2021版高考生物一轮复习第十单元生物技术实践第35讲传统发酵技术的应用课件 43页

第十单元　生物技术实践 第 35 讲　传统发酵技术的应用 考点一　果酒和果醋的制作 研析教材 内化基本概念 1. 制作原理与发酵条件 附着在葡萄皮 果酒制作 果醋制作 菌种 酵母菌 醋酸菌 菌种 来源 上的野生型酵母菌 变酸酒表面的菌膜 有氧 呼吸 6CO 2 +6H 2 O 无氧呼吸 2C 2 H 5 OH+2CO 2 充足 缺少 CH 3 COOH+H 2 O 18 ～ 25 20 需氧 不需氧 10～12 30～35 充足氧气 7～8 2. 果酒和果醋的制作流程 思考探究 培养科学思维 1. 果酒制作时 , 发酵瓶装入葡萄汁后留有 1/3 空间的目的是什么 ? 提示 : 先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖 , 耗尽氧气后再进行酒精发酵 ; 其次 , 防止发酵过程中产生的 CO 2 造成发酵液的溢出。 2. 果酒制作时 , 应该从哪些方面防止发酵液被污染 ?( 至少答两点 ) 提示 : 需要从发酵制作的过程进行全面的考虑 , 因为操作的每一步都可能混入杂菌。例如 : 榨汁机、发酵装置要清洗干净 ; 每次排气时只需拧松瓶盖 , 不要完全揭开瓶盖等。 3. 甲、乙、丙三个同学制作果酒的发酵瓶中 , 在温度等适宜的条件下进行发酵 , 如图所示。发酵过程中 , 每隔一段时间均需排气一次。据图分析 : (1) 指出图中甲、丙同学的错误分别是什么 ? 分别会导致发酵中出现的主要异常现象是什么 ? 提示 : 甲同学未夹住发酵瓶的充气管 , 酵母菌呼吸产生的乙醇被醋酸菌氧化成醋酸 , 所以发酵液从充气管流出 , 发酵液变酸 ; 丙同学错在瓶中发酵液过多 , 淹没了排气管在瓶内的管口 , 这样发酵液会从排气管流出。 (2) 在上述制作葡萄酒的过程中 , 假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶塞被冲开 , 该操作错误是什么 ? 提示 : 未及时排气。 (3) 上述发酵过程结束后 , 甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品最可能依次是什么 ? 提示 : 葡萄醋 ( 或果醋 ) 　葡萄酒 ( 或果酒 ) 　葡萄酒 ( 或果酒 ) 题型突破 提升核心素养 题型一　考查果酒、果醋制作的原理、流程 B 1. 发酵酿造的苹果醋正成为果醋市场新贵 , 该产品由苹果汁经“两次发酵”而成。以下关于“两次发酵”的叙述 , 正确的是 ( 　 　 ) A. 第一次发酵指乳酸发酵 , 第二次发酵指醋酸发酵 B. 第一次发酵指酒精发酵 , 第二次发酵指醋酸发酵 C. 两次发酵均为真菌所为 D. 两次发酵均为细菌所为 解析 : “两次发酵”的实质是通过酵母菌把葡萄糖分解为酒精和通过醋酸菌把酒精氧化为醋酸的两个过程。酵母菌和醋酸菌分别属于真菌和细菌。 2 .(2016 · 全国 Ⅱ 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 　　　　 。  解析 : (1) 由图可知 , 过程①②是酵母菌在无氧条件下的发酵过程 , 发生在酵母菌的细胞质基质中。重铬酸钾在酸性条件下可与乙醇发生化学反应 , 变成灰绿色。过程③为有氧呼吸第二、三阶段 , 发生在酵母菌细胞的线粒体中。在有氧条件下 , 酵母菌进行有氧呼吸释放的能量多 , 增殖速度快。 答案 : (1) 细胞质基质　重铬酸钾　线粒体　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 　　　　 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 : (2)醋酸杆菌为好氧细菌,需在有氧条件下将乙醇转变为醋酸。 (3)酒精发酵温度控制在18～25 ℃,醋酸发酵温度控制在30～35 ℃。 (4)醋酸杆菌为原核生物,没有线粒体。 答案 : (2) 有氧　 (3) 低于　 (4) 原　不含有 题型二　考查发酵条件的控制 3. 葡萄汁发酵可产生葡萄酒 , 请利用相关的知识回答问题 : (1) 利用葡萄汁制作葡萄酒的过程中 , 发挥作用的微生物是 　　　　　　 。  (2) 该微生物通过无氧呼吸可分解 　　　　 , 产生的终产物是 　 和 　　 。  解析 : (1) 在制作果酒的时候 , 常用酵母菌作为菌种。 (2) 酵母菌进行无氧呼吸时将葡萄糖分解为乙醇和 CO 2 。 答案 : (1) 酵母菌 (2) 葡萄糖　乙醇　 CO 2 (3) 甲、乙、丙 3 位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中 , 在温度等适宜的条件下进行发酵 , 如上图所示。