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1、学年高中生物 专题1 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作练习 新人教版选修12019-2020学年高中生物 专题1 传统发酵技术的应用 课题1 果酒和果醋的制作练习 新人教版选修11.用于果酒和果醋制作的菌种分别是酵母菌和醋酸菌。2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。3当氧气、糖源都充足时，醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再将乙醛变成醋酸。4制作果酒、果醋的实验流程：5果酒制作中应先通气再密闭，将温度控制在1825 ；而果醋的制作应始终在有氧条件下进行，温度控制在3035 。果酒和果醋的制作原理自读教材夯基础1果酒的制作

2、原理(1)菌种是酵母菌，其代谢类型为兼性厌氧型。(2)反应式：有氧条件下：C6H12O66O26CO26H2O。无氧条件下：C6H12O62C2H5OH2CO2。(3)条件(4)菌种来源：自然发酵过程中，来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。2果醋的制作原理(1)菌种是醋酸菌，其代谢类型为需氧型。(2)有关反应：当氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，其反应式为：C2H5OHO2CH3COOHH2O。(3)发酵所需条件：最适温度为3035_。适时通气，保证充足的氧气。1众多品种果酒中，葡萄酒醇厚、浓郁，耐人寻味。果酒的制作以酵母菌

3、发酵为主。葡萄酒的制作流程如下：葡萄酒还需在一定设施和条件下(如橡木桶和地窖)进行后续发酵，以获得特定的风味和色泽。(1)为什么在酒精发酵过程中往往“先通气后密封”？提示：“通气”是使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，“密封”是使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。(2)酒精发酵过程中会发生“先来水后来酒”现象，其原因是什么？提示：酵母菌先进行有氧呼吸产生水，再进行无氧呼吸产生酒精。(3)葡萄酒呈现深红色的原因是什么？提示：在发酵过程中，葡萄皮的色素进入到发酵液中，使葡萄酒呈现深红色。(4)在发酵过程中，为什么其他微生物不能生存？提示：在缺氧、呈酸性条件下，绝大多数微生物无法适应而受到抑制。2欧洲民谚有“日

4、食一苹果，医生远离我”。中国俗语有“饭后一苹果，老头赛小伙”。苹果醋既有苹果的口感，又具有醋的各种保健功能。(1)醋在我国有三千多年的悠久历史，你知道醋有哪些保健功能吗？提示：调味、杀菌消毒、增强免疫力、治疗疾病等。(2)影响醋酸发酵的环境因素主要有哪些？提示：温度、氧气和pH等。(3)醋瓶子、未喝干的啤酒瓶子放置久了，在醋和啤酒表面会形成一层“白膜”。它是怎样形成的？提示：醋酸菌大量繁殖形成的。跟随名师解疑难1果酒和果醋制作的比较项目果酒制作果醋制作菌种酵母菌醋酸菌原理C6H12O62C2H5OH2CO2C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2OC2H5OHO2CH3COOHH2O

5、发酵温度1825 3035 pH4.05.85.46.3氧气(空气)通气一段时间后再密封或预留发酵容器的1/3空间，无氧环境需氧(空)气，不间断通气联系果醋制作时如果缺少糖源，空气(氧气)充足时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，进而转化为醋酸，产生果醋2制作果醋的关键果醋制作过程中要始终通氧，因为醋酸菌是好氧菌，缺氧时醋酸菌的生长、增殖会受到影响，另外醋酸的生成也会受到影响。果酒和果醋的制作过程自读教材夯基础1制作流程2.检测可用重铬酸钾检验果汁发酵是否产生酒精，现象是呈现灰绿色。1在冲洗葡萄时，为什么不能反复多次冲洗葡萄？为什么要先冲洗，再去除枝梗？提示：菌种来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌，反复

