《2020版高考生物一輪復習 生物技術與工程 第1講 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用教學案 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020版高考生物一輪復習 生物技術與工程 第1講 傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用教學案 新人教版（12頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 第1講　傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用 [考綱展示]　1.運用發(fā)酵加工食品的基本方法　2.利用微生物進行發(fā)酵來生產特定的產物 考點一| 果酒和果醋的制作 1．菌種的比較 比較項目 菌種 生物類群 代謝類型 菌種來源 果酒制作 酵母菌 真核生物 異養(yǎng)兼性厭氧型 附著在葡萄皮上的酵母菌 果醋制作 醋酸菌 原核生物 異養(yǎng)需氧型 變酸的酒表面的菌膜 2．原理及發(fā)酵條件 果酒制作 果醋制作 制作原理 反應 有氧條件下，大量繁殖：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O無氧條件下，酒精發(fā)酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2 氧氣、糖源充足時：C6H1

2、2O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O 缺少糖源、氧氣充足時：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O 發(fā)酵條件 溫度 一般酒精發(fā)酵為18～25_℃，繁殖最適為20_℃左右 最適為30～35_℃ 空氣 前期：需氧；后期：不需氧 需要充足的氧氣 時間 10～12 d 7～8 d 3．實驗流程 (1)實驗用具消毒 (2)挑選、沖洗葡萄 (3)榨汁→用榨汁機榨取葡萄汁，裝入發(fā)酵瓶中 (4)果酒發(fā)酵 (5)取樣檢測 (6)果醋發(fā)酵 4．實驗結果分析 (1)若酵母菌數量少，產生的酒精少：原因是發(fā)酵前期，酵母菌有氧呼吸不足。 (2)若酵母菌數量充足，但

3、是產生的酒精較少或不能產生酒精：原因是發(fā)酵后期密封不嚴。 1．果酒制作時，應該從哪些方面防止發(fā)酵液被污染？(至少答兩點) 提示：需要從發(fā)酵制作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發(fā)酵裝置要清洗干凈；每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。 2．如圖為果酒果醋制作實驗裝置圖。請據圖回答問題。 (1)圖中發(fā)酵瓶中葡萄汁的量是否恰當？為什么？ 提示：不恰當，因為葡萄汁的量不能超過發(fā)酵瓶體積的2/3，而且不能將排氣口淹沒。 (2)果酒發(fā)酵時為什么要適時排氣？ 提示：防止發(fā)酵裝置爆裂。 (3)醋酸菌醋酸發(fā)酵時，無論是利用糖源還是酒精，甲都需要打

4、開，請說明其原因。 提示：醋酸菌是一種好氧細菌，在發(fā)酵過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會引起醋酸菌的死亡。 考法1　考查果酒、果醋的制作原理、流程等 1．(2016·全國卷Ⅱ)蘋果醋是以蘋果汁為原料經發(fā)酵而成的?；卮鹣铝袉栴}： (1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過程①和②是蘋果醋生產的第一階段，在酵母菌細胞的____________中進行，其產物乙醇與________試劑反應呈現灰綠色，這一反應可用于乙醇的檢驗；過程③在酵母菌細胞的________中進行。與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度________。 (2)第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產

5、生的乙醇轉變?yōu)榇姿岬倪^程，根據醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過程需要在________條件下才能完成。 (3)在生產過程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度________(填“低于”或“高于”)第二階段的。 (4)醋酸桿菌屬于________核生物，其細胞結構中____________(填“含有”或“不含有”)線粒體。 解析：(1)圖中過程①和②是酵母菌無氧呼吸產生乙醇的過程，無氧呼吸的場所是細胞質基質。乙醇可用酸性重鉻酸鉀試劑檢測，顏色由橙色變?yōu)榛揖G色。過程③為有氧呼吸的第二和第三階段，場所為線粒體。在有氧條件下酵母菌進行有氧呼吸，產生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧條