发酵过程中 , 每隔一段时间均需排气一次。据图分析 , 甲和丙同学的操作有误 , 其中甲同学的错误是 　　　　　　 , 导致发酵中出现的主要异常现象是 　　　 。丙同学的错误是 　　　　 , 导致发酵中出现的主要异常现象是 　 。上述发酵过程结束后 , 甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是 　　 、 　　　 、 　　 。  解析 : (3) 甲同学未夹住发酵瓶的充气管 , 发酵液会从充气管流出 , 由于氧气进入 , 有氧条件下醋酸菌繁殖产生葡萄醋 , 使发酵液变酸。丙同学发酵液过多 , 淹没了排气管口 , 排气时发酵液会从排气口冲出。由于乙、丙均为无氧环境 , 所以发酵产物为葡萄酒。 答案 : (3) 未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出 , 发酵液变酸　瓶中发酵液过多 , 淹没了排气管在瓶内的管口排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋 ( 或果醋 ) 　葡萄酒 ( 果酒 ) 　葡萄酒 ( 果酒 ) (4) 在上述制作葡萄酒的过程中 , 假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开 , 该操作的错误是 　　　　　　　　　　　　　　　 。  解析 : (4) 由于发酵产生的 CO 2 会使瓶内气压升高 , 所以应及时排气。 答案 : (4) 未及时排气 技法总结 有关果酒、果醋制作的 3 个易错点 (1) 发酵产物并非都是微生物细胞呼吸的产物。酒精是酵母菌无氧呼吸的产物 ; 醋酸不是醋酸菌细胞呼吸的产物 , 而是醋酸菌特有的代谢过程产生的代谢产物 , 醋酸菌细胞呼吸的产物是 CO 2 和 H 2 O 。 (2) 酵母菌酒精发酵产生 CO 2 , 因此发酵过程需要定期排放 CO 2 。 (3) 缺氧、酸性的发酵液中酵母菌能正常生长 , 而其他杂菌生长受抑制。 考点二　腐乳和泡菜的制作 研析教材 内化基本概念 1. 腐乳的制作 (1) 发酵菌种 ①主要菌种 a. 名称 : 。 b. 菌体特点 : 白色丝状真菌。 c. 代谢类型 : 型。 ②其他菌种 : 根霉、 、曲霉等。 毛霉 异养需氧 酵母菌 (2) 发酵原理 (3) 腐乳制作的流程及注意事项 2. 泡菜的制作 (1) 菌种来源 : 附着在蔬菜上的 。 乳酸菌 无氧 乳酸 2C 3 H 6 O 3 (3) 制作流程 (4) 亚硝酸盐及其危害 ①亚硝酸盐的特点 : 白色粉末 , 易溶于 , 在食品加工中用作 。 ②亚硝酸盐的危害 : 含量低时一般不会危害人体健康 , 含量高时会引起中毒 , 甚至死亡。在特定条件下 , 会转变成致癌物 —— 。 ③泡菜腌制过程的亚硝酸盐含量的变化 : 。 (5) 亚硝酸盐含量的测定 食品添加剂 亚硝胺 先增加后减少 ②操作流程 : 配制溶液→制备 →制备样品处理液→ 。 玫瑰红色 标准显色液 比色 水 思考探究 培养科学思维 1. 腐乳制作过程中防止杂菌污染的措施有哪些 ?( 至少写出三点 ) 提示 : 用来腌制腐乳的玻璃瓶洗刷干净后用沸水消毒 ; 装瓶时操作要迅速、小心 ; 整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后 , 要用胶条将瓶口密封 ; 封瓶时 , 最后将瓶口通过酒精灯的火焰 , 防止瓶口被污染。 2. 要探究泡菜制作的最佳温度 , 应考虑的无关变量有哪些 ?( 答出三点即可 ) 提示 : 腌制时间、食盐的用量、蔬菜的种类和用量等。 3. 辨析几种发酵食品制作方法 下图中甲～丁为腐乳、泡菜、果醋、果酒等发酵食品制作装置图 , 回答下列问题 : ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ (1) 请填出①～④食品名称 :① 　　　　 ,② 　　　　 ,③ 　　　　 ,④ 　　　　 。  提示 : 果酒　果醋　腐乳　泡菜 (2) 所使用的菌种⑤～⑧中属于原核生物的分别是 　　　　　　 ( 填写数字代号 ), 菌种的名称分别是 　　　　　　　　　 。  提示 : ⑥ 、⑧　醋酸菌、乳酸菌 (3) 甲～丁装置或制作过程是否存在缺陷 , 试具体分析指出 , 并说明丁装置中“放水”的作用。 提示 : 甲装置有缺陷 : 甲装置中排气管下端不应插入到发酵液内 , 丙装置接种菌种应在“加盐”之前 ; 丁装置中“放水”的作用是为泡菜坛营造无氧环境。 (4) 泡菜发酵的无氧环境是如何形成的 ? 提示 : 密封的泡菜坛可防止外界氧气进入 , 发酵液中的好氧菌消耗发酵液中的溶解氧 。 题型突破 提升核心素养 题型一　腐乳的制作原理及过程分析等 1. 