6、冲洗会减少菌种数量。去枝梗时容易引起葡萄破损，被杂菌污染。2发酵瓶中注入的果汁量不能超过总体积的2/3，为什么？提示：为酵母菌初期进行有氧呼吸提供氧气；暂时储存发酵产生的CO2。3在果酒发酵旺盛期要及时排气，试说明原因。提示：由于发酵旺盛期CO2产生量大，因此需及时排气，以防止发酵瓶爆裂。4果醋是在果酒生产基础上产生的。在制果酒时需无氧发酵，在无氧条件下，好氧型的醋酸菌会大量死亡。请问：后期果醋发酵哪来的醋酸菌？提示：前期厌氧发酵产生酒精时，并不是严格厌氧，会有少量醋酸菌存留，当转入有氧发酵时，残存的醋酸菌会大量繁殖，产生醋酸。同时，在实验条件下，并不是严格无菌，通入的空气中会有一些醋酸菌带入

7、发酵液中。在工业生产中，后期醋酸发酵需接种醋酸菌。跟随名师解疑难1果酒和果醋的发酵装置(1)各部位的作用：充气口：在醋酸发酵时连接充气泵进行充气。排气口：排出酒精发酵时产生的CO2。出料口：是用来取样的。与瓶身相连的长而弯曲的胶管：加水后防止空气中微生物的污染。(2)该装置的使用方法：使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。2果酒和果醋制作的操作流程比较项目制果酒制果醋相同点选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄12遍除去污物后，再去枝梗制作发酵液，防止杂菌污染发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意葡萄汁量不要超过塑料瓶总体积的2/3不同点将温度严格控制在18

8、25 ，时间控制在1012 d。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂将温度严格控制在3035 ，时间控制在78 d，并注意适时通过充气口充气检测指标：710 d以后，可以开始进行取样检验。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量、进行酵母菌的镜检、测定pH等工作检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定3.实验结果分析与评价(1)发酵液的变化：放出气体：由于发酵作用，葡萄汁中糖分大部分转变为CO2、C2H5OH及少量的发酵副产品。CO2排出越来越旺盛，使发酵液出现沸腾，CO2从排气口排出，在发酵1

9、0 d左右，现象最明显。放热：发酵过程产热，会使发酵液温度上升，但酒精发酵温度应严格控制在1825 。颜色变化：发酵过程中，果皮上的色素及其他成分逐渐溶解于发酵液中。(2)要证实葡萄汁转化成葡萄酒是由于酵母菌的作用，需要设置对照组，将葡萄汁进行高压灭菌，分别装入A、B两个发酵瓶，并各留有1/3空间，A组加入酵母菌，B组不加，同时进行发酵。证明葡萄酒中有无醋酸生成，简单易行的方法是品尝或用pH试纸鉴定。(3)正常情况下，葡萄酒色泽鲜艳、爽口、醇厚、有浓郁的果实香味；果醋呈琥珀色或棕红色，具有特有的果香，酸味柔和，稍有甜味，不涩。果酒和果醋制作的过程及原理例1 下面是果酒和果醋制作的实验流程和某同

10、学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：(1)完成图1中的实验流程。(2)冲洗的主要目的是_，冲洗应特别注意不能_，以防止菌种的流失。(3)图2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)排气口在果酒发酵时排出的气体是由_产生的_，在果醋发酵时排出的是_。(5)写出与(4)题有关的反应方程式：_；_。(6)若在果汁中就含有醋酸菌，在果酒发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸？请说明原因。_。(7)在酒精发酵时瓶内温度一般应控制在_。醋酸发酵时温度一般应控制在_。解析酵母菌是兼性厌氧型生物，其反应式为：有氧时：C6H12O66O26CO26H2O；缺氧

11、时：C6H12O62C2H5OH2CO2。因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进行。醋酸菌是好氧菌，在有氧时能够利用糖生成醋酸；在糖源不足时，能将乙醇变为醋酸，即C6H12O62O22CH3COOH2CO22H2O，C2H5OHO2CH3COOHH2O。因此在果酒制作过程中出气口排出的是CO2，而在果醋制作过程中因醋酸菌是好氧细菌，需要连续充气，因而排气口排出的既有CO2，又有含氧量较低的空气。答案(1)醋酸发酵(2)洗去浮尘反复冲洗(3)果酒发酵果醋发酵泵入空气(氧)(4)酵母菌CO2剩余(含氧量少)的空气、CO2(5)C6H12O62C2H5OH2CO2C6H12O62O22CH3COOH2