6、件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸桿菌是好氧型細菌，因此，在醋酸桿菌作用下，將乙醇轉變?yōu)榇姿岬倪^程需要在有氧條件下才能完成。(3)在生產過程中，第一階段酵母菌產生乙醇的適宜溫度為18～25 ℃，第二階段醋酸桿菌產生醋酸的適宜溫度為30～35 ℃，第一階段的溫度低于第二階段的。(4)醋酸桿菌屬于原核生物，原核細胞中的細胞器只有核糖體一種，不含線粒體。 答案：(1)細胞質基質　酸性重鉻酸鉀　線粒體　快　(2)有氧　(3)低于　(4)原　不含有 考法2　考查發(fā)酵條件的控制等 2．天津獨流老醋歷史悠久、獨具風味，其生產工藝流程如圖所示。 (1)在糖化階段添加酶制劑需要控制反應溫度，這是

7、因為酶_______。 (2)在酒精發(fā)酵階段，需添加酵母菌。在操作過程中，發(fā)酵罐先通氣，后密閉。通氣能提高_______的數量，有利于密閉時獲得更多的酒精產物。 (3)在醋酸發(fā)酵階段，獨流老醋采用獨特的分層固體發(fā)酵法，發(fā)酵30天。工藝如下。 ①發(fā)酵過程中，定期取樣測定醋酸桿菌密度變化，趨勢如圖。據圖分析，與顛倒前相比，B層醋酸桿菌在顛倒后密度變化的特點是____________________，由此推測，影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素是________________。 ②乳酸含量高是獨流老醋風味獨特的重要成因。發(fā)酵過程中，發(fā)酵缸中_____________________

8、___層的醋醅有利于乳酸菌繁殖，積累乳酸。 ③成熟醋醅中乳酸菌的種類明顯減少，主要原因是發(fā)酵后期營養(yǎng)物質消耗等環(huán)境因素的改變，加劇了不同種類乳酸菌的________，淘汰了部分乳酸菌種類。 解析：(1)因酶在最適溫度下的催化能力最強，故發(fā)酵過程中需控制好反應溫度。(2)酵母菌是兼性厭氧型微生物，在有氧條件下分解有機物釋放能量多，繁殖快。(3)曲線圖顯示，與翻動前相比，B層在翻動后醋酸桿菌密度先快速增加而后趨于穩(wěn)定，對比翻動前后B層醋酸桿菌所處環(huán)境條件知，影響醋酸桿菌密度變化的主要環(huán)境因素有氧氣濃度、pH及營養(yǎng)物質含量等。乳酸菌是厭氧型微生物，處于發(fā)酵缸下層的醋醅有利于乳酸菌發(fā)酵產生乳酸。隨

9、著發(fā)酵時間的推移，環(huán)境中營養(yǎng)物質減少，代謝廢物增多，微生物生存條件惡劣，不同種乳酸菌間的競爭加劇，部分菌種因不適應環(huán)境而被淘汰。 答案：(1)在最適溫度條件下催化能力最強　(2)酵母菌　(3)①先快速增長后趨于穩(wěn)定　氧氣、營養(yǎng)物質、pH?、陬嵉骨暗腂層和顛倒后的A(或不翻動，或下)　③種間競爭(或競爭) 考點二| 腐乳的制作 1．發(fā)酵菌種 (1)主要菌種 ①名稱：毛霉。 ②菌體特點：白色絲狀真菌。 ③代謝類型：異養(yǎng)需氧型。 (2)其他菌種：根霉、酵母菌、曲霉等。 2．制作原理 3．腐乳制作流程 1．市售的腐乳有時口感不好，腐乳較硬，試分析這是什么原因造

10、成的？(至少答出四點) 提示：豆腐塊的含水量不當，含水量少，腐乳較硬。發(fā)酵時間短，蛋白質未完全水解，菌種不純、菌種變異、菌種老化都會影響腐乳的口感；各種調味品的配比不當等也影響腐乳的口感。 2．選修1P8“旁欄小資料”：影響腐乳種類的因素有哪些？舉例說明加入的輔料與腐乳種類的關系？ 提示：豆腐的含水量不同、發(fā)酵條件的不同以及加入的輔料不同。紅方加入了紅曲，糟方加入了酒糟，青方不加輔料。 1．影響腐乳品質的“五大”因素 (1)豆腐含水量的控制：豆腐含水量以70%為宜。 ①若含水量過高，豆腐塊不易成形。 ②若含水量過低，則不利于毛霉的生長。 (2)鹽的用量：制作時，應逐層加鹽，

