高考圈题(新课标I卷)高考生物总复习 题组训练16 发酵工程

题组16 发酵工程（一）考法解法【命题特点分析】本部分属于每年高考选考内容，近年来多以非选择题（选做题）的形式呈现，难度系数在0.5-0.6之间；考查重点为食品发酵工艺。

试题多以进行实验设计或者其他考查，考查的内容多种多样。

既注重对主干知识的考查，又重点考查“双基”和实验能力。

【解题方法荟萃】解决该部分试题，需要从以下几个方面着手考虑：果酒果醋腐乳泡菜微生物类型酵母菌(真菌)兼性厌氧菌醋酸杆菌(细菌)好氧细菌毛霉(真菌)好氧菌乳酸菌(细菌)厌氧菌原理酵母菌无氧呼吸产生酒精醋酸杆菌有氧呼吸产生醋酸毛霉代谢产生蛋白酶和脂肪酶乳酸菌无氧呼吸产生乳酸控制条件前期有氧后期无氧，20℃左右有氧，30℃～35℃有氧，15℃～18℃无氧，常温实验流程（二）真题剖析【题干】（2013·全国新课标I卷理综·39）回答下列有关泡菜制作的习题：（1）制作泡菜是，所用盐水煮沸，其目的是。

为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是。

（2）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行的过程。

该过程发生在乳酸菌的中。

（3）泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有、和等。

（4）从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是，原因是：。

【答案】（1）消灭杂菌增加乳酸菌含量（2）无氧呼吸细胞质（3）温度、食盐用量、腌制时间（4）乳酸菌数量增加，杂菌数量较少乳酸菌比杂菌更为耐酸【解析】（1）盐水中可能含有杂菌，制作泡菜时，所用盐水需要煮沸，以便杀死盐水中的杂菌。

陈泡菜中含有现成的乳酸菌，加入后，可以缩短制作时间。

（2）乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程。

该过程发生在乳酸菌细胞的细胞质基质中。

（3）都泡菜的制作过程中，影响亚硝酸盐含量的因素有温度过高、食盐用量不足、腌制时间等。

（4）从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐发酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量增加，其他杂菌较少；原因是酸性条件下，不利于杂菌生存，增加乳酸菌的数量。

（三）高考圈题【题干】酸菜，古称菹，《周礼》中就有其大名。

制作酸菜的初衷是为了延长蔬菜保存期限。

请回答：（1）酸菜制作起主要作用的微生物是。

但是在发酵初期，很多杂菌会大量繁殖，其中导致泡菜水的表面长白膜的微生物是。

（2）实验室可采用法进行菌种纯化，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。

（3）为了保持所获得菌种纯净，需要进行菌种的保藏。

若采用l临时保藏，将菌种接种在上，放人4℃冰箱中可保藏3～6个月；若要长期保存，可将菌液与灭菌的混匀，放在-20℃的冰箱中保存一年。

（4）市场上购买的真空包装酸菜，在没有发生漏气状态下发生了“胀袋”现象，A同学怀疑是杂菌污染导致的，B同学怀疑是乳酸菌大量繁殖导致的，说出你支持谁的观点并说出理由。

支持，理由是。

【答案】（1）乳酸菌酵母菌（或产膜酵母）（2）平板划线法或稀释涂布平板法（任意答对一个即给分）维生素（3）斜面培养基甘油（4）A 乳酸菌代谢过程中不产生气体（或乳酸菌呼吸作用不产生二氧化碳）【圈题理由】本题涉猎泡菜的制作原理、微生物的培养与应用的相关重点基础知识，重在考查学生对知识的识记、理解，及对知识间的内在联系掌握程度。

【解析】（1）酸菜属于泡菜这个大家族中的成员之一，泡菜的制作以乳酸菌的发酵为主。

但是在发酵初期，发酵液中的营养及其表面氧气的含量较为丰富，利于酵母菌（或产膜酵母）的繁殖，导致泡菜水的表面长白膜。

（2）在实验室中，可采用的纯化菌种的方法有平板划线法或稀释涂布平板法。

在培养乳酸菌时，与常规培养基相比还需要额外在培养基中添加维生素。

（3）临时保藏菌种，需将菌种接种在固体斜面培养基上，放人4℃冰箱中可保藏3～6个月；对于需要长期保藏的菌种，可以采用甘油管藏的方法，即将菌液与灭菌的甘油混匀，放在-20℃的冰箱中保存一年。

（4）乳酸菌是厌氧菌，无氧呼吸的产物只有乳酸，没有气体（二氧化碳）生成。

若从市场上购买的真空包装酸菜，在没有发生漏气状态下发生了“胀袋”现象，应是杂菌污染导致的，因此A同学的观点正确。

【题干】醋酸菌是食品工业中常用的微生物，不仅可用于生产醋酸，某些类型还可用于生产细菌纤维素。

回答下列问题：（1）醋酸菌在缺少糖源的情况下，可将乙醇氧化为，进而生成醋酸。

进行醋酸发酵时，为了维持醋酸发酵培养液pH的相对稳定，可向培养液中加入。

（2）筛选接种时，为了避免环境中微生物的污染，实验操作应在附近进行；某同学采用平板划线法进行接种，在适宜条件下培养一段时间后．发现一个培养皿中某部位的菌落分布呈沟槽状，与其他部位的菌落分布有明显差异，其原因最可能是划线时该部位。