12、CO22H2O，C2H5OHO2CH3COOHH2O(6)不能。因为果酒发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌发酵条件是氧气充足。(7)1825 3035 影响果酒和果醋发酵的因素例2 下图表示各种因素对醋酸菌发酵产生醋酸的影响，其中错误的是()解析温度可以通过影响酶的活性来改变醋酸的产生速率，在最适温度时产生速率最大，高于或低于该温度都会使活性降低(甚至丧失)。同理，pH对醋酸产生速率的影响也是这样的，因而A、D都正确；醋酸菌是好氧菌，随着溶氧量的增加(一定范围内)，醋酸会随着该菌生长繁殖速率的加快而增加，但当溶氧量增大到一定值时由于受其他条件(发酵的数量与活性等)的限制不可能继续增加而

13、达到最大产生速率，所以B是正确的；醋酸产生速率随时间的变化在最初阶段可能不断加快，当活菌数目达到最多时其产生总量会继续增加，而产生速率则不再有明显加快的现象，即C项不正确。答案C易错提醒本题易混淆“醋酸产生速率”和“醋酸产生量”两个概念，只有在最适条件下产生速率才最大，而只有当发酵过程停止后，产生量才最大。某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是()A酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高B先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵C与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好D适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖解析：选D醋酸菌是

14、嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高；进行果酒、果醋发酵实验，要先隔绝空气进行果酒发酵，再供氧进行果醋发酵；人工接种菌种单一，自然发酵菌群丰富，故与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品风味及品质较差；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率。随堂基础巩固1下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，错误的是()A两者的正常繁殖都离不开氧气B在无氧条件下，利用酵母菌可以生产酒精，而醋酸菌则不能用于生产醋酸C两者都是异养生物，它们的生存都离不开葡萄糖D醋酸菌可以以酵母菌的某种代谢产物为原料来合成醋酸解析：选C醋酸菌是好氧型生物，在氧气充足的环境中才能完成其正常的生命活动(包括繁殖和

15、代谢产生醋酸)；酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧环境中都能生存，但其无氧呼吸产生的能量少，不足以满足其自身繁殖对能量的需求，所以两者的正常繁殖都离不开氧气。酵母菌在无氧环境中能产生酒精(乙醇)。而醋酸菌在缺乏糖源时，能把乙醇氧化成乙醛，再将乙醛氧化成乙酸。2下列对葡萄酒和葡萄醋发酵条件控制的相关叙述，错误的是()A葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约1/3的空间B用清水冲洗葡萄除去污物时，应反复多次冲洗C制葡萄酒的过程中，需将时间控制在1012 dD制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在78 d解析：选B制作葡萄酒所用的菌种来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，所以，对选择的葡萄应

16、冲洗12次，清除污物即可，以免造成菌种流失。3下列鉴定果酒和果醋制作是否成功的方法中，不合理的是()A通过向果酒发酵液中加入重铬酸钾试剂进行鉴定B通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化进行鉴定C对于果醋通过品尝的方法进行鉴定D通过检测果醋发酵前后发酵液的pH变化进行鉴定解析：选B通过检测果酒发酵前后杂菌的数量变化不能鉴定果酒制作是否成功。4下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是() A过程和都只能发生在缺氧条件下B过程和都发生在酵母细胞的线粒体中C过程和都需要氧气的参与D过程所需的最适温度基本相同解析：选C过程是葡萄糖分解为丙酮酸，在有氧和无氧条件下都可进行，过程是丙酮酸转化

