2027创新设计一轮生物第46讲　传统发酵技术、发酵工程及其应用

利用生物技术与工程生产对人类有用的产品大概念九体系构建新增内容选择性必修31.第22～28页，新增发酵工程及其应用2.第41页，新增植物细胞培养3.第44～45页，新增悬浮培养、传代培养的方法4.第46～47页，新增干细胞培养及其应用5.第74～75页，新增DNA的粗提取与鉴定6.第82页，新增分子水平检测的方法7.第84～85页，新增DNA片段的扩增及电泳鉴定创新拓展•高考共鸣点1.基因工程中限制酶的选择2.标记基因与重组表达载体的筛选3.PCR的应用4.PCR引物的设计、修饰、选择与计算及限制酶、启动子的选择5.特殊PCR技术、双标记基因技术、基因编辑技术6.双标记基因载体与蓝白斑筛选7.基因敲除、同源重组、融合基因与融合蛋白传统发酵技术、发酵工程及其应用第46讲课标要求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、食品及其他农牧业生产上有重要的应用价值。考情分析1.传统发酵技术的应用2025·山东卷，20；2025·云南卷，15；2025·河南卷，6；2025·江苏卷，6；2024·江苏卷，14；2024·福建卷，5；2024·广西卷，3；2025·浙江1月选考，8；2024·河北卷，18；2024·贵州卷，14；2024·湖北卷，1；2023·山东卷，12；2023·浙江1月选考，19；2023·湖南卷，5；2023·浙江6月选考，122.发酵工程的原理及应用2025·河北卷，18；2025·甘肃卷，15；2025·陕晋宁青卷，3；2025·浙江6月选考，13；2024·北京卷，17；2024·江西卷，11；2024·安徽卷，15；2024·全国甲卷，37；2024·山东卷，14；2023·江苏卷，16；2023·辽宁卷，18；2023·山东卷，201目

录传统发酵技术的应用2发酵工程及其应用3情境·探究·长句考点一传统发酵技术的应用核心要点·再研典型例题·深研1.发酵与传统发酵技术 (1)发酵微生物不同代谢物(2)传统发酵技术固体半固体有氧或无氧2.腐乳制作毛霉氨基酸3.制作泡菜 (1)菌种：植物体表面天然的乳酸菌。 (2)原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应简式为____________________________________________________。(3)方法步骤5%～20%条状蒜瓣、生姜及其他香辛料八成

没过全部菜料温度4.制作果酒和果醋 (1)果酒制作与果醋制作的比较酵母菌醋酸菌兼性厌氧需氧2CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量需氧

不需氧(2)果酒和果醋的制作步骤及目的洗洁精酒精枝梗1/3l8～3010～12拧松 30～357～8果酒和果醋改进装置及其分析(1)泡菜的风味由乳酸菌的种类决定。(2025·浙江1月选考，8A)(

)提示还与发酵过程中其他微生物的代谢产物、发酵条件(如温度、盐浓度等)有关。(2)果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同。(2025·江苏卷，6A)(

)提示酵母菌是真核生物，而醋酸菌是原核生物，两者的细胞结构不相同。(3)调味时加入食盐，主要目的是促进微生物的生长繁殖。(2024·广西卷，3C)(

)提示调味时加入食盐的主要目的是增加食物的口感和风味，也能在一定程度上抑制微生物的生长繁殖。×××(4)制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中。(2024·江苏卷，14A)(

)提示制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中。(5)酒精发酵是吸能反应。(2024·浙江6月选考，10A)(

)提示酒精发酵是放能反应。××(6)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。(2022·江苏卷，16C)(

)提示制作好葡萄酒后，打开瓶盖，盖上一层纱布，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，进行葡萄醋的发酵。(7)果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。(2021·江苏卷，14D)(

)提示酸性重铬酸钾能检验酒精，不能检验乙酸含量变化。××考向

泡菜、果酒和果醋制作[科学探究]1.(2025·河南卷，6)食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是(

)A.醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生C.食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一C解析醋酸菌为好氧细菌，醋酸发酵为好氧发酵；酵母菌无氧呼吸产生酒精，酒精的发酵为厌氧发酵，A正确；以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，前期酵母菌进行酒精发酵会产生CO2(溶于发酵液中生成H2CO3，使pH下降)，酿造食醋过程后期醋酸菌会利用酒精产生乙酸，使发酵液的pH继续下降，若在有氧条件下，以葡萄糖为底物直接进行醋酸发酵也会产生CO2，

B正确；发酵过程中，微生物繁殖速度与产物产率并非必然呈正相关，例如制作黄酒时，酵母菌在有氧条件下大量繁殖，但不产酒精，而在无氧条件下，繁殖较慢，但进行酒精发酵，C错误；使用天然混合菌种发酵，发酵产品中可能出现杂菌的代谢产物，导致传统发酵食品品质不一，D正确。2.(2024·福建卷，5)虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是(

