一轮复习 浙科版 发酵工程为人类提供多样的生物产品学案 浙江专用

1、第33讲发酵工程为人类提供多样的生物产品课标要求3.2.1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。3.2.2.阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。3.2.3.举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。活动：(1)利用乳酸菌发酵制作泡菜。(2)利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。考点一传统发酵技术的应用1利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋(1)原理酵母菌在无氧条件下，通过厌氧呼吸，将葡萄糖氧化为乙醇和二氧化碳。醋酸菌在有氧条件下可将乙醇氧化为醋酸。(2)方法步骤(3)注意事项矿泉水瓶中不可加水。不可用不能自动排气的玻璃瓶作

2、为发酵的容器，以免发酵产生的大量气体使瓶子炸裂，造成危险。eq avs4al(提醒)果酒、果醋制作时防止杂菌污染的4项措施a发酵装置要清洗干净并消毒。b清洗葡萄时要先冲洗后除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。c发酵装置的排气管用可弯折吸管而不用直管。d每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。2利用乳酸菌发酵制作泡菜(1)原理：泡菜是利用附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。(2)方法步骤eq avs4al(提醒)营造“无氧环境”的3项措施选择的泡菜坛密封性要好。用冷开水配制盐水，且使盐水没过全部菜料。盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水

3、。(1)醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生醋酸。()(2)在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。()(3)在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气。()(4)泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。()(5)制作泡菜时，将食盐加入开水后可以立即使用。()(6)泡菜发酵过程中泡菜坛沿要注满水有利于泡菜的无氧发酵。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1易错易混的三种传统发酵产品的菌种与原理食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌兼性厌氧厌氧呼吸产生酒精1830 果醋醋酸菌需氧糖(乙醇)醋酸3035 泡菜乳酸菌厌氧、兼性厌氧或微好氧厌氧呼吸产生乳酸室温2.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化情

4、况分析项目时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有氧气，乳酸菌活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌作用)发酵中期最多(乳酸增多，抑制其他菌活动)积累增多，pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸积累，pH下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)曲线3.果酒和果醋制作(1)发酵装置及各部件的作用(2)果酒、果醋制作结果的评价标准果酒制作的结果评价发酵后取样，可通过嗅味和品尝进行初步鉴定。此外，还可用显微镜观察酵母菌，也可用酸性重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色来检验酒精的存在。制作成功的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果香。果醋制

5、作的结果评价可通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝进行初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后发酵液的pH(可用pH试纸)进一步鉴定。此外，还可通过在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量进一步鉴定。制作成功的果醋具有特殊的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。突破1果酒和果醋的制作核心素养科学探究1图甲、图乙为生物学实验常用的装置示意图，其均可作为发酵装置。下列说法错误的是()A甲装置可用于制备果酒，但不适宜用于制备果醋B若用甲装置制备果酒，过一段时间需要将瓶盖拧松放气再拧紧C若用乙装置制备果酒并将d管连通装有澄清石灰水的锥形瓶，石灰水变浑浊的同时会有酒精产生D利用乙装置制备果醋时，气阀1和气阀2

6、都要打开，并且需将a作为充气口解析：选C。酵母菌进行需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生CO2，都可以使澄清石灰水变浑浊，故不能以此判断是否有酒精产生，C错误。2杨梅果实风味独特、酸甜适中，具有很高的营养和保健价值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题：eq x(aal(制取发酵液：,向杨梅汁中加,入白砂糖，调,至糖度为8%，,灭菌冷却)eq x(aal(酒精发酵：,接种酵母菌，,恒温发酵)eq x(aal(果醋发酵：,加入酒精，,接种醋酸菌)eq x(aal(取样检测：,对发酵产物,进行检测)(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的_条

7、件抑制了杂菌的生长。用来检验酒精的化学试剂是_。(2)果酒制作过程中，酵母菌厌氧呼吸产生酒精的场所是_。温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是_。(3)杨梅醋的发酵过程中，除具备必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入_。(4)如图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的关系。发酵前24 h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是_。96 h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是_。解析：(1)果酒发酵是在缺氧、呈酸性的环境中，酵母菌可大量繁殖，而其他绝大多数微生物无法适应这一环境而受到抑制。检验酒精是用酸性条件下的重铬酸钾，其溶液变成灰绿色即说明有酒

8、精。(2)酵母菌厌氧呼吸产生酒精的场所是细胞溶胶。由于温度影响发酵所需酶的活性，所以只有温度适宜时，与果酒发酵相关的酶的活性才最高，发酵速度最快，时间最短。(3)醋酸菌是好氧菌，必须生活在氧气充足的环境中，且其最适生长温度是3035 ，所以在杨梅醋的发酵过程中，需要往发酵液中持续地通入无菌空气(氧气)。(4)酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。结合图示曲线分析可知，前24 h内，糖度变化很小，酒精度上升很慢主要是酵母菌还在进行需氧呼吸大量增殖；但是在96 h后，酒精度和糖度的变化都趋于平缓，主要原因是高浓度的酒精和代谢废物会抑