17、为乙醇，只发生于无氧条件下；过程发生于细胞质基质中，过程发生于线粒体中；酒精发酵的最适温度为1825 ，醋酸发酵的最适温度为3035 ；过程是有氧呼吸第二、三阶段，过程是醋酸发酵，都需要O2参与。5果酒和果醋含丰富的有机酸、氨基酸、维生素，有良好的营养、保健作用，正日益受到消费者的喜爱。请根据果酒和果醋的制作流程和装置回答有关问题：(1)图中A过程指_，B过程是指_，去除葡萄的枝梗应在A过程_(填“之前”或“之后”)。(2)图中酒精发酵和醋酸发酵中涉及的主要微生物在细胞结构上的主要区别是_。(3)按照操作要求，把果浆倒入发酵瓶后，影响发酵产物的主要因素有_、_、_。(4)从装置图可以看出，加入

18、发酵瓶中的果浆只占发酵瓶的2/3，目的是_。(5)制果醋时，要适时通过_进行充气的原因是_。(6)果酒的制作离不开酵母菌，在配制酵母菌培养基时，常添加一定浓度的葡萄糖。若葡萄糖浓度过高会抑制酵母菌的生长，其原因最可能是_。解析：(1)从制作的流程可知，A过程是冲洗，B过程是酒精发酵，去除葡萄的枝梗应在A过程之后。(2)酒精发酵过程中起作用的酵母菌是真核生物；醋酸发酵过程起作用的醋酸菌是原核生物，因此在细胞结构上的主要区别是“是否有成形的细胞核”。(3)温度、时间、菌种都能影响发酵产物。(4)进行酒精发酵时，发酵瓶要留有1/3的空间，目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖。(5)装置图中是充气口，生

19、产果醋时打开充气口是因为醋酸菌是需氧型细菌，发酵过程需要氧气的参与。(6)在配制酵母菌培养基时，常添加一定浓度的葡萄糖，若葡萄糖浓度过高会导致酵母菌细胞失水而部分死亡。答案：(1)冲洗酒精发酵之后(2)是否有成形的细胞核(3)温度时间菌种(4)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖(5)充气口醋酸菌是需氧型细菌，将酒精变成醋酸时需要氧气的参与(6)葡萄糖浓度过高，导致酵母菌细胞失水课时跟踪检测(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是()A让发酵装置接受光照B给发酵装置适时排气C向发酵装置通入空气D将发酵装置放在45 处解析：选B酵母菌发酵产生

20、CO2，故应适时排气。酵母菌无氧发酵不需要氧气、光照。45 温度太高，不适合酵母菌的生存。2下列关于果酒和果醋制作的叙述，正确的是()A在制作果酒和果醋的实验中，应该一直保持厌氧环境B当氧气、糖源充足时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸C由于酵母菌的繁殖能力很强，不需对所用装置进行消毒处理D温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大解析：选B果酒制备用的菌种是酵母菌，属于兼性厌氧型细菌，进行无氧呼吸产生酒精，温度一般控制在1825 。果醋制备用的菌种是醋酸菌，属于好氧型细菌，发酵时需要持续通入空气，温度应控制在3035 ；果酒和果醋制作时都要对制作工具进行消毒，消除杂菌影响。3红葡

21、萄酒呈现红色的原因是()A发酵过程中有红色物质生成B发酵过程中，某些产物与葡萄糖反应，显示红色C红色葡萄皮上的色素溶于酒精，酒精浓度越高，色素溶解量越大D发酵过程中产生的CO2遇指示剂变红色解析：选C随发酵反应的进行，酒精浓度越来越高，葡萄皮中的色素溶解于发酵液中，使酒呈红色。4下列叙述能够防止发酵液被污染的是()榨汁机要清洗干净并晾干发酵瓶要清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒装入葡萄汁后，封闭充气口发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接A BC D解析：选D榨汁机、发酵瓶都可能含有杂菌，因此应清洗、消毒。空气中含有杂菌，因此排气口要通过长而弯曲的胶管与瓶身相连，以防止杂菌污染

