【上课用】高三一轮复习生物讲义:第4讲发酵.docx
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1、 发酵入门测1(2020·辽宁锦州·高二期末)某人利用乳酸菌制作泡菜时因操作不当而使泡菜腐烂。造成泡菜腐烂的原因是( )罐口密闭缺氧,抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严,氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严,氧气抑制了其他腐生菌的生长和繁殖罐口封闭不严,促进了需氧腐生菌的生长和繁殖ABCD2(2020·江苏泰州·高三期中)泡菜在发酵期间,由于乳酸菌的发酵作用,乳酸不断积累,因此可以根据微生物的活动情况和乳酸积累量,将泡菜发酵过程分为三个阶段。下列说法错误的是( )A初期由于含有氧气且pH较高,坛内存在其他微生物的生长B中期由于乳酸不断积累,厌氧状态形成
2、,乳酸菌成为优势种C后期由于乳酸含量继续增加,发酵速度会逐渐变缓甚至停止D整个发酵过程中亚硝酸盐含量不断增加,故泡菜要尽早食用3(2020·辽宁高三月考)传统发酵技术在生活生产实践中广泛应用。下列有关叙述错误的是()A家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵B利用乳酸菌制作酸奶的过程中不需要通气培养,应密封发酵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泡菜制作的过程中,乳酸菌能在缺氧条件下产生乳酸4(2020·江苏南京·高三其他模拟)关于“发酵食品加工的基本方法”的叙述中,错误的是( )A果酒制作中,对葡萄进行多次反复冲洗以防止杂菌污染B果酒制作过程中
3、,若发酵条件控制不当果酒可能变酸C果醋制作相对于果酒制作所需的发酵温度更高D果醋制作过程中,应连续充入无菌空气以利于醋酸发酵52018全国卷人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。请回答下列问题:(1)果酒的制作离不开酵母菌。酵母菌是一类_微生物。在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,其反应式为_。在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,其反应式为_。(2)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在_。在葡萄酒的自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在发酵过程中,随着_的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。在_的
4、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。(3)醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时,才能进行旺盛的生理活动。在变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明,醋酸菌对氧气的含量_。当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成_;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为_,再进一步转变为_。醋酸菌的最适生长温度为_。(4)果汁发酵后是否有酒精产生,可以用化学试剂_来检验。在酸性条件下,该试剂与酒精反应呈现_色。课堂讲义考点一:传统发酵技术的应用知识点梳理一、发酵与传统发酵技术1发酵(1)发酵的历史:约9000年前,我们的祖先就会利用微生
5、物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。1857年,法国微生物学家巴斯德通过实验证明,酒精发酵是由活的酵母菌引起的。(2)发酵的概念:人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2传统发酵技术(1)腐乳的发酵参与发酵的微生物:多种微生物,如酵母、曲霉和毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。发酵原理:经过微生物的发酵,豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸。(2)传统发酵技术的概念:直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。(3)传统发酵技术的特点及主要食品以混合菌种的固体发酵及半固体
6、发酵为主,通常是家庭式或作坊式的。主要食品有腐乳、酱、酱油、醋、泡菜和豆豉。二、尝试制作传统发酵食品1传统发酵食品制作所利用的微生物(1)乳酸菌代谢特点:厌氧细菌,在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸,反应简式:C6H12O62C3H6O3(乳酸)能量。生产应用:用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。(2)酵母菌代谢特点:单细胞真菌,兼性厌氧微生物,在无氧条件下能进行酒精发酵,反应简式为C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2能量。最适生长温度约为28。生产应用:用于酿酒、制作馒头和面包等。(3)醋酸菌代谢特点:好氧细菌,当O2、糖源都充足时能将糖分解成醋酸,反应简式为C6H12O62O22CH3
7、COOH(醋酸)2H2O2CO2能量;当缺少糖源时则将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为醋酸,反应简式为C2H5OHO2CH3COOH(醋酸)H2O能量。最适生长温度为3035。生产应用:用于制作各种风味的醋。2制作泡菜(1)菌种的来源利用植物体表面天然的乳酸菌。(2)方法步骤泡菜制作过程中相关物质变化及注意事项1泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化项目乳酸菌乳酸亚硝酸盐初期少(有氧气,乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)中期最多(乳酸抑制其他菌活动)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)后期减少(乳酸继续积累,pH继续下降,抑制自身活动)继续增多,pH继续
8、下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线2.泡菜制作的注意事项(1)泡菜坛的选择:应选用火候好、无裂纹、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查时,可将坛口向上压入水中,看坛内有无渗水现象。(2)腌制的条件:要注意控制时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加。(3)腌制方法:配制质量百分比为5%20%的盐水,盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配料装至八成满时,加盐水没过全部菜料,盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水,以保证坛内形成无氧环境,以便乳酸菌发酵。3制作果酒和果醋(1)菌种来源:新鲜水果的果皮表面附着有大量的不同种类的野生
9、酵母菌。 (2)方法步骤: 果酒与果醋制作的比较果酒制作果醋制作发酵菌种来源附着在葡萄皮上的野生型酵母菌空气中的醋酸菌分类地位单细胞真核生物单细胞原核生物繁殖方式出芽生殖、孢子生殖二分裂生殖代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型发酵条件温度1830 3035 时间1012 d78 d氧气前期需氧,后期无氧一直需要充足氧气pH酸性酸性结果检测酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色反应液pH下降联系醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行,酒精发酵为醋酸发酵提供原料典型例题1 【江苏泰州2020高三期中】在制作泡菜的过程中,下列叙述不正确的是()A按照清水与盐的质量比为12的比例配制盐水B配制好的盐水需煮沸冷
10、却C腌制过程中,要注意控制腌制的时间、温度和食盐用量D在坛盖边沿的水槽中要注满水,以保证坛内的无氧环境变式训练【2020辽宁高三月考】 回答下列有关泡菜制作的问题:(1)制作泡菜时,所用盐水要煮沸,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,加入陈泡菜液的目的是_。(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵过程即乳酸菌进行_的过程。该过程发生在乳酸菌的_中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_、_和_等。(4) 从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内,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_。典型例题2【2020高三江苏模拟】下列有关毛霉
11、在腐乳制作中的作用的叙述,正确的是()将多糖分解成葡萄糖将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸将脂肪水解成甘油和脂肪酸将核酸分解成核苷酸ABC D变式训练【2020全国高三】葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的,酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。回答下列问题:(1)试管中的X溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定,与乙装置相比,用甲装置酿制葡萄酒的优点是_(答出两点即可)。(2)葡萄汁装入甲装置时,要留有约1/3的空间,这种做法的目的是_(答出两点即可)。(3)某同学若用乙装置进行发酵,并设置两个不同处理组(乙A和乙B),乙A装置中保留一定量的氧气,乙B装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下,测得
12、一段时间内乙A和乙B中酒精含量的变化趋势及乙A中氧气含量的变化趋势如曲线图所示。图中曲线依次表示_、_、_含量的变化趋势。(4)从细胞呼吸类型看,酵母菌属于_生物;从同化作用的类型看,酵母菌属于_(填“自养”或“异养”)生物。随堂练习:1【2020浙江金华高二期末联考】在果酒制作过程中,下列哪项操作会引起发酵液受污染()A榨汁机用沸水进行清洗并晾干B发酵瓶用温水清洗,再用70%的酒精擦拭并晾干C葡萄先去除枝梗,再冲洗多次D每次排气时,只需拧松瓶盖,不能将盖完全揭开2【2020湖北高三期中】在实验室中可利用酵母菌发酵的方式制作葡萄酒,下列说法正确的是()A葡萄糖在酵母菌细胞的线粒体内被分解B制作
13、葡萄酒时酵母菌先在有氧条件下大量增殖C制作过程中酵母菌始终处于碱性环境D酵母菌的发酵产物不会抑制自身的代谢活动3.【2020北京房山高二期末】下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。请据图回答下列问题:(1)图1中方框内的实验流程是_。(2)冲洗的主要目的是_,冲洗时应特别注意不能_,以防菌种的流失。(3)图2所示装置中的充气口在_时关闭,在_时连接充气泵,并连续不断地向内_。(4)排气口在果酒制作时排出的气体是由_(填生物名称)产生的_。考点二:发酵工程及其应用知识点梳理一、发酵工程的基本环节发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产
14、品分离、提纯等方面。1选育菌种:性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。2扩大培养:工业发酵罐的体积很大,接入的菌种总体积也较大,因此在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养。3配制培养基: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灭菌:发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。一旦有杂菌污染,可能导致产量大大下降。因此,培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。5接种:扩大培养的菌种和灭菌后的培养基加入发酵罐中。大型发酵罐有计算机控制系统,能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制。6发酵罐内发酵:
15、在发酵过程中,要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等,以了解发酵进程。还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。7分离、提纯产物:如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。二、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,如酱油、各种酒类。(2)生产各种各样的食品添加剂,如通过黑曲霉发酵制得的柠檬酸,由谷氨酸棒状杆菌发酵生产味精。(3)生产酶制剂,如淀粉酶、淀粉酶、脂肪酶等。2在医药工业上的应用基因工
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