酵的基础上进行醋酸发酵 3.下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。 下列相关叙述中，错误的是( ) A.根据图 1 可知，利用葡萄制作果醋时，必须先进行酒精发酵然后再进行果醋发酵 B.冲洗葡萄时不能次数过多，否则果酒的制作会失败 C.图 2 中的装置中排气管长而弯曲的目的是防止被杂菌污染 D.制作果酒要关闭充气口、打开排气口，制作果醋时充气口和排气口都要打开 答案 A 解析 图 1 中的流程是酵母菌发酵产生果酒及醋酸菌利用果酒发酵产生果醋的过程，但醋酸 菌也可以在糖源和氧气充足的条件下直接利用糖类进行果醋发酵，A 错误。个人用简易装置制 作果酒时，所利用的酵母菌来自葡萄皮的表面，所以不能将葡萄冲洗次数过多，否则会冲洗 掉葡萄皮上的野生酵母菌，B 正确。图 2 中的排气管长而弯曲的目的是防止发酵液被杂菌污染， C 正确。由于酵母菌在有氧呼吸阶段利用的氧气来自装置中的空气，且无氧呼吸阶段需要保持 无氧状态，所以无需打开充气口，而发酵过程中都会有二氧化碳产生，所以要打开排气口； 醋酸菌属于好氧菌，所以要始终将充气口和排气口打开，D 正确。 一题多变 (1)图 1 中的操作流程中，如果果酒发酵完毕，需要改变什么条件后才能继续进行果醋发酵？ 答案 一是温度，果酒发酵的适宜温度是 18～25 ℃，而果醋发酵的适宜温度是 30～35 ℃； 二是气体的控制，果酒发酵过程中充气口关闭，但果醋发酵过程中要打开充气口。 (2)图 2 中出料口的作用是什么？如何检验有无酒精的产生？ 答案 出料口的作用是用来取样，检测有无酒精或醋酸的产生。检验酒精的方法是在酸性条 件下在样液中加入重铬酸钾溶液，如果溶液变为灰绿色，则说明有酒精产生。 4.下列评价果酒和果醋制作是否成功的方法中，错误的是( ) A.通过观察相关微生物的存在或数量变化进行鉴定 B.通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定 C.通过检测果酒发酵前后发酵液的温度变化进行鉴定 D.通过检测果醋发酵前后发酵液的酸碱度变化进行鉴定 答案 C 解析 发酵成功，微生物的数量会增加，A 正确。酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰 绿色，B 正确。果醋发酵过程中醋酸菌产生醋酸，发酵液 pH 会下降，D 正确。 拓展提升 酒精发酵进程的检测 酒精发酵的进程可以通过出料口取样检测，以便及时掌握发酵状况，并根据实际情况及时调 控发酵条件。 (1)酵母菌数量的检测：在整个发酵过程中，酵母菌数量应呈“S”型增长。 (2)酒精含量的检测：正常发酵过程中，酒精含量应先增加，后稳定。 果酒制作 菌种：酵母菌 原理：①有氧条件进行大量繁殖 反应式：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O ②无氧条件进行酒精发酵 反应式：C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2 果醋制作 菌种：醋酸菌 原理：①氧气、糖源充足，把糖分解为醋酸 ②糖源不充足，将乙醇转变为乙醛， 再转变为醋酸 1.下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是( ) A.两者的正常繁殖都离不开氧气 B.在无氧条件下，酵母菌可以生产酒精，醋酸菌则不能生产醋酸 C.两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖 D.醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸 答案 C 解析 醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命现象；酵母菌属于 兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不能满足其 繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气，A、B 正确；醋酸菌在缺乏糖源时， 能以酒精为原料合成醋酸，而酵母菌在无氧环境中能产生酒精，C 错误、D 正确。 2.在酿制果醋的过程中，下列相关说法正确的是( ) A.果醋的制作需用醋酸菌，醋酸菌是兼性厌氧型细菌，需先通一段时间氧气后密封 B.在发酵过程中，温度控制在 18～25 ℃，发酵效果最好 C.当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸而酿制成果醋 D.醋酸菌对氧气特别敏感，但仅在深层发酵时缺氧影响代谢活动 答案 C 解析 果醋制作利用醋酸菌发酵，它属于需氧型细菌，所以要始终通入氧气，A 错误；果醋制 作的适宜温度是 30～35 ℃，B 错误；糖源和 O2 充足时醋酸菌可将糖分解为醋酸，C 正确；醋 酸菌对氧气特别敏感，所以在制作果醋过程中要始终通入氧气，D 错误。 3.下列哪种条件下，醋酸菌可以将葡萄汁中的糖分分解成醋酸( ) A.氧气、糖源充足 B.氧气充足、缺少糖源 C.缺少氧气、糖源充足 D.氧气、糖源都缺 答案 A 解析 醋酸菌是一种好氧细菌，当氧气、糖源都充足时，将葡萄汁中的糖分分解成醋酸，A 项 正确，B、C、D 三项均错误。 4.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，先用清水冲洗掉葡萄皮表面的白色杂菌 B.