22、。5将少量的酵母提取液加入到足量的葡萄汁中进行果酒制作，15 条件下密封保温一段时间之后，检测到反应体系含有少量的酒精。如对上述实验的某个因子进行改动，实验的结果也会发生相应的变化。以下分析正确的是()A增加酵母提取液的量，则产生相同酒精所需的时间延长B增加葡萄汁量，则相同时间内酒精浓度升高C保温温度提高到23 ，则相同时间内酒精浓度升高D连续通入无菌空气，则相同时间内酒精浓度升高解析：选C葡萄汁足量，增加酵母提取液的量，则产生相同酒精所需的时间缩短；由于葡萄汁已经足量，而酵母提取液的量一定，故增加葡萄汁的量，酒精浓度不会增加；酵母菌无氧呼吸才产生酒精，连续通入无菌空气不会产生酒精；制葡萄酒时

23、，酒精发酵控制的温度为1825 ，升高温度到23 ，相同时间内酒精浓度升高。6果酒和果醋制作过程中，发酵条件的控制至关重要，下列相关措施正确的是()A葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有利于发酵B在葡萄酒发酵过程中，每隔12 h左右打开瓶盖一次，放出CO2C果酒发酵过程中温度控制在30 ，果醋发酵过程中温度控制在20 D在果醋发酵过程中，要适时通过充气口充气，有利于醋酸菌的代谢解析：选D葡萄汁不能装满发酵瓶，否则会导致发酵液溢出及发酵瓶的爆裂；放出瓶中的CO2时不需要打开发酵瓶，只需拧松瓶盖即可；果酒发酵过程中温度控制在1825 ，果醋发酵过程中温度控制在3035 。7.如右图所示，在一普通的

24、锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，则下列有关坐标中表述正确的是()A BC D解析：选B随着时间的推移，酵母菌的数量先上升后达到稳定；酵母菌的代谢由有氧呼吸转变为无氧呼吸，从而使酒精的浓度增加，葡萄糖浓度下降，溶液pH因CO2的产生而降低。8.某同学设计了如右图所示的发酵装置，下列有关叙述错误的是()A该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵B该装置便于果酒发酵中产生的气体排出C去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸D去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似解析：选C该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵；果酒发酵产生的CO2可溶解在弯管的水中，

25、进一步通过水排出；醋酸菌是好氧菌，因没有通入无菌空气，去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌的呼吸需求；去除弯管中的水后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似。二、非选择题(共26分)9(14分)下图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：(1)葡萄酒的酿制原理是先通气进行_，以增加酵母菌的数量，然后再_获得葡萄酒。(2)随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小(可用密度计测量)，原因是_。(3)下列叙述中错误的是()A在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量B在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗C甲与乙放出的气体主要是二氧化碳D揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生(4)

26、如果用葡萄酒来制葡萄醋，请写出反应式：_。醋酸菌最适生长温度范围是_ 。解析：果酒酿制的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，以使酵母菌繁殖，增加酵母菌的数量。然后再密封发酵使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。随着发酵程度加深，糖被消耗，酒精含量增加，酒精的密度比糖水低，液体密度会逐渐降低。在通气使酵母菌大量繁殖时，酵母菌的能量主要来自于葡萄糖，不可能被全部消耗，否则缺少原料，酵母菌不能进行无氧呼吸产生酒精。当氧气充足，糖源不足时，葡萄酒可转化为葡萄醋。醋酸菌最适生长温度范围是3035 。答案：(1)有氧呼吸密封(2)发酵时糖被消耗，产生酒精和CO2，酒精的密度比糖水低(3)B(4)C2H5OHO2CH3COOHH2O303510(12分)天津独流老醋历史悠久、独具风味，其生产工艺流程如下图。(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度，这是因为酶_。(2)在酒精发酵阶段，需添加酵母菌。在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。通气能提高_的数量，有利于密闭时获得更多的酒精产物。(3)在醋酸发酵阶段，独流老醋采用独特的分层固体发酵法，发酵30天。工艺如下：发酵过程中，