一轮复习新教材苏教版第十单元第2课传统发酵技术的应用与发酵工程课件

第2课传统发酵技术的应用与发酵工程【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。【素养目标】1.运用结构与功能观分析和解释发酵工程相关技术的基本原理。(生命观念)2.运用归纳法比较果酒、果醋和泡菜的制作原理和过程。(科学思维)3.针对人类生产和生活的需求,尝试设计实验解决现实生活问题。(科学探究)4.关注食品安全,倡导健康的生活方式。(社会责任)主干知识·多维自查【主干·梳理与辨析】一、发酵与传统发酵技术1.发酵的概念和种类:(1)发酵的概念:是指人们利用微生物,在适宜的条件下,_______________________转化为人类所需要的产物的过程。(2)种类:_________和_________。例如:醋酸发酵、谷氨酸发酵为有氧发酵;酒精发酵为无氧发酵。将原料通过微生物的代谢有氧发酵无氧发酵2.传统发酵技术:概念直接利用_________________________,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术类型_____________________实质有氧或无氧条件下的_____________结果生产人们需要的各种发酵食品应用制作果酒、果醋、泡菜、酱油等原材料中天然存在的微生物固体发酵和半固体发酵物质氧化分解【思考辨析】1.发酵是利用微生物生产所需代谢产物的一种生产方式,通常说的乳酸菌发酵是厌氧发酵。()2.传统发酵食品的制作过程中,制作的发酵食品往往品质专一。()提示:传统发酵食品的制作过程中,没有接种菌种,利用的天然菌种,菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等,往往会造成发酵食品的品质不一。3.家庭自酿米酒、米醋,属于传统发酵技术的应用。(

)4.传统发酵通常是家庭式或作坊式的。()√×√√二、尝试制作传统发酵食品1.腐乳制作:(1)原理:蛋白质小分子的肽和氨基酸。脂肪甘油和脂肪酸。(2)腐乳制作过程中参与的微生物:多种微生物参与了豆腐的发酵,如_________________等,其中起主要作用的是_____。备注:毛霉是一种丝状真菌,其繁殖方式为孢子生殖,代谢类型是异养需氧型。酵母、曲霉和毛霉毛霉2.泡菜制作:(1)菌种来源:_____________________。(2)制作原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。(3)反应式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量。(4)泡菜制作流程:附着在蔬菜上的乳酸菌3.果酒制作:(1)菌种来源:新鲜水果果皮表面_____________。(2)发酵原理:①在有氧条件下:C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量②在无氧条件下:_________________________________附着的酵母菌C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量(3)发酵条件:发酵条件温度一般控制在18~30℃时间10~12d氧气初期需氧,后期不需氧pH酸性(pH为4.5~5.0)4.果醋制作:(1)菌种来源:_____________________或购买的醋酸菌菌种或从食醋中分离醋酸菌。(2)发酵原理:①氧气、糖源都充足时:C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量②缺少糖源时:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量空气中的野生型醋酸菌(3)发酵条件:发酵条件温度30~35℃时间7~8d氧气始终需要氧pH酸性(pH为5.4~6.0)5.果酒、果醋制作流程:【思考辨析】1.在葡萄酒的自然发酵中,需要人工添加酵母菌菌种。()分析:在葡萄酒的自然发酵中,菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。2.在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时,需要给发酵装置适时排气。()3.泡菜制作的菌种主要是醋酸菌。()分析:泡菜制作的菌种主要是乳酸菌。4.制作泡菜时,盐水煮沸后可以立即使用。(

)分析:制作泡菜时,盐水煮沸后应先冷却,防止杀死菌种。5.泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。(

)×√××√三、发酵工程及其应用1.发酵工程概念:利用微生物的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人类有用的产品。2.发酵工程的特点:(1)生产条件温和。(2)原料来源丰富且价格低廉。(3)产物专一。(4)废弃物对环境的污染小、容易处理等。3.发酵工程的基本环节:4.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生产酶制剂。(2)在医药工业上的应用。①获得具有某种药物生产能力的微生物。②直接对菌种进行改造,再通过发酵技术大量生产所需要的产品。食品添加剂③利用基因工程,将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞,获得的表达产物作为疫苗使用。(3)在农牧业上的应用:___________________________。(4)在其他方面的应用。①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。②极端微生物的应用:嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂,嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。生产微生物肥料、农药和饲料【思考辨析】1.与传统发酵技术相比,发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一等优点。()2.可将新冠病毒的抗原基因转入某种微生物体内,再通过发酵工程大量生产新冠病毒疫苗。()3.根据工程菌所需的营养精确地配制出合成培养基并进行严格的灭菌处理。()分析:在菌种确定之后,要选择原料制备培养基,培养基的配方要经过反复试验才能确定。√√×4.用诱变育种、细胞工程、基因工程等方法选育出性状优良的工程菌并进行扩大培养。(

