高中生物发酵技术实践微专题突破苏教版选修

微专题突破发酵技术实践

1．传统发酵技术中常用菌种的比较

菌种

项目

酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌结构方

面分类

真核生物原核生物真核生物原核生物

代谢类型

异养兼

性厌氧

异养需氧异养需氧异养厌氧繁殖方式

适宜条

件下出

芽生殖

二分裂孢子生殖二分裂生产应用酿酒酿醋制作腐乳制作泡菜

发酵

条件

氧气

初期需氧

后期无氧

一直需氧一直需氧无氧

适应

温度

18～25 ℃30～35 ℃15～18 ℃室温

3.影响发酵的因素

(1)温度：温度对微生物的影响是多方面的。首先温度影响酶的活性和产物合成途径。其次温度还会影响发酵液的物理性质，以及菌种对营养物质的分解吸收等。菌体生长和产物合成所需的温度不一定相同，通常通过实验来确定不同菌种各发酵阶段的最适温度，并采取分段控制。

(2)pH：pH能影响酶的活性，以及细胞膜的带电状况，此外，pH还会影响培养基中营养物质的分解等，因此应控制发酵液的pH。不同菌种生长阶段和合成阶段的最适pH往往不同，需要分别加以控制。

(3)溶解氧：氧的供应对需氧发酵来说，是一个关键因素。在发酵过程中，菌种只能利用发酵液中的溶解氧，然而氧气很难溶于水，因此必须向发酵液中补充大量氧气，并不断搅拌，以增加发酵液中的溶氧量。

[对点训练]

1．果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作都离不开微生物的发酵作用。下列叙述正确的是( ) A．制作果酒时，自始至终都要保持无氧状态，这样才能提高产量

B．果醋发酵时，要保持充足的氧气

C．毛霉是唯一参与豆腐发酵的微生物

D．参与泡菜制作的微生物不能用于生产酸奶

【解析】要提高果酒的产量，首先要增加酵母菌的种群数量，所以，果酒发酵的前期先通入氧，促进酵母菌的繁殖。醋酸菌是一种好氧细菌，进行深层发酵时，即使短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。现代科学研究表明，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。泡菜的制作离不开乳酸菌，常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，乳酸杆菌常用于生产酸奶。

【答案】 B

2．在制作果酒、果醋、腐乳、泡菜时，发酵过程对氧气的需求的相关叙述正确的是( )

【导学号：67850033】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．泡菜发酵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发酵

【解析】果酒制作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，充分使毛坯蛋白或脂肪水解为小分子的肽和氨基酸、甘油和脂肪酸。

【答案】 C

3．如图所示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．两种装置都可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作

B．利用装置甲制作腐乳时，应随着豆腐块层数的加高而增加盐量

C．利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．装置乙的排气口是一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染

【解析】本题考查果酒、果醋和腐乳的制作。在制作果酒时温度应控制在18～25 ℃，且制作果醋时的温度高于果酒。

【答案】 C

4．下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述中，不正确的是( )

A．果酒和果醋发酵的菌种不同，但代谢类型相同

B．制作果酒和果醋时都需要用70%的酒精对发酵瓶进行消毒

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，但需控制不同的发酵条件

【解析】果酒制作所用的菌种是酵母菌，果醋制作所用的菌种是醋酸菌，前者的代谢类型是兼性厌氧型，后者是需氧型，二者的代谢类型不同。

【答案】 A

5.(多选)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，合理的是( )

【导学号：67850034】A．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长

B．条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸

C．果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小

D．将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量

【解析】果酒发酵后期，因营养物质的消耗、pH改变等原因，酵母菌呼吸产生CO2的量变小，所以可延长拧松瓶盖的间隔时间，A项正确；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸，B项正确；果酒发酵过程中不断消耗葡萄糖产生酒精，导致发酵液的密度逐渐降小，C项正确。制作腐乳时，对长满毛霉的豆腐加盐腌制时，需逐层加盐，并随层数加高而增加用盐量，在近瓶口表面要铺得厚一些，D项错误。

【答案】ABC

6．(2016·全国甲卷)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______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________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”)第二阶段的。

(4)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________(填“含有”或“不含有”)线粒体。

【解析】(1)图中过程①和②是酵母菌无氧呼吸产生乙醇的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。乙醇可用酸性重铬酸钾试剂检测，颜色由橙色变为灰绿色。过程③为有氧呼吸的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌，因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌产生乙醇的适宜温度为18～25 ℃，第二阶段醋酸杆菌产生醋酸的适宜温度为30～35 ℃，第一阶段的温度低于第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞器只有核糖体一种，不含线粒体。

【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

7．随着生物技术的快速发展，发酵工程为人类提供了越来越多的产品。在发酵过程中，果醋、果酒、腐乳、泡菜所用的菌种依次为__________、________、________、________。