)A.虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响B.传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作C.原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸D.对虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味B解析不同微生物发酵所需时间不同，A正确；传统发酵技术不需要严格执行无菌操作，传统发酵过程直接利用原材料中天然存在的微生物或者发酵物中的微生物，B错误；不同微生物可以产生不同代谢产物，代谢产物的种类及含量会影响发酵食品的风味，D正确。3.(2023·山东卷，12)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(

)A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低C解析盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，能达到排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等目的，C正确；腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。4.(2024·湖北卷，1)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(

)A.食用醋的酸味主要来源于乙酸B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内D解析食用醋的酸味主要来自醋酸，醋酸学名乙酸，A正确；醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确；在制醋时，缺少糖源的情况下，醋酸菌可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确；醋酸菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。考点二发酵工程及其应用核心要点·再研典型例题·深研1.发酵工程的概念

利用微生物的__________，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。特定功能2.发酵工程的基本环节诱变育种菌种培养基营养组分过滤、沉淀产物的性质3.啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的淀粉酶糖浆酒精和二氧化碳4.发酵工程的特点温和丰富低廉专一污染小容易处理考向

发酵工程的应用[科学探究]1.(2025·陕晋宁青卷，3)我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是(

)CA.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累解析黑曲霉不能直接吸收淀粉，但可以吸收利用其水解产物葡萄糖，淀粉水解糖属于糖类，能为发酵提供碳源和能源，A正确；扩大培养可以增加黑曲霉的数量，提供足量菌种用于发酵，B正确；培养基、发酵罐的常用灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，而空气常用过滤除菌，C错误；通气、搅拌可以增加溶解氧，同时使菌种与营养物质充分接触，有利于黑曲霉代谢，促进柠檬酸积累，D正确。A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累2.(2025·甘肃卷，15)我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是(

)A.传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程B.工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵C.通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状D.大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数B解析在传统发酵制作葡萄酒时，葡萄果皮上附着有多种微生物，如酵母菌等，这些微生物参与了葡萄酒的发酵过程，A正确；工业化生产时，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，能大量繁殖，进行扩大培养，在无氧条件下进行酒精发酵产生酒精，B错误；通过诱变育种(利用物理、化学等因素诱导基因突变)或基因工程育种(定向改造生物的基因)能够改良葡萄酒发酵菌种的性状，比如提高发酵效率等，C正确；大规模发酵时，发酵温度、pH值、罐压及溶解氧等参数会影响微生物的生长和代谢，进而影响发酵过程和产品质量，所以需要监测这些参数，D正确。3.(2025·八省联考内蒙古卷，18改编)谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，通过以下代谢途径发酵生产L－谷氨酰胺。下列叙述错误的是(

)DA.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有可能降低L－谷氨酰胺产量B.发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L－谷氨酰胺产量C.通过显微镜观察，可以初步判断发酵过程中是否发生球状细菌污染D.发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品解析由题图可知，提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶的活性有利于提高L－谷氨酰胺产量，但谷氨酸合成酶会使L－谷氨酰胺再转化为L－谷氨酸，故提高谷氨酸合成酶的活性有可能会降低L－谷氨酰胺产量，A正确；谷氨酸棒状杆菌生长的最适pH为7.0，谷氨酰胺合成酶最适pH为5.6，因此发酵初期控制pH为7.0，有利于增加谷氨酸棒状杆菌的数量，后调为5.6，有利于提高谷氨酰胺合成酶的活性，进而提高L－谷氨酰胺产量，B正确；A.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有可能降低L－谷氨酰胺产量B.发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L－谷氨酰胺产量C.通过显微镜观察，可以初步判断发酵过程中是否发生球状细菌污染D.发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品题干发酵菌株的形态为棒状，若通过显微镜观察，从视野中发现了形态为球状的细菌，则可初步判断污染了杂菌，C正确；L－谷氨酰胺是细胞代谢产物，对细胞代谢产物可通过提取、分离和纯化措施来获得产品，D错误。A.提高谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶的活性有可能降低L－谷氨酰胺产量B.发酵初期控制pH为7.0，后调为5.6，有利于提高L－谷氨酰胺产量C.通过显微镜观察，可以初步判断发酵过程中是否发生球状细菌污染D.发酵结束后，采用过滤、沉淀的方法将菌体分离和干燥即可获得产品情境·探究·长句猕猴桃因果实营养丰富，维生素C含量极高，药食两用，风味特异而被称为“水果之王”。如图是以猕猴桃为原料发酵制作果酒和果醋的过程简图。结合所学知识，回答下列问题：(1)酿制果酒时，一般要先通气的目的是________________________________。在无氧条件下进行酒精发酵的反应式为

。让酵母菌在有氧条件下大量繁殖(2)酒精发酵过程中必须严格控制好

(答出3点)等发酵条