)5.发酵过程中必须严格地监测并控制发酵条件。()√√【教材·挖掘与延伸】1.探究延伸:为什么泡菜坛只能装八成满?提示:菜料装至八成满时,要注入盐水,使盐水没过菜料,防止菜料变质腐烂;如果菜料装得太满,盐水就会太少,盐水浓度不够,不利于发酵催熟,还容易起白花等。2.资料延伸:制作葡萄酒时,要将温度控制在18~30℃,制作葡萄醋时,要将温度控制在30~35℃,尝试作出解释。提示:温度影响酵母菌和醋酸菌的生长和发酵。酿酒酵母的最适生长温度约为28℃。因此需要将温度控制在18~30℃。而醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。3.探究延伸:与传统发酵技术相比,发酵工程中,怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要?提示:可通过向冷却夹层通入冷水来调控温度;在培养基中加入缓冲液调节pH;根据微生物的代谢类型调节溶解氧,若微生物是需氧型的,可通过空气入口通入空气,并调整搅拌叶轮转速增加溶解氧。若微生物是厌氧型的,需封闭空气入口,建立厌氧环境等。高频考点·通法悟道★考点1利用传统发酵技术制作食品【核心·归纳与整合】1.泡菜制作过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化分析:发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有氧气,乳酸菌的活动受到抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)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)发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵后期减少(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)曲线模型2.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,通入无菌空气。3.果酒、果醋制作结果的评价标准:(1)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。制作成功的葡萄酒应色泽鲜艳、爽口、柔和、有浓郁的果香。(2)果醋制作的结果评价: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。【高考警示钟】制作葡萄酒和葡萄醋辨析(1)制作葡萄酒,利用酵母菌,先通氧让酵母菌繁殖,后断氧,厌氧发酵产酒精,温度控制在18~30℃。(2)制作葡萄醋利用醋酸菌,通氧,温度控制在30~35℃。【典题·剖析与精练】【典题示范】(2021·山东等级考)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①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②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【题眼破译】提升信息转化能力信息转化信息(对接问题)信息①自然发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生型酵母菌信息②葡萄酒的颜色为红色是因为红葡萄皮的色素进入发酵液【解析】选D。酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖,在无氧条件下发酵产生酒精,无氧条件下酵母菌能进行无氧呼吸存活,但不能大量繁殖,A正确;自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌,B正确;葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现颜色,C正确;制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少,D错误。【变式延伸】提升长句应答能力(1)工厂生产果酒,菌种主要来源是:_________________________________。(2)在制作果酒的过程中,除了酵母菌,是否还有其他微生物生长?它们会对果酒发酵产生影响吗?如果有,如何避免这种影响?提示:制作果酒的过程中,除酵母菌之外,还会有其他杂菌生长,它们会在酒精发酵中污染发酵液,而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如,榨汁机、发酵瓶要清洗干净,装入葡萄汁后,封闭充气口;每次排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖等。直接在果汁中加入人工培养的酵母菌【对点训练】1.下列关于果酒和果醋制作的叙述,正确的是(

)A.在果酒和果醋的制作过程中,发酵液的pH都会降低B.果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋C.制作所用原料和器具都须严格灭菌,且发酵全过程都须在无菌环境D.无氧条件和缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸【解析】选A。果酒制作过程中产生的二氧化碳和果醋制作过程中产生的醋酸都会导致发酵液中的pH下降,A正确;果酒制成后需要将装置移至温度略高的环境中,还应持续通入无菌空气才能酿成果醋,B错误;为避免菌种被杀死,所用制作原料不需要进行严格灭菌,发酵全过程无须在无菌环境,C错误;当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为乙酸,D错误。2.(2022·南通模拟)《书经》中的“若作酒醴,尔惟曲糵”提到酿酒必须要用酒曲。酒曲是以谷物为原料,破碎加水压制而成,富含多种微生物,经水浸泡后投入蒸熟的米即可用于酿酒。相关叙述正确的是(

)A.酒曲中富含酵母菌等多种微生物,可将糖彻底分解成酒精B.将米蒸熟后应立即加入酒曲进行发酵,可防止杂菌污染C.酒曲与蒸熟的米混合后需隔绝空气,为发酵提供无氧环境D.向发酵罐中加入酸性重铬酸钾,检测是否有酒精产生【解析】选C。酒曲中富含酵母菌等多种微生物,可将糖分解成酒精,糖彻底分解产物是二氧化碳和水,A错误;将米蒸熟之后,用凉开水将糯米饭冲淋一次,冷却到30℃,再加入酒曲进行发酵,将米蒸熟后立即加入酒曲会导致微生物死亡,B错误;酒曲与蒸熟的米混合后需隔绝空气,为发酵提供无氧环境,因为氧气会抑制酒精发酵,C正确;应从发酵罐中取样后,在样本中加入酸性重铬酸钾,检测是否有酒精产生,D错误。【加固训练·拔高】

1.泡菜(乳酸发酵过的蔬菜)是许多亚洲国家的传统食品,在发酵液中通常发现的微生物包括乳酸菌、酵母菌和丝状真菌。如图表示这3种不同微生物群中活细胞数和卷心菜乳酸发酵过程中pH的变化。发酵液中的溶解氧随时间下降,在第22天被完全耗尽。下列说法错误的是(

)A.pH从第1天到第3天的下降主要由乳酸菌产生的乳酸引起B.酵母菌从第10天到第22天的生长与发酵液中的氧气有关C.酵母菌在第26天后开始产生酒精D.一些丝状真菌在低pH下表现出较高的耐受性【解析】选C。从题图可知,第1天到第3天pH下降主要由乳酸菌代谢产生乳酸引起,A正确;酵母细胞在有氧条件下大量繁殖,从第10天到第22天,酵母菌大量繁殖,与发酵液中的氧气有关,B正确;第22天发酵液中的溶解氧耗尽,因此酵母细胞在第26天之前就已经开始无氧呼吸产生酒精,C错误;由题图分析可知,低pH下,丝状真菌活细胞数较多,表现出较高的耐受性,D正确。2.如图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列叙述错误的是(

)A.去除蓝莓枝梗应在冲洗后,目的是防止杂菌污染B.过程③在氧气、糖源充足条件下可直接发酵为蓝莓醋C.在过程④时,榨出的蓝莓汁需经过高压蒸汽灭菌后才能密闭发酵D.过程⑤中酒精可作为醋酸菌的碳源和能源【解析】选C。冲洗后去除蓝莓枝梗,目的是防止杂菌污染,A正确;过程③在氧气、糖源充足条件下可直接发酵为蓝莓醋,B正确;过程④蓝莓酒制作的菌种是来源于蓝莓皮上的野生型酵母菌,所以蓝莓汁不需要经过高压蒸汽灭菌,C错误;过程⑤中酒精可作为醋酸菌的碳源和能源,D正确。★考点2发酵工程及其应用【核心·归纳与整合】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:3.发酵罐示意图分析:(1)搅拌叶轮在发酵过程中的作用。①通过叶轮的搅拌作用,使培养基在发酵罐内得到充分混合,尽可能使微生物在发酵罐里的每一处均能得到充足的氧气和培养基中的营养物质;②良好的搅拌有利于微生物发酵过程中产生的热量传递给冷却介质;③搅拌能使发酵液充分混合,发酵罐的发酵液中的固型物质保持悬浮状态。(2)发酵罐中发酵条件的控制。①温度的控制:发酵过程中可以通过温度传感器和控制装置进行监测和由冷却水进、出口水流来调整;②溶解氧的控制:通过通气量和搅拌速度加以调节;③pH的控制:可以通过pH计检测,并由加料装置添加酸和碱进行调节,也可以在培养基中添加pH缓冲液等。计算机应用的发酵工程中实现了对温度、酸碱度、通气量、转速的自动记录和自动控制。(3)与传统的容器相比,发酵罐最明显的优势。发酵罐能实现大规模连续生产,最大限度地利用原料和设备,获得高产量和高效率。①进行严格灭菌,能使空气按需要流通,从而提供良好的发酵环境;②实施搅拌、振荡以促进微生物生长;③对温度、压力、空气流量实行自动控制;④通过各种生物传感器测定发酵罐内菌体浓度、营养成分、产品浓度等,并用电脑随时调节发酵进程。【高考警示钟】发酵工程操作中的几个注意事项(1)发酵工程所用菌种一般使用保存于冷冻管或冰箱中的斜面菌种,正式使用前先转接到新鲜斜面培养基上活化后,再用于扩大培养。(2)发酵过程监控和发酵条件控制直接会影响产品的质量和产量,严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件,来保证产品的产量和质量。(3)发酵产品的分离、提纯要根据产品类型选择不同方法,若发酵产品是菌体本身,可采用过滤、沉淀等方法将菌体分离、干燥;若发酵产品是代谢物,如次生代谢物,需要根据代谢物的性质采用蒸馏、萃取、离子交换等方法获得产品。【拓展延伸】(1)为了缩短发酵时间,确保品质稳定,工业上大规模生产时,先通过微生物培养技术获得单一菌种,再将它们接种到物料中进行发酵。(2)发酵技术是从生活、生产实践中产生的,人们在生产发酵产品时需要科学研究的指导和技术的改进;科学理论和技术发展到一定程度,就可以进入工程应用阶段等。【典题·剖析与精练】【典题示范】(多选)发酵工程①在现代生物工程中地位越来越重要。下列有关发酵工程叙述正确的是(

)A.首先要对发酵设备和培养基严格灭菌B.要随时取样,检测培养液的细菌数目、产物浓度等,以了解发酵进程②C.发酵工程产品主要是指微生物的代谢物、酶和菌体本身D.要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素③【题眼破译】提升信息转化能力信息转化信息(对接问题)信息①发酵工程的原料、设备都要严格灭菌,传统发酵技术则不需要。发酵工程的菌种一般为纯种,传统发酵技术所用的菌种来自自然界,一般不是纯种信息②在发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节,需要随时掌控发酵情况信息③要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制,使其最适合微生物的生长繁殖,同时及时添加必要的营养组分【解析】选A、B、C、D。首先要对发酵设备和培养基严格灭菌,A正确;要随时取样,检测培养液的细菌数目、产物浓度等,以了解发酵进程,B正确;发酵工程产品主要是指微生物的代谢物、酶和菌体本身,C正确;要严格控制温度、pH、溶解氧等环境因素,D正确。【变式延伸】提升长句应答能力(1)发酵工程中灭菌不彻底有什么危害?提示:灭菌是微生物发酵过程中的一个重要环节,一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降,产品质量降低。(2)微生物菌种资源丰富,选择发酵工程用的菌种时需要考虑哪些因素?提示:若生产的是微生物直接合成的产物,则可以从自然界中先分离出相应菌种,再用物理或化学方法诱变育种,从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。若生产的是微生物不能合成的产品,则可用基因工程、细胞工程等对菌种的遗传特性进行定向改造,以构建工程菌,从而达到生产相应产品的目的,同时还应注意温度、pH、溶解氧等对菌种的影响。【对点训练】1.(多选)苹果可用于制作苹果酒、苹果醋和提取具有抗过敏、抗癌细胞增生、调节脂质代谢等多种生理功能的苹果多酚。图示为通过发酵工程工业化制作苹果酒和苹果醋的装置。以下说法正确的是(

)A.发酵工程的中心环节是扩大培养B.甲罐中预留近1/3的空间,目的是有利于酵母菌的早期繁殖C.甲罐连接的双U形管中一侧注满水的作用是密闭装置,利于自动化排气,防止发酵液从排气管溢出D.若图中A代表无菌空气,则乙罐排出的气体中氧气的含量降低【解析】选B、C、D。发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵,A错误;甲罐中预留近1/3的空间,目的是有利于酵母菌的早期繁殖,B正确;甲罐连接的双U形管中一侧注满水,一方面可以密闭装置,利于自动化排气;另一方面可以防止发酵液从排气管溢出,C正确;若图中A通入无菌空气,则乙罐中的醋酸菌为好氧菌,消耗氧气,排出的气体中氧气的含量降低,D正确。2.(2022·宿迁模拟)由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述,正确的是(

