高考生物考题集萃含答案解析——传统发酵技术的应用

第11章第48讲
1．(2017·江苏卷)下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(多选)(ABC)
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
解析通入的气体不同，微生物的呼吸类型不同，发酵的产物不同，A项正确；酵母菌为兼性厌氧菌，在发酵前期进行有氧呼吸，大量繁殖，在发酵中期通入氮气，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精，B项正确；温度可影响微生物的代谢速率，进而影响发酵周期，C项正确；气体入口通入的空气是无菌空气，且气体入口处的管道伸入到装置底部，不可与气体出口交换使用，D项错误。

2．(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。

解析(1)图中过程①和②表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段，发生场所是细胞质基
质；乙醇可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应；过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段，发生在线粒体中；与无氧呼吸相比，有氧呼吸过程释放的能量多，所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度较快。

(2)醋酸杆菌是好氧菌，所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。

(3)酵母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是18～25 ℃和30～35 ℃。

(4)醋酸杆菌属于细菌，是原核生物，原核细胞中不含有线粒体。

3．(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。

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(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(或不翻动，或下层)的A__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。

解析(1)因酶在最适温度下的催化能力最强，故发酵过程中需控制好反应温度。

(2)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下分解有机物释放能量多，繁殖快。

(3)曲线图显示，与翻动前相比，B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定，对比翻动前后B层醋酸杆菌所处环境条件知，影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。

乳酸菌是厌氧型微生物，处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。

随着发酵时间的推移，环境中营养物质减少，代谢废物增多，微生物生存条件恶劣，不同种乳酸菌间的竞争加剧，部分菌种因不适应环境而被淘汰。