榨汁前，榨汁机和发酵瓶都需要用体积分数为 30%的盐酸消毒 过程是酒精发酵，A 过程完成后，只需要提高一定的温度就能进行果醋发酵 D.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 答案 D 解析 制作果酒，用清水冲洗时不能除去葡萄皮表面上的白色杂菌；榨汁前要将榨汁机清洗 晾干，发酵瓶需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，需要打开充气口并适当提高温度才能进行果醋发酵。 5.某果酒厂的果酒滞销，预计将生产的部分果酒“转变”为果醋。研究人员设置了如图所示 的装置，其中乙瓶为发酵瓶。请回答下列问题： (1)大规模工业化生产果酒时，需要向果汁中接种纯净的 菌种，整个生产过程需 要在 条件下进行。 (2)在乙瓶中，当缺少糖源时，醋酸菌先将酒精变为 ，最后变为醋酸。在 果醋发酵过程中，需要不断向乙瓶中通入无菌空气，原因是 ；温度应 控制在 。 (3)可以用 来检验丙瓶中是否含有酒精。在酸性条件下，该物质与酒精反应使 溶液呈 色。 答案 (1)酵母菌 无菌 (2)乙醛 醋酸菌为好氧细菌 30～35 ℃ (3)重铬酸钾 灰绿 解析 (1)大规模工业化生产果酒时，为了提高果酒的品质，需要向果汁中接种纯净的酵母菌 菌种，整个生产过程需要在无菌条件下进行。(2)醋酸菌为好氧细菌，当缺少糖源时，醋酸菌 在有氧条件下将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。由于醋酸菌的最适生长温度为 30～35 ℃， 因此，应将发酵温度控制在此温度范围内。(3)在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应使溶液呈 现灰绿色。 课时作业 [学考达标] 1.下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是( ) A.为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶 B.醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染 C.制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖 D.果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋 答案 D 解析 葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 1/3 的空间，既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖， 又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出；醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发 酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染；制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气 体又可避免杂菌污染；醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。 2.下列防止发酵液被污染的操作中不正确的是( ) A.榨汁机要清洗干净，并晾干 B.发酵瓶要清洗干净，用无水酒精消毒 C.葡萄汁装入发酵瓶后，要密封充气口 D.发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连 答案 B 解析 发酵中所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物，一旦污染 菌种，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。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，防止器材上的杂菌进入发酵液；装入葡萄汁后，要密 封充气口，防止空气中的杂菌进入；发酵装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连， 目的是阻挡外界空气中的杂菌进入发酵液。 3.果汁发酵后，检验是否有酒精产生，下列叙述不正确的是( ) A.可以用重铬酸钾检验 B.需要设计对照实验 C.在酸性条件下，用重铬酸钾检验酒精能出现灰绿色 D.以上的操作需要加热 答案 D 解析 用重铬酸钾检验酒精的实验不需加热。 4.酵母菌培养液常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长， 其主要原因是( ) A.碳源供应太充足 B.细胞会发生质壁分离 C.酵母菌代谢旺盛，导致培养基严重缺 O2，影响菌体生长 D.葡萄糖不是酵母菌的原料 答案 B 解析 酵母菌培养时，外界葡萄糖浓度过高，会导致酵母菌失水过多，影响代谢甚至死亡。 5.在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是( ) A.