)A.日常生活中食用酱油的制作以大麦为主要原料,利用产蛋白酶的霉菌的作用,将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成C.味精是由谷氨酸棒状杆菌发酵得到的谷氨酸经过一系列处理而获得的D.精酿啤酒发酵时间长、产量低、价格高,所以饮用更健康、保质期更长【解析】选C。制作酱油的主要原料是大豆,A错误;啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵,B错误;味精的生产是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理而获得的,C正确;精酿啤酒发酵时间长(一般发酵时间能达2个月)、产量低、价格高,但保质期更短(在发酵工艺上,精酿啤酒发酵完成后,不会过滤和消毒,保质期只有几十天,存放时间过长易变质,而工业啤酒经过杀菌后,可以保存1~2年,甚至更久),D错误。【加固训练·拔高】1.高酒精度啤酒(酒精浓度≥7.5%vol)由于其高酒精度、高发酵度、低残糖等特点,受到越来越多消费者的青睐,其酿造工艺如图所示。下列叙述错误的是(

)A.生产啤酒用的发酵罐和大麦汁等原料都需要经过灭菌消毒B.多次分批补加葡萄糖可以减少发酵初期的高渗透压对酵母细胞代谢的影响C.主发酵过程中还原糖主要用于有氧呼吸,其产生的CO2会使pH下降D.发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期可以延长排气时间间隔【解析】选C。生产啤酒用的发酵罐和大麦汁等原料都需要经过灭菌消毒,防止原料自带的杂菌污染发酵液,A正确;多次分批补加葡萄糖可以减少发酵初期的高渗透压对酵母细胞代谢的影响,B正确;主发酵过程中还原糖主要用于无氧呼吸产生酒精,同时无氧呼吸产生的CO2会使pH下降,C错误;发酵过程中要适时往外排气,后发酵时期由于糖类物质不充足,产生的气体变少,可以延长排气时间间隔,D正确。2.下图是制作泡菜及测定泡菜中亚硝酸盐含量的实验流程示意图,请据图回答问题。(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜,原因是___________。

(2)配制泡菜盐水时,盐水的质量百分比为_________,盐水需煮沸并冷却后才可使用,原因是______________________。试说明盐在泡菜制作过程中的作用_______________________。

(3)泡菜风味形成的关键在于________________的加入。

(4)泡菜发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量,原因是___________。

(5)泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质,试分析可能的原因:________________________________。【解析】根据下面的基础知识解答本题。答案:(1)新鲜的蔬菜中亚硝酸盐的含量低,营养物质丰富(2)5%~20%加热煮沸杀灭杂菌,并除去水中的氧气,冷却之后使用保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响有杀菌、析出蔬菜中过多的水以及调味的作用(3)调味料(4)发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化,及时检测以便把握食用泡菜的最佳时机(5)泡菜坛密封不严或取菜工具不卫生或盐的比例过小等,都会引起杂菌滋生、泡菜变质高考集训·命题前瞻【考题体验·悟透】角度一从科学思维角度,考查制作果酒1.(2020·山东等级考)我国的酿酒技术历史悠久,古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载:将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是(

)A.“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B.“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C.“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D.“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡突破口:酿酒是利用酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精的同时释放二氧化碳即为“鱼眼汤”,同时,微生物无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长。【解析】选C。本题主要考查酒精发酵。由题干信息可知,“浸曲发”是将酒曲浸到活化,在酵母菌活化的过程中酵母菌细胞吸水代谢加快,A项正确;“鱼眼汤”是冒出鱼眼大小的气泡,气泡是酵母菌进行呼吸作用产生的CO2释放形成的,B项正确;酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长,“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质,C项错误;“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透,其目的是防止蒸熟的米温度过高致使酒曲中的微生物死亡,D项正确。【知识纵横】发酵液的抑菌作用(1)在缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。(2)在发酵过程中产生的酒精也能抑制杂菌的生长。角度二从生命观念角度,考查传统发酵技术的综合应用2.(2021·全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题:(1)米曲霉发酵过程中,加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质,大豆中的______________可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。

(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖,大量分泌制作酱油过程所需的酶类,这些酶中的____________、__________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,如将蛋白质分解为小分子的肽和_______。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌,由此可以判断米曲霉属于__________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。