9、制酵母菌的代谢而影响发酵。答案：(1)缺氧、酸性酸性重铬酸钾(2)细胞溶胶此时与果酒发酵相关的酶活性最高，发酵速度快(3)无菌氧气(或无菌空气)(4)此阶段酵母菌主要进行需氧呼吸，大量增殖高浓度的酒精和代谢废物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵突破2泡菜的制作核心素养科学探究3(2022舟山模拟)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜逐渐变酸，乳酸菌与杂菌数目也发生变化，下列有关分析错误的是()A泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B密闭的发酵环境使乳酸菌在竞争中占据一定优势C在发酵过程中，乳酸含量逐渐增多，可以抑制其他微生物的生长D在发酵过程中，杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的竞争减弱，因此乳酸菌数目一直

10、增多解析：选D。发酵过程中，乳酸含量不断增多，不仅可以抑制其他微生物的生长，也会影响乳酸菌的活性，因此乳酸菌数目不会一直增多，D错误。4微生物在人们的生活生产中无处不在，为人们的生活增添了诸多乐趣，请回答下列与微生物相关的问题：某同学尝试制作酸奶和泡菜，他成功地制得酸奶，却未得到泡菜成品，他制作泡菜的流程如下：(1)请指出实验流程中的一处错误：_。(2)根据题中的条件，请你提出简要的补救方法：_。(3)泡菜风味形成的关键在于_的加入。答案：(1)泡菜盐水未冷却(2)向已冷却的泡菜坛中加入含乳酸菌的酸奶(3)调味料事实概述类1如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升

11、关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_。答案：延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间2制作泡菜时，将食盐加入冷开水中，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，加入陈泡菜液的作用是_。答案：减少杂菌污染增加乳酸菌数量3从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，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：乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更耐酸原因分析类4制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是_。答案：酵母菌分解葡萄糖

12、会产生CO2，CO2使面包松软5分离纯化乳酸菌时，首先需要用_对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_。答案：无菌水泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落6制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是创造_(填“无氧”或“有氧”)环境。蔬菜在腌制过程中，会产生亚硝酸盐。将显色反应后的样品与已知浓度的标准显色液进行目测比较，估算出的亚硝酸盐含量如下图曲线所示，据图可以得出的结论是_。答案：无氧泡菜封坛后亚硝酸盐含量不断增加，至第4天含量最高，以后逐渐减少，最终趋于稳定(合理即可)考点二发酵工程及其应用1微生物工业发酵的基本过程eq avs4al(提醒)传统发酵技术得到的产品一般不进行分

13、离、提纯，而发酵工程得到的产品须根据发酵产品类型进行分离、提纯。2微生物发酵的要求(1)选育高产、优质的菌种是发酵工业的前提条件。(2)要得到符合要求的菌种，需要筛选并不断地选育或改良菌种，以保持菌种健壮旺盛的生命力。(3)将菌种扩大培养才能满足大规模生产的需要。(4)对发酵过程进行控制才能获得所需要的产品。(5)控制发酵过程是保证发酵生产高效顺利进行的重要措施。(6)菌种在不同的发酵阶段要求的环境条件不同。(7)分离或提纯发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤。3发酵工程的特点(1)生产条件温和。(2)原料丰富且价格低廉。(3)废弃物对环境影响小且容易处理。4发酵工程的应用(1)食品、饮料、绝

14、大多数抗生素。(2)在医药领域开发的酶抑制剂、免疫调节剂、类激素、抗氧化剂、生物表面活性剂和抗辐射药物等许多新药也是微生物发酵的产物或衍生物。(3)采用发酵工程生产的酶制剂除了应用于食品工业生产中，还广泛应用于洗涤剂生产、纺织、皮革、造纸工业中。(4)在医药、保健、食品、化妆品、饲料、农药和肥料等方面有广泛用途的氨基酸、有机酸、醇、维生素、核苷酸，也从天然资源提取和化学合成的生产方式逐步转向通过发酵工程大量生产。(1)在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种。()(2)发酵工程的灭菌环节只是对培养基进行严格的灭菌。()(3)在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌。()(4)乳

15、酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产。()(5)发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关。()(6)发酵工程的前提条件是分离或提纯发酵产品。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1疫苗大规模生产的一种方法是首先在生物反应器中使细胞大量增殖，然后用含有所需抗原的转基因病毒感染生物反应器中的细胞，并使该病毒增殖，最后离心、过滤、纯化病毒，获得所需疫苗，下列说法错误的是()A发酵工程包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养、接种、发酵和代谢产物的分离提纯等方面B获得纯净的微生物培养物的关键是分离、纯化技术C振荡培养不仅可以提高培养液的溶氧量，还可以使细胞与培养液充分接触D鸡胚通常也是疫苗制备的主要“工厂”解析：选B。获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染，B错误。2发酵