下列关于腐乳制作的叙述 , 错误的是 ( 　 　 ) A. 毛霉可利用其产生的酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 B. 卤汤中酒的含量越高 , 杂菌繁殖越快 , 豆腐越易腐败 C. 用盐腌制腐乳的过程中 , 要控制盐的用量 , 盐的浓度过高会影响口味 , 过低则不足以抑制杂菌的生长 , 导致豆腐腐败 D. 其制作过程可以表示为让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封 腌制 B 解析 : 豆腐中含量最多的有机物是蛋白质 , 毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 ; 卤汤中酒的含量过高 , 腐乳成熟的时间将会延长 ; 卤汤中酒的含量过低 , 不足以抑制微生物生长 , 可能导致豆腐腐败。 2 .(2019 · 河北武邑质检 ) 《 舌尖上的中国 》 一经播出受到广大观众的热捧 , 其中介绍的腐乳是我国独特的传统发酵食品 , 几百年来深受老百姓的喜爱 , 腐乳是用豆腐发酵制成的 , 民间老法生产腐乳为自然发酵 , 现代腐乳生产多采用优良的毛霉菌种进行发酵 , 现代化生产流程如图。请回答下列问题 : 解析 : (1)豆腐为毛霉的生长提供了水、无机盐、碳源和氮源四大类基本营养物质。含水量过高的豆腐因不容易成形,所以不适宜制作腐乳。 (2)民间制作腐乳时,豆腐块上生长的毛霉来自空气中的毛霉孢子,不需要 灭菌。 (1) 豆腐为毛霉的生长提供了水、无机盐、 　　　　　　 和 　　　　　 四大类基本营养物质 , 含水量过高的豆腐不适宜制作腐乳 , 原因是 　 。  (2) 民间制作腐乳时 　　　　 ( 填“需要”或“不需要” ) 灭菌。  答案 : (1) 碳源　氮源　豆腐不容易成形　 (2) 不需要　　 解析 : (3) 现代化生产流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基 , 最大的区别是毛霉菌种分离时使用的培养基是固体培养基 , 其中加入了凝固剂琼脂。 (4) 实验室一般采用平板划线法获得纯化菌种 , 该方法使用时为将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 , 通常在第二次及以后的划线时 , 总是从上一次划线的末端开始 划线。 (3) 现代化生产流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基 , 最大的区别是后者培养基中加入了 　　　　　　　　 。  (4) 生产上为了获取纯种的毛霉菌种 , 实验室一般采用 　　　　　　　　 分离纯化菌种 , 然后从中挑出所需菌种。在第二次及以后的划线时 , 总是从上一次划线的末端开始划线 , 这样做的目的是 　  　 。  答案 : (3) 琼脂　 (4) 平板划线法　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 解析 : (5) 当豆腐上长出毛霉后 , 对豆腐要进行加盐腌制。腐乳制作的后期要加入酒和多种香辛料配制的卤汤 , 其中酒的含量一般控制在 12% 左右 , 原因是 : 酒精含量过高 , 则腐乳的成熟时间会延长 ; 酒精含量过低 , 不足以抑制微生物的生长 , 可能导致豆腐腐败。 (5) 当豆腐上长出毛霉后 , 对豆腐要进行 　　　　　　 。腐乳制作的后期要加入酒和多种香辛料配制的卤汤 , 其中酒的含量一般控制在 12% 左右 , 原因是 : 　   　　　　　　　　　　　　　 。  答案 : (5) 加盐腌制　酒精含量过高 , 则腐乳的成熟时间会延长 ; 酒精含量过低 , 不足以抑制微生物的生长 , 可能导致豆腐腐败 题后提升 腐乳制作中防止杂菌污染的措施 (1) 用来腌制腐乳的玻璃瓶 , 洗刷干净后要用沸水消毒。 (2) 装瓶时 , 操作要迅速小心。加放卤汤后 , 要用胶条将瓶口密封。封瓶口时 , 最好将瓶口通过酒精灯的火焰 , 防止瓶口被污染。 题型二　泡菜的制作原理及过程分析等 3. 如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图。下列说法错误的是 ( 　 　 ) A. 制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜 , 原因是新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量低 B. 发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量 , 原因是发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化 C. 