（3）将鉴定的菌种进行临时保存时，可在低温下使用试管斜面保存，但该方法除保存时间短外，菌种还易；若需较长时间保存菌种，可用的方法是。

（4）利用筛选出的优质菌种进行生产时．研究人员测得培养过程中的细菌纤维素产量、培养液中的残糖量和残氮量如图所示。

图中代表培养液中残氮量的是曲线。

与B 曲线相比，A曲绂下降更快的主要原因是。

【答案】(1)乙醛缓冲物质(2)酒精灯火焰（1分）培养基表面被划破(3)被污染或产生变异甘油管藏(4)B 该细菌合成纤维素需要大量糖源【圈题理由】本题涉猎泡菜的制作原理、微生物的培养与应用的相关重点基础知识，重在考查学生对知识的识记、理解，及对知识间的内在联系掌握程度。

【解析】（1）醋酸菌在缺少糖源的情况下，可将乙醇氧化为乙醛，乙醛进一步氧化为乙酸。

为维持PH的相对稳定可以加入缓冲物质。

（2）在接种实验中为了避免微生物的污染应在酒精灯火焰附近进行整个操作。

采用平板划线法进行接种，如果培养一段时间后发现一个培养皿中某部位的菌落分布呈沟槽状，最可能是操作时用力不均匀培养基表面被划破了。

（3）菌种临时保存在低温下使用试管斜面保存时除保存时间短外，菌种还易被污染或产生变异。

较长时间保存菌种可以采用甘油管藏法。

（4）纤维素是多糖，细菌产生纤维素主要是利用糖类，而糖类中没有N元素，至少微生物需要氮源，因此在纤维素量上升的时候，对含N量没有太大影响，该曲线应下降较小，由图可知应是B曲线代表的。

与B曲线相比，A曲绂下降更快的主要原因是该细菌合成纤维素需要大量糖源。

（四）分层训练1．下面是某同学制作果酒、果醋的实验流程示意图。

（1）发酵罐1和发酵罐2中的微生物在结构上的主要区别是前者____ ，要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，除了满足适宜的温度、pH等条件外，还需做到。

（2）判断发酵罐1中优势菌种的数量最简单的实验方法是，通过此种方法统计获得的优势菌种的数量往往（大于、小于）发酵罐1优势菌种活菌的实际数量。

（3）下图表示纯化菌种的操作过程，过程一是方法，过程二是方法，欲从发酵罐2中分离出优势菌种并进行计数应选用过程。

（4）分离并获得菌种后，若需长期保存，应使用法。

【答案】（1）有核膜包被的细胞核（有成形的细胞核）酒精发酵时不通入氧气，醋酸发酵时连续通入氧气（2）显微镜直接计数法大于（3）平板划线法稀释涂布平板法二（4）甘油管藏【解析】（1）发酵罐1中的微生物是酵母菌，酵母菌是真核生物，发酵罐2中的微生物是醋酸菌，醋酸菌是原核生物，在结构上的主要区别是前者有核膜包围的细胞核。

果酒的制作是利用酵母菌在无氧条件下，进行酒精发酵产生大量酒精；果醋制作的原理是：醋酸菌在氧气、糖源充足时，将糖分分解成醋酸，在缺少糖原时，将乙醇变为乙醛，再变为醋酸。

所以要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，除了满足适宜的温度、pH等条件外，还必须在酒精发酵时不通入氧气、在醋酸发酵时需要连续不断通入氧气。

（2）根据发酵罐1中微生物形态、数量可以判断哪种类型是优势菌种，最简单的方法是采用显微镜直接计数法。

此种方法获得的优势菌种的数量大于发酵罐1优势菌种活菌的数量。

（3）分析图示可知，过程一是平板划线法，过程二是稀释涂布平板法。

过程二不但能分离菌种，还可以用于对菌种的计数，因此欲从发酵罐2分离出优势菌种并对其进行计数应选用过程二。

（4）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。

2．近年来，纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮，其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。

请分析回答下列问题：（15分）（1）在果醋制作时，运用醋酸菌在供应______和糖源充足时，将糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸，请写出该过程的化学反应式：______。

（2）腐乳制作的流程是：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。

用盐腌制时，应注意控制________；配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在________%左右。

（3）制作泡菜的原理是____________________________________________。

蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。

在____________________条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________________反应后，与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成__________色染料。

【答案】（1）氧气 C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O（2）盐的用量 12（3）乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸（4）盐酸酸化重氮化玫瑰红【解析】（1）在果醋制作时，运用醋酸菌在供应氧气和糖源充足时，将糖分解成醋酸；在糖源不充足时，也可以利用酒精生成醋酸，反应式为C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O。

（2）腐乳制作的流程是：让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。

用盐腌制时，应注意控制盐的用量，配制卤汤时，要使卤汤中酒的含量控制在12%左右。

（3）制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖，将葡萄糖分解成乳酸。

蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。

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。

3．回答下列关于腐乳和果酒制作的问题：（1）腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。

多种微生物参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是，其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为和；（2）腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。

卤汤具有一定的，还能使腐乳具有独特的风味。

（3）酒精发酵时一般将温度控制在，利用酵母菌制作果酒的原理可用反应式：表示。

（4）利用玻璃瓶进行果酒发酵时，发酵液不能超过玻璃瓶容积的2/3，原因是。

（5）在下图中用曲线表示在发酵阶段酵母菌种群个体数量的变化情况。

【答案】（1）毛霉小分子的肽氨基酸（2）防腐作用外（3）18～25 ℃ C6H12O62C2H5OH＋2 CO2＋能量（4）既为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又防止发酵旺盛时汁液溢出（5）如图【解析】（1）发酵过程中起作用的微生物有多种，如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉，毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸。