2021届高考生物一轮复习传统发酵技术的应用课件新人教版选修1_1.ppt
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1、选修1生物技术实践第1课传统发酵技术的应用考点一果酒和果醋的制作考点一果酒和果醋的制作 【必备知识速填必备知识速填】1.1.制作原理制作原理: : 项目项目果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作菌菌种种名称名称_类型类型真核生物真核生物原核生物原核生物代谢代谢类型类型异养异养_型型异养异养_型型来源来源主要是附着在主要是附着在葡萄皮上的野葡萄皮上的野生型酵母菌生型酵母菌变酸的酒的表面变酸的酒的表面酵母菌酵母菌醋酸菌醋酸菌兼性厌氧兼性厌氧需氧需氧项目项目果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发酵发酵原理原理及反及反应式应式有氧条件下有氧条件下, ,进行进行_,_,大大量繁殖量繁殖: :C6H12O6 +6O
2、+6O2 26CO6CO2 2+6H+6H2 2O;O;无氧条件下无氧条件下, ,进行进行_:_: 氧气、糖源充足时氧气、糖源充足时, ,将葡萄汁将葡萄汁中的糖分解成醋酸中的糖分解成醋酸: : C6H12O6 + +2O2O2 22CH2CH3 3COOH+2COCOOH+2CO2 2+2H+2H2 2O O。缺。缺少糖源、氧气充足时将少糖源、氧气充足时将_变为变为_,_,再变为醋酸再变为醋酸: :_有氧呼吸有氧呼吸C6H12O6 2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2酒精发酵酒精发酵乙醇乙醇乙醛乙醛C C2 2H H5 5OH+OOH+O2 2CHCH3 3COOH+HCO
3、OH+H2 2O O项目项目果酒制作果酒制作果醋制作果醋制作发发酵酵条条件件温度温度_左右最适合酵母菌繁左右最适合酵母菌繁殖殖, ,酒精发酵时一般控制在酒精发酵时一般控制在_最适生长温度为最适生长温度为_氧气氧气需求需求前期前期:_:_后期后期:_:_时间时间101012 d12 d左右左右7 78 d8 d左右左右20 20 181825 25 303035 35 需氧需氧不需氧不需氧需要充足氧气需要充足氧气2.2.实验流程实验流程: :【秒判正误秒判正误】1.1.在果酒发酵后期在果酒发酵后期, ,拧开瓶盖的间隔时间可延长。拧开瓶盖的间隔时间可延长。( )( )分析分析: :在果酒发酵后期在
4、果酒发酵后期, ,由于瓶中的营养物质减少由于瓶中的营养物质减少, ,单位时间内产生的单位时间内产生的COCO2 2的量的量减少减少, ,所以拧开瓶盖的间隔时间可以适当延长。所以拧开瓶盖的间隔时间可以适当延长。 2.2.在家庭中用鲜葡萄制作果酒时在家庭中用鲜葡萄制作果酒时, ,向发酵装置中通入空气。向发酵装置中通入空气。( )( )分析分析: :酵母菌在无氧环境下发酵产生酒精酵母菌在无氧环境下发酵产生酒精, ,所以不能通入空气。所以不能通入空气。3.3.苹果酒的发酵过程中苹果酒的发酵过程中, ,若发酵液表面出现菌膜若发酵液表面出现菌膜, ,最可能的原因是发酵瓶漏最可能的原因是发酵瓶漏气。气。(
5、)( )分析分析: :发酵瓶漏气发酵瓶漏气, ,会使醋酸菌大量繁殖而形成发酵液表面观察到的菌膜。会使醋酸菌大量繁殖而形成发酵液表面观察到的菌膜。4.4.酵母菌是嗜温菌酵母菌是嗜温菌, ,所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵所需的最适所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵所需的最适温度。温度。 ( )( )分析分析: :醋酸菌是嗜温菌醋酸菌是嗜温菌, ,果醋发酵的最适温度高于果酒发酵所需的最适温度。果醋发酵的最适温度高于果酒发酵所需的最适温度。5.5.红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。红葡萄酒中的红色是红葡萄皮中的色素进入发酵液产生的。( )( )分析分析: :红色素存在于液
6、泡中红色素存在于液泡中, ,在发酵过程中在发酵过程中, ,生物膜的通透性被破坏生物膜的通透性被破坏, ,红色素进红色素进入发酵液导致葡萄酒变红。入发酵液导致葡萄酒变红。6.6.在葡萄酒自然发酵过程中在葡萄酒自然发酵过程中, ,需要人工添加酵母菌种。需要人工添加酵母菌种。( )( )分析分析: :在葡萄酒自然发酵过程中在葡萄酒自然发酵过程中, ,利用附着在葡萄皮上的野生型酵母菌发酵利用附着在葡萄皮上的野生型酵母菌发酵, ,不不需要人工添加酵母菌种。需要人工添加酵母菌种。 【重点难点讲透重点难点讲透】1.1.果酒和果醋制作成功的关键点果酒和果醋制作成功的关键点: :项目项目说明说明材料的选材料的选
7、择与处理择与处理选择新鲜的葡萄选择新鲜的葡萄, ,榨汁前先将葡萄进行冲洗榨汁前先将葡萄进行冲洗, ,除去枝梗除去枝梗, ,以以防葡萄汁流失及污染防葡萄汁流失及污染防止发酵防止发酵液被污染液被污染榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净榨汁机和发酵瓶等都需清洗干净, ,且发酵瓶要进行消毒且发酵瓶要进行消毒; ;清洗葡萄时要先清洗后除枝梗清洗葡萄时要先清洗后除枝梗; ;发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管发酵瓶排气管用曲颈管而不能用直管项目项目说明说明发酵条件发酵条件的控制的控制葡萄汁装入发酵瓶时葡萄汁装入发酵瓶时, ,要留约要留约1/31/3的空间的空间, ,目的是先让酵目的是先让酵母菌进行有氧呼吸母菌进行有氧
8、呼吸, ,快速繁殖快速繁殖, ,耗尽耗尽O O2 2后再进行酒精发酵后再进行酒精发酵, ,防防止发酵过程中产生的止发酵过程中产生的COCO2 2造成发酵液的溢出造成发酵液的溢出; ;严格控制温度严格控制温度:18:1825 25 利于酵母菌的繁殖和酒精发酵利于酵母菌的繁殖和酒精发酵;30;3035 35 利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵利于醋酸菌的繁殖和果醋的发酵; ;充气充气: :酒精发酵为无氧发酵酒精发酵为无氧发酵, ,需封闭充气口需封闭充气口; ;醋酸发酵为醋酸发酵为有氧发酵有氧发酵, ,需经充气口充气需经充气口充气2.2.发酵装置的设计思路发酵装置的设计思路: :(1)(1)因酵母菌的繁殖
9、需要氧气因酵母菌的繁殖需要氧气, ,醋酸菌是好氧菌醋酸菌是好氧菌, ,所以在果酒制作的前期和果醋所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需要氧气。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下制作的整个过程中都需要氧气。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下, ,应控制氧应控制氧气的进入气的进入, ,故应在充气口设置开关。故应在充气口设置开关。(2)(2)由于在发酵过程中会产生由于在发酵过程中会产生COCO2 2, ,因此需设排气口因此需设排气口; ;为防止空气中微生物的污染为防止空气中微生物的污染, ,排气口应连接一个长而弯曲的胶管。排气口应连接一个长而弯曲的胶管。(3)(3)因要对发酵的情况进行及时监测因要对
10、发酵的情况进行及时监测, ,应设置出料口便于取样检测。应设置出料口便于取样检测。【教材命题源教材命题源】教材原文教材原文: :选修选修1 1_P3P3_“图图1-41-4是两位同学所使用的发酵装置是两位同学所使用的发酵装置, ,你认为他们你认为他们的方法有哪些可取之处的方法有哪些可取之处, ,哪些地方还需要改进哪些地方还需要改进? ?你将如何设计发酵装置你将如何设计发酵装置, ,进行实进行实验呢验呢?”?”命题角度命题角度: :角度角度1. 1. 如图所示为制作果酒和果醋的发酵装置。如图所示为制作果酒和果醋的发酵装置。装置图中装置图中a a、b b、c c分别指什么分别指什么? ?其作用是什么
11、其作用是什么?b?b需长而弯曲需长而弯曲, ,其目的是什么其目的是什么? ?提示提示: :a a为充气口为充气口, ,用于向装置内充气用于向装置内充气;b;b为排气口为排气口, ,用于排出用于排出COCO2 2;c;c为出料口为出料口, ,用于用于取样检测。取样检测。b b长而弯曲长而弯曲, ,其目的是防止空气中微生物的污染。其目的是防止空气中微生物的污染。角度角度2.2.进行醋酸发酵和酒精发酵时进行醋酸发酵和酒精发酵时, ,对图中哪一处操作有差异对图中哪一处操作有差异? ?请具体指明。请具体指明。提示提示: :使用该装置制果酒时使用该装置制果酒时, ,应该关闭充气口应该关闭充气口; ;制醋时
12、制醋时, ,应将充气口连接气泵应将充气口连接气泵, ,通通入氧气。入氧气。【典例示范典例示范】(2019(2019海南高考改编海南高考改编) )回答下列问题。回答下列问题。(1)(1)某同学在通过发酵制作果酒时某同学在通过发酵制作果酒时, ,发现在制作原料中添加一定量的糖发现在制作原料中添加一定量的糖, ,可以提可以提高酒精度高酒精度, ,原因是原因是_。(2)(2)在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时, ,可以不添加酵母菌可以不添加酵母菌, ,原因是原因是_ _ _。(3)(3)在制作葡萄酒的过程中在制作葡萄酒的过程中, ,如果密封不严混入空气如果密封不严混入空气,
13、,发酵液会变酸发酵液会变酸, ,可能的原可能的原因是因是_。【解析解析】(1)(1)制作果酒时制作果酒时, ,在原料中添加一定量的糖在原料中添加一定量的糖, ,可以提高酒精度可以提高酒精度, ,原因是原因是在无氧条件下在无氧条件下, ,酵母菌能进行酒精发酵酵母菌能进行酒精发酵;(2);(2)在葡萄酒的自然发酵过程中在葡萄酒的自然发酵过程中, ,起主起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌;(3);(3)在制作葡萄酒的过程中在制作葡萄酒的过程中, ,如果如果密封不严混入空气密封不严混入空气, ,发酵液会变酸发酵液会变酸, ,可能的原因是醋酸菌发酵产生醋酸。
14、可能的原因是醋酸菌发酵产生醋酸。答案答案: :(1)(1)酵母菌可以利用糖进行无氧呼吸产生酒精酵母菌可以利用糖进行无氧呼吸产生酒精(2)(2)在葡萄皮上有野生型的酵母菌在葡萄皮上有野生型的酵母菌(3)(3)醋酸菌发酵产生醋酸醋酸菌发酵产生醋酸【素养新命题素养新命题】(1)(1)在家庭制作葡萄酒的过程中在家庭制作葡萄酒的过程中, ,不需要严格的消毒过程也能完成发酵不需要严格的消毒过程也能完成发酵, ,原因是原因是什么什么?(?(科学思维科学思维: :分析与综合分析与综合) )提示提示: :在缺氧、呈酸性的发酵液中在缺氧、呈酸性的发酵液中, ,酵母菌可以生长繁殖酵母菌可以生长繁殖, ,而绝大多数其
15、他微生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。物都因无法适应这一环境而受到抑制。(2)(2)若在葡萄酒的基础上若在葡萄酒的基础上, ,进一步制作葡萄醋进一步制作葡萄醋, ,需要改变哪些条件需要改变哪些条件?(?(科学思维科学思维: :归纳与演绎归纳与演绎) )提示提示: :通入氧气通入氧气; ;温度调至温度调至303035 35 。【热考角度通关热考角度通关】角度一角度一 果酒和果醋的制作原理果酒和果醋的制作原理1.(20191.(2019海南联考海南联考) )杨梅果实风味独特、酸甜适中杨梅果实风味独特、酸甜适中, ,具有很高的营养和保健价具有很高的营养和保健价值。下图是制作杨梅酒
16、和杨梅醋的流程图。请回答下列问题值。下图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题: :(1)(1)传统发酵中传统发酵中, ,发酵液虽然未经过严格的灭菌处理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但杂菌却不能正常生长繁殖殖, ,这是由于果酒发酵的这是由于果酒发酵的_条件抑制了杂菌的生长。用来检验酒精条件抑制了杂菌的生长。用来检验酒精的化学试剂是的化学试剂是_。(2)(2)果酒制作过程中果酒制作过程中, ,酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是_ _ _。温度适宜时果酒发酵时间较短。温度适宜时果酒发酵时间较短, ,原因是原因是_。(3)(3)杨梅醋的发酵
17、过程中杨梅醋的发酵过程中, ,除具备必需的营养物质外除具备必需的营养物质外, ,还需要往发酵液中持续地还需要往发酵液中持续地通入通入_。(4)(4)下图表示果酒发酵过程中下图表示果酒发酵过程中, ,发酵液的糖度发酵液的糖度( (葡萄糖的浓度葡萄糖的浓度) )和酒精度和酒精度( (酒精浓酒精浓度度) )随时间变化的关系。发酵前随时间变化的关系。发酵前24 h,24 h,糖度变化很小糖度变化很小, ,酒精度上升很慢酒精度上升很慢, ,其原因其原因是是_。96 h96 h后酒精度和糖度的变化后酒精度和糖度的变化都趋于平缓都趋于平缓, ,其原因是其原因是_。【解析解析】(1)(1)果酒发酵是在缺氧、呈
18、酸性的环境中果酒发酵是在缺氧、呈酸性的环境中, ,酵母菌可大量繁殖酵母菌可大量繁殖, ,而其他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重铬酸钾, ,溶液变成灰绿色即说明有酒精。溶液变成灰绿色即说明有酒精。(2)(2)酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。由于温度影响发酵所需酶酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质。由于温度影响发酵所需酶的活性的活性, ,所以只有温度适宜时所以只有温度适宜时, ,果酒发酵酶活性最高果酒发酵酶活性最高, ,速度最快速度最快, ,时间最短。时间最短。(3)
19、(3)醋酸菌是好氧菌醋酸菌是好氧菌, ,必须生活在氧气充足的环境中必须生活在氧气充足的环境中, ,且最适生长温度是且最适生长温度是303035 ,35 ,所以杨梅醋的发酵过程中所以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需要往发酵液中持续地通入无菌空气( (氧气氧气) )。(4)(4)酵母菌是兼性厌氧型微生物酵母菌是兼性厌氧型微生物, ,在有氧条件下在有氧条件下, ,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖, ,在无氧条件下在无氧条件下, ,酵母菌能进行酒精发酵。结合图示曲线分析可知酵母菌能进行酒精发酵。结合图示曲线分析可知,24 h,24 h内内, ,糖度糖度变化
20、很小变化很小, ,酒精度上升很慢主要是酵母菌还在进行有氧呼吸大量增殖酒精度上升很慢主要是酵母菌还在进行有氧呼吸大量增殖; ;但是在但是在96 h96 h后后, ,酒精度和糖度的变化都趋于平缓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主要原因是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。物会抑制酵母菌的代谢而影响发酵。答案答案: :(1)(1)缺氧、酸性酸性重铬酸钾缺氧、酸性酸性重铬酸钾(2)(2)细胞质基质此时细胞质基质此时, ,与果酒发酵相与果酒发酵相关的酶活性最高关的酶活性最高, ,发酵速度快发酵速度快(3)(3)无菌氧气无菌氧气( (或无菌空气或无菌空气)
21、)(4)(4)此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸, ,大量增殖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2.2.生物技术在食品加工中的应用十分广泛生物技术在食品加工中的应用十分广泛, ,如果酒、果醋的制作就是生活中常如果酒、果醋的制作就是生活中常见的例子。如图见的例子。如图A A是果酒和果醋制作的实验流程是果酒和果醋制作的实验流程, ,图图B B是一个果酒制果醋的发酵是一个果酒制果醋的发酵装置。请分析回答装置。请分析回答: :(1)(1)果酒和果醋发酵的微生物在代谢方式上的主要区别是果酒和果醋发酵的微生物在
22、代谢方式上的主要区别是_。(2)(2)果醋是在图果醋是在图B B中中_瓶产生的瓶产生的, ,发酵的微生物利用的碳源主要是发酵的微生物利用的碳源主要是_。(3)(3)图图A A过程是在图过程是在图B B中中_瓶进行的瓶进行的, ,发酵产物酒精要在发酵产物酒精要在_(_(填填“酸酸”“”“中中”或或“碱碱”) )性条件下用性条件下用_来鉴定。来鉴定。(4)(4)图图B B中中_瓶发酵后溶液的瓶发酵后溶液的pHpH下降下降, ,说明原因说明原因:_ :_ _。图。图B B装置实际有一处不足装置实际有一处不足, ,即在即在_瓶上没有设置瓶上没有设置_。【解析解析】(1)(1)果醋发酵利用的微生物主要是
23、醋酸菌果醋发酵利用的微生物主要是醋酸菌, ,其代谢类型是异养需氧型其代谢类型是异养需氧型, ,果酒发酵利用的微生物是酵母菌果酒发酵利用的微生物是酵母菌, ,其代谢类型是异养兼性厌氧型。其代谢类型是异养兼性厌氧型。(2)(2)图图B B中中, ,乙瓶需持续通入空气因此是制备果醋的装置。甲瓶是制作果酒的装置。丙瓶乙瓶需持续通入空气因此是制备果醋的装置。甲瓶是制作果酒的装置。丙瓶收集乙瓶的发酵液。果醋的制作流程是果汁收集乙瓶的发酵液。果醋的制作流程是果汁果酒果酒果醋果醋, ,则酵母菌的碳源为则酵母菌的碳源为葡萄糖葡萄糖, ,醋酸菌的碳源为乙醇。醋酸菌的碳源为乙醇。(3)(3)图图A A过程表示制作果
24、酒过程表示制作果酒, ,酵母菌在图酵母菌在图B B甲瓶甲瓶中进行无氧呼吸中进行无氧呼吸, ,产物酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾溶液反应产物酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾溶液反应, ,变成灰变成灰绿色。绿色。(4)(4)甲瓶中进行酒精发酵甲瓶中进行酒精发酵, ,产生的二氧化碳可使溶液的产生的二氧化碳可使溶液的pHpH下降下降, ,乙瓶中进乙瓶中进行醋酸发酵行醋酸发酵, ,产生的醋酸也使溶液的产生的醋酸也使溶液的pHpH下降。由于酒精发酵不断产生二氧化碳下降。由于酒精发酵不断产生二氧化碳, ,瓶内气体压强不断增大瓶内气体压强不断增大, ,应在图应在图B B装置甲瓶上设置排气口。装置甲瓶上设置排
25、气口。答案答案: :(1)(1)酵母菌是兼性厌氧型微生物酵母菌是兼性厌氧型微生物, ,醋酸菌是需氧微生物醋酸菌是需氧微生物(2)(2)乙乙醇乙乙醇( (葡葡萄糖或乙醇萄糖或乙醇) )(3)(3)甲酸重铬酸钾溶液甲酸重铬酸钾溶液(4)(4)甲、乙甲瓶中产生的二氧化甲、乙甲瓶中产生的二氧化碳和乙瓶中产生的醋酸使得溶液的碳和乙瓶中产生的醋酸使得溶液的pHpH下降甲排气口下降甲排气口角度二角度二 发酵条件的控制发酵条件的控制3.(20163.(2016天津高考天津高考) )天津独流老醋历史悠久、独具风味天津独流老醋历史悠久、独具风味, ,其生产工艺流程如下其生产工艺流程如下图。图。 (1)(1)在糖化
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