发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量 , 以把握食用泡菜的最佳时机 D. 测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法 D 解析 : 泡菜制作成功的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低 , 所以制作泡菜时要选用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱的变化而发生变化 , 所以应及时检测泡菜中亚硝酸盐的含量 , 而检测亚硝酸盐含量一般采用比色法。 4 .(2015 · 广东理综 ) 泡菜是我国的传统食品之一 , 但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛” , 查阅资料得到下图。 (1) 制作泡菜时 , 泡菜坛一般用水密封 , 目的是 　　　　 。乳酸菌发酵第一阶段的产物有 　 。  (2) 据图 , 与第 3 天相比 , 第 8 天后的泡菜更适于食用 , 因为后者 　　　　　 ;pH 呈下降趋势 , 原因是 　　　　　　　　　 。  解析 : (1)由于乳酸菌是厌氧细菌,制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是隔绝空气,创造无氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP。(2)析图可知,8天后的泡菜中亚硝酸盐含量低,更适于食用。制作泡菜过程中,由于乳酸的积累,pH呈下降趋势。 答案 : (1) 创造无氧环境　丙酮酸、 [H] 、 ATP (2) 亚硝酸盐含量低　乳酸积累 (3) 该小组得到一株“优选”乳酸菌 ( 亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高 5 倍 ), 拟参照资料的实验方案和食盐浓度 (4% ～ 10%), 探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低 , 并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表 , 并推测实验结论。 解析 : (3)三因子自变量的表格中,自变量分别是食盐的浓度、不同菌种、培养时间,观察指标是亚硝酸盐的含量,其他都是无关变量,应保持相同且适宜。表格中要有单位。 答案 : (3) 发酵时间 (d) 亚硝酸盐含量 (mg/kg) 菌种和食盐浓度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 普通乳酸菌 4% 6% 8% 10% “优选”乳酸菌 4% 6% 8% 10% 推测实验结论 : ① 用“优选”乳酸菌制作泡菜 , 亚硝酸盐含量更低 ②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间 题后提升 泡菜制作的注意事项 (1) 材料的选择及用量 ①蔬菜应新鲜 , 若放置时间过长 , 蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。 ②清水和盐的质量比为 4∶1, 盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用 , 一是除去水中氧气 , 二是杀灭盐水中的其他细菌。 (2) 防止杂菌污染 : 每次取样用具要洗净 , 要迅速封口。 (3) 氧气需求 ①泡菜坛要选择密闭性好的容器 , 以创造无氧环境 , 有利于乳酸菌发酵 , 防止蔬菜腐烂。 ②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水 , 以保证坛内乳酸菌发酵所需要的无氧环境 , 并注意在发酵过程中经常补水。 课堂小结 [ 构建知识网络 ] [ 强化思维表达 ] 1. 果酒制作需要的微生物是酵母菌 , 它是一种兼性厌氧型微生物 , 通过有氧呼吸可以大量增殖 , 通过无氧呼吸可以产生酒精。 2. 果醋制作需要的微生物是醋酸菌 , 它是一种好氧菌 , 所以果醋制作需要一直通入氧气。 3. 腐乳的制作需要多种微生物参与 , 但主要是毛霉的作用。通过脂肪酶、蛋白酶等酶的作用 , 将一些大分子物质水解成小分子的物质。 4. 泡菜制作需要的微生物是乳酸菌 , 在泡菜的发酵过程中 , 亚硝酸盐的含量先增加后减少。 5. 两个温度范围 果酒和果醋制作需要的温度分别是 18 ～ 25 ℃ 和 30 ～ 35 ℃ 。 6. 泡菜制作中盐水煮沸的两大作用 一是除去水中氧气 , 二是杀灭盐水中的其他细菌。