2024年高考生物一轮复习讲义（学生）：第10单元第1课时传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用

第1课时传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用课标要求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。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.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。考点一传统发酵技术的应用1．发酵与传统发酵技术(1)发酵①概念：人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过________________转化为人类所需要的产物的过程。②原理：不同的微生物具有产生____________的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。(2)传统发酵技术2．传统发酵食品的制作(1)腐乳制作①原理：蛋白质eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))________________。脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶))________________。②腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状________，其繁殖方式为______________，代谢类型是________________型。(2)泡菜的制作①菌种的种类和来源常见的有乳酸链球菌和____________________________________________________。菌种来源：______________________________________________________________。②乳酸菌发酵制作泡菜的原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________。③制作泡菜的方法步骤(3)果酒和果醋的制作①原理和条件项目制作果酒制作果醋发酵菌种酵母菌醋酸菌代谢类型异养型异养型发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：___________________________________________；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：____________________________________________O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量对氧的需求前期，后期_________一直需氧产物检测闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝②果酒和果醋的制作步骤及目的源于选择性必修3P8“练习与应用·拓展应用3”：果酒和果醋改进装置及其分析装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口；制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。1．传统发酵技术利用不同的微生物制作不同的产品，而微生物对氧气的需求各不相同，根据微生物在发酵过程中对氧气的要求，回答下列问题：(1)乳酸菌是厌氧细菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造无氧环境的措施。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)传统米酒制作中常在米坛中挖出一定空间，这样做的目的是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．试从材料的选择处理及发酵条件的控制等方面分析传统发酵的相关问题：(1)腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)制作葡萄酒的过程中，每隔12h左右拧松瓶盖，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2023·江苏泰州高三一模)米酒、酸奶、泡菜等都属于传统发酵制品，下列相关叙述正确的是()A．制作米酒时添加“酵头”的目的是接种酿酒酵母B．米酒发酵液中冒出的“气泡”都来源于酵母菌无氧呼吸C．酸奶和泡菜制作中均需要及时通氧，保证乳酸菌的有氧呼吸D．为降低杂菌污染，发酵前需要对器具、原料等进行灭菌2．(2021·浙江1月选考，10)用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下列方法中错误的是()A．将白萝卜切成小块B．向容器中通入无菌空气C．添加已经腌制过的泡菜汁D．用沸水短时处理白萝卜块3．如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况，下列相关叙述正确的是()A．果酒发酵所需的最适温度高于果醋B．过程①②在酵母菌细胞中发生的场所相同C．过程⑤需要氧气而过程④不需要氧气D．进行果酒、果醋发酵的微生物均为真核生物归纳总结比较果酒与果醋制作的过程考点二发酵工程及其应用1．发酵工程的概念(1)基本概念：发酵工程是指利用________的特定功能，通过________________，规模化生产对人类有用的产品。(2)主要内容：发酵工程主要包括________________，______________________，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的________________等方面。2．发酵工程的基本环节选育菌种eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①从中筛选,②通过获得))↓扩大培养：增加菌种数量↓配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定________________↓灭菌：________________都必须严格灭菌↓________：无菌操作↓eq\a\al(发酵罐内,发酵发酵,工程的中,心环节)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①了解发酵进程：随时检测培养液中的等,②及时添加必需的营养组分,③严格控制等发酵条件))↓eq\a(分离、提,纯产物)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①发酵产品是微生物细胞本身：在发酵结束之后，采用___________等,方法将菌体分离和干燥,②发酵产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的提取、_______________,措施来获得产品))↓获得产品3．啤酒的工业化生产流程(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别4．发酵工程的特点5．发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的________________。③生产________。(2)在医药工业上的应用①获得具有________________生产能力的微生物。②直接对________进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。③利用基因工程，将病原体的______________基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。(3)在农牧业上的应用：生产微生物________________________。(4)其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产________________等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产________，嗜低温菌有助于提高________________的产量。源于选择性必修3P27“异想天开”：单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物________。其不仅含有丰富的________，还含有糖类、________和维生素等物质。1．观察分析教材第P24～25“啤酒的工业化生产流程”，思考回答：与传统的手工发酵相比，在啤酒的发酵生产过程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．引起全球新冠感染大流行的元凶是新冠病毒，利用发酵工程相关知识，如何大量生产新冠病毒疫苗？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是()A．在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B．用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α­淀粉酶合成C．在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D．包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌5．(2023·江苏南京金陵中学高三调研)植物酵素是指以植物为主要原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品。苹果酵素生物发酵的流程中，需将苹果去核、切块，加冰糖，并持续发酵90天。每隔15天测定总酸含量和乙醇含量，结果见下图。下列叙述正确的是()A．冰糖为微生物发酵提供养分，加入前可用紫外线照射杀灭其表面微生物B．第一个月的隔天通气的目的是抑制厌氧型和兼性厌氧型微生物的无氧呼吸C．第二个月总酸量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸产生了CO2D．第三个月总酸量和乙醇量发生的变化可能与醋酸菌的发酵作用密切相关1．(2022·山东，20改编)啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是()A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期2．(2021·山东，12)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是()A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加3．(2020·江苏，18)某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验报告，他的做法错误的是()A．选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁B．将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁C．酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气D．酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行醋酸发酵4．(2022·江苏，16改编)在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的有()A．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气B．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋D．果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～30℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35℃5．(2019·江苏，9)下列关于传统发酵技术应用的叙述，正确的是()A．利用乳酸菌制作酸奶过程中，先通气培养，后密封发酵B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵C．果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低，果酒制作过程中情况相反D．毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵1．判断关于腐乳和泡菜的叙述(1)腐乳的制作需要多种微生物的参与，起主要作用的是曲霉()(2)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸()(3)泡菜制作中选材装至半坛时，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装满()(4)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件()2．判断关于果酒、果醋的叙述(1)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精()(2)各种葡萄都可以酿制出红葡萄酒()(3)由于醋酸菌对氧气的含量相当敏感，所以在醋酸发酵过程中要始终通入氧气()(4)只有在糖源充足的情况下才能进行醋酸发酵()3．判断关于发酵工程的基本环节及应用的叙述(1)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉()(2)谷氨酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺；在酸性条件下则容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺()(3)以谷物或水果作原料，利用醋酸菌发酵生产各种酒类()(4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白()(5)发酵工程一般用半固体培养基()4．填空默写(1)(选择性必修3P5)发酵是指__________________________