(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于____________(填“真核生物”或“原核生物”);添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是___________________;在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是______________。(答出1点即可)

突破口:大豆含有丰富的蛋白质,含有氮元素,蛋白质、脂肪的分解需要蛋白酶、脂肪酶,乳酸菌是原核生物。【解题指南】解答本题的关键是结合腐乳制作的原理理解米曲霉发酵制作酱油的原理,同时结合乳酸菌、酵母菌的代谢特点,理解发酵过程中抑制杂菌污染的原理。【解析】本题主要考查传统发酵技术及其应用。(1)米曲霉发酵过程中,大豆中的蛋白质含有氮元素,可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉是糖类,可为米曲霉的生长提供碳源。(2)米曲霉发酵过程中,蛋白酶和脂肪酶能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分,比如蛋白酶将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸。因为发酵过程需要为米曲霉提供营养物质,所以米曲霉属于异养微生物;需要通入空气,所以米曲霉属于好氧微生物。(3)乳酸菌属于原核生物;酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳;发酵过程中抑制杂菌生长的物质可以是酵母菌发酵产生的酒精、乳酸菌发酵产生的乳酸或加入的食盐。答案:(1)蛋白质碳源(2)蛋白酶脂肪酶氨基酸异养好氧(3)原核生物酒精和二氧化碳酒精(或乳酸或食盐)角度三从科学探究角度,考查传统发酵技术的应用3.(2021·湖北选择考)很久以前,勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术,这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是(

)A.麦芽含有淀粉酶,不含麦芽糖B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成C.55~60℃保温可抑制该过程中细菌的生长D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低突破口:麦芽糖酶和淀粉酶的作用及影响因素。【解析】选C。麦芽糖属于植物细胞特有的二糖,在麦芽中存在麦芽糖,A错误;麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合而成的,B错误;细菌的生长需要适宜温度,据图可知,该过程中需要在55~60℃条件下保温6小时左右,目的是抑制细菌的生长,避免杂菌污染,C正确;一般而言,植物体内酶的最适温度高于动物,故麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度高,D错误。角度四从科学思维角度,考查各种传统发酵技术的原理及过程4.(2021·湖北选择考)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(

)A.泡菜制作过程中,酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B.馒头制作过程中,酵母菌进行呼吸作用产生CO2C.米酒制作过程中,将容器密封可以促进酵母菌生长D.酸奶制作过程中,后期低温处理可产生大量乳酸杆菌突破口:酵母菌和乳酸菌的作用。【解析】选B。泡菜制作过程中,主要是乳酸菌将葡萄糖分解形成乳酸,A错误;做馒头或面包时,经常要用到酵母菌,酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,产生CO2,CO2是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得馒头或面包暄软多孔,B正确;酵母菌在有氧条件下可以大量繁殖,在密封也就是无氧条件下产生酒精,C错误;酸奶制作过程中,后期低温处理不利于乳酸杆菌生存,乳酸杆菌不会大量繁殖,D错误。【金榜原创·预测】【命题·新情境】大肠杆菌的培养大肠杆菌大都有PUC118质粒,该质粒的某限制酶唯一酶切序列位于该质粒的lacZt基因中,lacZt基因中如果没有插入外源基因,便可表达出β-半乳糖苷酶。当培养基中含有X-gal和IPTG物质时,会被β-半乳糖苷酶水解成蓝色沉淀物质,使大肠杆菌形成蓝色菌落;否则,形成白色菌落。PUC118质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因。【预测·新视角】1.大肠杆菌在基因工程中具有重要的作用,既可作供体细胞,提供_______,又可作受体细胞,优点是______________。

【解析】大肠杆菌在基因工程中具有重要的作用,既可作供体细胞,提供质粒作运载体、DNA连接酶和限制性内切核酸酶作基因工程的工具酶,又可作受体细胞,优点是细胞体积小,代谢旺盛,基因工程产物表达快。答案:运载体和工具酶细胞体积小,代谢旺盛,基因工程产物表达快2.若选用PUC118质粒作运载体要筛选能产生人胰岛素的大肠杆菌,培养基中除含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子等营养物质外,还应加入_______________、_______________和氨苄青霉素等物质,从功能上看此培养基属于______________(填“选择培养基”“鉴别培养基”或“选择和鉴别培养基”)。

【解析】若选