11、近瓶口處鹽鋪厚一些，以防止雜菌從瓶口進入。 ①鹽的濃度過高，會影響口味。 ②鹽的濃度過低，不足以抑制微生物生長，腐乳易腐敗變質。 (3)酒的用量：鹵湯中酒的含量控制在12%左右為宜。酒精含量的高低與腐乳后期發(fā)酵時間的長短有很大關系。 ①酒精含量越高，對蛋白酶的抑制作用也越大，會使腐乳成熟時間延長。 ②酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，但雜菌繁殖快，豆腐易腐敗變質。 (4)發(fā)酵的溫度：前期發(fā)酵溫度應保持在15～18 ℃，利于毛霉生長。 (5)香辛料：具有防腐殺菌的作用，也會影響腐乳的風味和質量。 2．腐乳制作中抑制雜菌的措施 (1)前期發(fā)酵條件的控制：提供利于毛霉

12、生長的溫度、水分，形成毛霉的生長優(yōu)勢，抑制雜菌的生長。 (2)后期發(fā)酵條件的控制 ①加鹽腌制：利用食鹽抑制雜菌生長。 ②加鹵湯裝瓶：利用鹵湯中的酒和香辛料抑制雜菌的生長。 ③密封腌制：控制無氧環(huán)境，抑制好氧菌的生長。 考法1　考查腐乳的制作原理、過程及發(fā)酵條件等 (2019·四川遂寧市高三診斷)腐乳是中國流傳數千年的傳統(tǒng)民間美食，通常分為青方、紅方、糟方三大類。請結合相關知識回答問題： (1)在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的過程中全程需要氧氣的是________。毛霉能在豆腐塊上生長，是因為豆腐塊能為其提供無機鹽、________________等四大類基本營養(yǎng)物質。 (2

13、)腐乳的發(fā)酵過程中能起到防腐作用的物質有_____________三類。青方、紅方和糟方三類腐乳中，________類沒有加入輔料。現代工業(yè)生產腐乳，必須嚴格控制無菌條件，對豆腐滅菌宜采用的方法是________。 (3)科學家研究了食鹽用量對豆腐乳品質及發(fā)酵周期的影響，結果如圖： 由圖可知，隨食鹽用量的增加，豆腐乳品質的綜合評分總體上呈現______________趨勢，選擇食鹽用量為______________較為適宜。發(fā)酵周期與食鹽的用量成________相關，原因可能是____________________ _________________________________

14、____________________________。 解析：(1)制作果酒的原理是利用酵母菌的厭氧呼吸產生酒精；制作果醋所利用的醋酸桿菌是好氧菌，在氧氣充足的條件下才能進行旺盛的生命活動；制作泡菜的原理是乳酸菌在無氧條件下，將糖分解為乳酸；制作腐乳的實驗流程為：①豆腐上長出毛霉→②加鹽腌制→③加鹵湯裝瓶→④密封腌制?？梢?，在制作果酒、果醋、泡菜、腐乳的過程中全程需要氧氣的是果醋。霉能在豆腐塊上生長，是因為豆腐塊能為其提供無機鹽、碳源、氮源、水等基本營養(yǎng)物質。(2)鹵湯是由酒及各種香辛料配制而成的。在腐乳的發(fā)酵過程中，加入的酒、香辛料、鹽都能起到防腐作用。在青方、紅方和糟方三類腐乳中，沒

15、有加入輔料的是青方。對豆 腐滅菌宜采用高壓蒸汽滅菌法。(3)曲線圖顯示：隨食鹽用量的增加，豆腐乳品質的綜合評分總體上呈現先上升后下降的趨勢；當食鹽用量為10%時，豆腐乳品質的綜合評分最高，說明此濃度是選擇食鹽用量較為適宜的濃度。發(fā)酵周期與食鹽的用量成正相關，原因可能是：隨食鹽濃度的增加，對發(fā)酵微生物的抑制作用增強(或隨食鹽濃度的增加，對脂肪酶和蛋白酶活性的抑制作用增強)。 答案：(1)果醋　碳源、氮源、水　(2)酒、香辛料、鹽　青方　高壓蒸汽滅菌　(3)先上升后下降　10%　正　隨食鹽濃度的增加，對發(fā)酵微生物的抑制作用增強(或隨食鹽濃度的增加，對脂肪酶和蛋白酶活性的抑制作用增強) 考點三