经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌 B.其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源 C.在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能生存，其他杂菌不适应环境而被抑制 D.酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌 答案 C 解析 冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养 微生物都能利用糖；其他杂菌不能生长的根本原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。 6.乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产酒精，首先要把秸秆用相应的酶 进行预处理，然后用特定的微生物在特定的条件下，进行发酵生产酒精。以下关于处理秸秆 的酶、微生物种类和特定的条件的选择正确的是( ) A.淀粉酶、乳酸菌、充足氧气 B.纤维素酶、酵母菌、密封 C.纤维素酶、甲烷杆菌、密封 D.脂肪酶、酵母菌、充足氧气 答案 B 解析 玉米秸秆的主要成分是纤维素，要把它转化为葡萄糖才能被酵母菌利用发酵生产酒精， 所以秸秆预处理用的酶应该是纤维素酶。而发酵产生酒精的微生物是酵母菌，在发酵过程中 没有氧气时，才能进行无氧呼吸产生酒精，所以要严格密封。 [高考提能] 7.下图中甲是果酒和果醋发酵的装置图，乙是果酒和果醋制作过程中发生的物质变化。 下列相关叙述中，错误的是( ) A.用甲装置制作果酒时，要加入适量的酵母菌，且一直关紧阀 a，偶尔打开阀 b 几秒钟 B.用甲装置制作果醋时，发酵后期阀门 a 要关闭 C.乙图中过程②只能发生在无氧条件下 D.过程③和④都需要氧气的参与 答案 B 解析 由于在制作果酒过程中，第一阶段需要的氧气来自装置中发酵液以上的空气，所以阀 门 a 无需打开；果酒制作过程中，无论是有氧呼吸阶段还是无氧呼吸阶段，都会产生 CO2，所 以要偶尔打开阀门 b，以排出装置中的 CO2，A 项正确。由于制作果醋所需的微生物是醋酸菌， 醋酸菌是好氧菌，所以阀门 a 要始终打开，B 项错误。乙图中过程②是无氧呼吸，需要在无氧 条件下进行，C 项正确。有氧呼吸(①＋③)需要氧气条件，醋酸发酵(④)也需要氧气，D 项正 确。 8.酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖悬 浊液中通入空气。在短时间内发生的变化是( ) ①乙醇的产量增加 ②乙醇的产量降低 ③葡萄糖消耗下降 ④葡萄糖消耗明显增加 A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ 答案 B 解析 在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸产生 CO2 和 H2O，乙醇的产量降低，而酵母菌数量 大大增加，使葡萄糖的消耗明显增加。 9.下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述，错误的是( ) A.果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同 B.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 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，但需控制不同发酵条件 答案 A 解析 制作果酒的菌种是酵母菌，是兼性厌氧菌，制作果醋的菌种是醋酸菌，是好氧菌。 10.如图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.两种装置都可用于果酒的制作 B.利用装置乙制作葡萄酒时，葡萄汁装入发酵瓶要留有大约 1/3 的空间 C.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.装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染 答案 C 解析 用装置乙制作果酒时温度应控制在 18～25 ℃，制作果醋时温度应控制在 30～35 ℃。 11.如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)如果用葡萄酒来制作葡萄醋，请写出反应式： 。醋酸菌 最适生长温度范围是 。 答案 (1)有氧呼吸 密封 (2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和 CO2，酒精的密度比糖水低 (3)B (4)C2H5OH＋O2――→酶 CH3COOH＋H2O 30～35 ℃ 解析 果酒制作的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，以使酵母菌繁殖，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 ℃。 12.某同学利用图 1 所示装置制作苹果酒和苹果醋，请分析回答有关问题： (1)可分别利用酵母菌和 菌制作果酒和果醋，这两种微生物的主要区别是 后者为 (填“厌氧”“好氧”或“兼性厌氧”)微生物。 (2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约 1/3 的空间，目的是 。 (3)酵母菌利用苹果汁进行酒精发酵的反应式为 ，密封充气 口后可用 检测是否有酒精生成。 (4)要利用苹果酒继续发酵生产苹果醋，接种发酵所用菌种后，需要将发酵温度改变 为 ，并 。 (5)图 2 中能表示装置内液体发酵过程中 pH 变化的曲线是 。 答 案 (1) 醋 酸 好 氧 (2) 利 于 酵 母 菌 进 行 繁 殖 ； 防 止 发 酵 旺 盛 时 汁 液 溢 出 (3)C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 (酸性)重铬酸钾 (4)30～35 ℃ 适时通过充气口充气 (5)② 解析 (1)制作果醋所用的微生物是醋酸菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，而醋酸菌是好氧微生 物。(2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约 1/3 的空间，可利于酵母菌进行繁殖，同时防止发酵 旺盛时汁液溢出。(3)在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。(4)制作果酒时所 需的条件是厌氧、18～25 ℃，而制作果醋时所需的条件是有氧、30～35 ℃。(5)初期酵母菌 进行酒精发酵时，产生的 CO2 使溶液 pH 略微下降，进行果醋发酵时，产生了大量的醋酸，使 溶液 pH 快速下降，所以图 2 中符合条件的是曲线②。 [真题体验] 13.(2015·江苏，24)下图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是(多选)( ) A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快 B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2 C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长 D.若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气 答案 ABC 解析 A 项错，发酵后期，底物减少、酒精浓度增加等因素，都会造成酒精产生速率减慢；B 项错，发酵初期，由于发酵瓶中有氧气，酵母菌能进行有氧呼吸产生二氧化碳；C 项错，发酵 后期，酵母菌种群增长曲线呈下降趋势；D 项对，发酵瓶漏气，会使醋酸菌大量繁殖而形成表 面观察到的菌膜。 14.(2014·江苏，24 改编)某同学设计了右图所示的发酵装置，下列有关叙述不正确的是 ( ) A.该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵 B.该装置便于果酒发酵中产生的气体排出 C.去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸 D.去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似 答案 C 解析 该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵，A 正确；果酒发酵产生的 CO2 可溶解在弯管的水中，进一步通过水排出，B 正确；醋酸菌是好氧菌，因没有通入无菌空 气，去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌的呼吸需求，C 错误；去除弯管中的水 后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似，D 正确。 15.(2016·全国甲，39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题： H2O＋CO2 ③↑ 葡萄糖 ――→① 丙酮酸 ――→② 乙醇＋CO2 (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。 (4)醋酸菌属于 核生物，其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)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 解析 (1)图示中的过程①和②分别表示无氧呼吸的第一、第二阶段，其场所均为细胞质基质； 橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成灰绿色。过程③表示 有氧呼吸的第二、第三阶段，其场所分别为线粒体基质和线粒体内膜，即在酵母菌细胞的线 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)醋酸菌是一种好氧 菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸 的过程，需要在有氧条件下才能完成。(3)第一阶段即果酒的制作，所控制的温度范围是 18～ 25 °C，第二阶段即果醋的制作，所控制的温度范围是 30～35 °C，所以第一阶段的温度低 于第二阶段。(4)醋酸菌属于原核生物，其细胞结构中不含线粒体等复杂的细胞器。