16、| 制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量 1．泡菜的制作 (1)制作原理 ①發(fā)酵實質：在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。 ②反應式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。 (2)制作流程 (3)關鍵操作 ①泡菜壇的選擇：火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇。 ②腌制的條件：控制腌制的時間、溫度和食鹽的用量。防止雜菌感染，嚴格密封。 2．檢測亞硝酸鹽含量 (1)原理 ①亞硝酸鹽＋對氨基苯磺酸→反應產物； 反應產物＋N－1－萘基乙二胺鹽酸鹽→玫瑰紅色染料。 ②亞硝酸鹽溶液的濃度越高，顏色越深；濃度越低，顏色越淺。 (2)流程 ―→―→→

17、(3)判斷方法：觀察樣品顏色變化，并與已知濃度的標準顯色液比較，然后估算亞硝酸鹽含量。 (4)結果分析 如圖表示泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽含量變化曲線，據圖分析回答： ①圖中乳酸菌含量的變化規(guī)律為Ⅱ(填序號)。 ②圖中乳酸含量的變化規(guī)律為Ⅰ(填序號)。 ③圖中亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律為Ⅲ(填序號)。 ④由圖可知，泡菜的最佳取食時間為發(fā)酵中期。 1．泡菜發(fā)酵時間是不是越長越好？說明理由。 提示：泡菜發(fā)酵時間長，亞硝酸鹽含量低，但是發(fā)酵時間過長，會產生其他有害物質。 2．泡菜發(fā)酵的無氧環(huán)境是如何形成的？ 提示：密封的泡菜壇可防止外界氧氣進入，發(fā)酵液中的好氧菌消耗

18、發(fā)酵液中的溶解氧。 3．要探究泡菜制作的最佳溫度，應考慮的無關變量有哪些？(答出三點即可)。 提示：腌制時間、食鹽的用量、蔬菜的種類和用量等。 泡菜制作成功的關鍵點 (1)材料的選擇及用量 ①蔬菜應新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。 ②清水和鹽的質量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻待用。鹽水煮沸有兩大作用，一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細菌。 (2)防止雜菌污染：每次取樣用具要洗凈，取樣后要迅速封口。 (3)氧氣需求 ①泡菜壇要選擇透氣性差的容器，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。 ②壇蓋邊沿的水槽中要注滿水，以保證乳酸菌發(fā)酵所

19、需要的無氧環(huán)境，并注意在發(fā)酵過程中要經常補充壇蓋邊沿水槽中的水。 考法　結合泡菜的制作考查亞硝酸鹽含量的測定 回答下列有關泡菜制作的問題： (1)制作泡菜時，所用鹽水需煮沸，其目的是________。為了縮短制作時間，有人還會在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是 ___________________________________________________。 (2)泡菜制作過程中，乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行____________________的過程。該過程發(fā)生在乳酸菌細胞的________中。 (3)泡菜制作過程中影響亞硝酸鹽含量的因素有___

20、_________、________和________等。 (4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內，泡菜液逐漸變酸。這段時間內泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是_______________，原因是___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析：(1)制作泡菜時需要先形成無菌環(huán)境，所用鹽水需煮沸，以殺滅鹽水中的雜菌。想要縮短制作時間，應該縮短菌株的生長時間，陳泡菜液中含有一定量的乳酸菌，

21、這樣菌體數量擴增速度會加快。 (2)乳酸菌為厭氧菌，進行無氧呼吸產生乳酸，該過程只能在細胞質中進行。 (3)溫度過高、腌制時間過短、食鹽用量不足等，容易造成雜菌大量繁殖，亞硝酸鹽含量增加。 (4)從開始制作到泡菜品質最佳這段時間內，氧氣濃度逐漸降低，泡菜液逐漸變酸，不適宜雜菌生長，而適宜乳酸菌生長，因此乳酸菌數量增加，其他雜菌數量減少。 答案：(1)殺滅雜菌　增加乳酸菌數量　(2)無氧呼吸　細胞質　(3)溫度　腌制時間　食鹽用量　(4)乳酸菌數量增多，雜菌數量減少　乳酸菌比雜菌更為耐酸 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2017·江蘇高考)下列關于“腐乳的制作”實驗，敘述正確的

22、是(　　) A．控制發(fā)酵溫度的主要目的是腐乳調味 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質主要由細菌產生 答案：B 2．(多選)(2017·江蘇高考)下圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關敘述正確的是(　　) A．改變通入氣體種類，可以研究呼吸作用類型對發(fā)酵的影響 B．果酒發(fā)酵中期通入氮氣，酵母菌將從有氧呼吸轉變?yōu)闊o氧呼吸 C．果醋的發(fā)酵周期與實驗設定的溫度密切相關 D．氣體入口與氣體出口可以交換使用 答案：ABC 3．(2017·全國卷Ⅱ)豆豉是大豆經過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影

23、響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進行發(fā)酵，并在32 h內定期取樣觀測發(fā)酵效果。回答下列問題： (1)該實驗的自變量是________、________。 (2)如果發(fā)現發(fā)酵容器內上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是________。 (3)如果在實驗后，發(fā)現32 h內的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是____________________________________。 (4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會發(fā)生一定的變化

24、，其中，蛋白質轉變?yōu)開___________，脂肪轉變?yōu)開___________。 解析：(1)由“甲、乙兩菌種”和“32 h內定期取樣觀測”可知，該實驗的自變量是菌種和發(fā)酵時間。 (2)由“發(fā)酵容器內上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好”可知，該發(fā)酵菌是好氧菌。 (3)因“32 h內的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系”，說明發(fā)酵的最佳時間可能超過32 h，故可繼續(xù)延長發(fā)酵時間，定期取樣觀測發(fā)酵效果，以確定最好的發(fā)酵效果所對應的時間，此時間即為最佳發(fā)酵時間。 (4)發(fā)酵菌種能產生蛋白酶和脂肪酶，蛋白酶能催化蛋白質分解為小分子的肽和氨基酸，脂肪酶能催化脂肪分解為甘油和脂肪酸。 答案

25、：(1)菌種　發(fā)酵時間　(2)好氧菌　(3)延長發(fā)酵時間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對應的時間即為最佳發(fā)酵時間　(4)氨基酸和肽　脂肪酸和甘油 4．(2018·海南高考)葡萄酒是葡萄汁經酵母菌發(fā)酵而成的，釀制葡萄酒的兩個簡易裝置如圖所示。 回答下列問題： (1)試管中的X溶液有助于維持甲裝置的瓶中氣壓相對穩(wěn)定，與乙裝置相比，用甲裝置釀制葡萄酒的優(yōu)點是____________________________ ________________________________________________(答出兩點即可)。 (2)葡萄汁裝入甲裝置時，要留有約1/3的空間，這種做法

26、的目的是_____________________________________________________________ _______________________________________________(答出兩點即可)。 (3)某同學若用乙裝置進行發(fā)酵，并設置兩個不同處理組(乙A和乙B)，乙A裝置中保留一定量的氧氣，乙B裝置中沒有氧氣。在其他條件相同且適宜的情況下，測得一段時間內乙A和乙B中酒精含量的變化趨勢及乙A中氧氣含量的變化趨勢如曲線圖所示。 圖中曲線①、②、③依次表示________________、________________、___________

27、_____含量的變化趨勢。 (4)從細胞呼吸類型看，酵母菌屬于___________生物；從同化作用的類型看，酵母菌屬于___________(填 “自養(yǎng)” 或 “異養(yǎng)”) 生物。 解析：(1)果酒制作過程中除了能產生酒精，也會釋放二氧化碳，因此要每隔12小時左右(一定的時間)將瓶蓋擰松一次，將二氧化碳排出，而在擰開瓶蓋的過程中會有雜菌感染，與乙裝置相比，甲裝置就避免了感染雜菌的機會。 (2)葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間，這樣既可以為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，又可以防止發(fā)酵旺盛時汁液溢出。 (3)(4)酵母菌為兼性厭氧生物，自身不能將二氧化碳等無機物合成有機物，為異養(yǎng)生物。乙A中的氧氣不斷被消耗，由此判斷曲線①表示乙A中氧氣含量的變化趨勢。乙B裝置中無氧氣，酵母菌只進行無氧呼吸，乙A裝置中含有一定量的氧氣，在起始的一段時間內，酵母菌只進行有氧呼吸，不產生酒精，由此判斷②、③依次表示乙B中的酒精，乙A中的酒精。 答案：(1)不需要開蓋放氣；避免了因開蓋引起的雜菌污染　(2)為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣；防止發(fā)酵旺盛時汁液溢出　(3)乙A中的氧氣　乙B中的酒精　乙A中的酒精　(4)兼性厭氧　異養(yǎng) - 12 -