高考生物大一轮复习生物技术实践第1讲传统发酵技术的应用课后提能演练新人教版选修1.docx

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高考生物大一轮复习生物技术实践第1讲传统发酵技术的应用课后提能演练新人教版选修1

第1讲传统发酵技术的应用

1．鸭梨醋饮属于绿色健康饮品，既保存了鸭梨中的多种氨基酸、维生素、矿物质、有机酸等营养成分，又兼具果醋醒酒护肝、助消化、降低血脂、软化血管等的养生保健功能，深受广大消费者的青睐。

下图为鸭梨醋饮的制作流程图，请据图回答问题：

（1）果酒的酿造原理是先使酵母菌进行_______________________________________，

以增加酵母菌的数量，然后再通过____________获得果酒。

（2）在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在________上的野生型酵母菌。

（3）酒精发酵时一般将温度控制在18℃～25℃，温度过高时，酵母菌代谢减慢甚至死亡，原因是______________________________。

（4）果醋发酵过程中，适宜的温度为____________，较高的酒精度通常不适宜进行醋酸发酵，原因是____________________________________。

（5）酒精发酵后转入醋酸发酵前，除改变温度外，还需调整的发酵条件是____________。

【答案】

（1）有氧呼吸　无氧呼吸

（2）鸭梨皮

（3）温度过高，影响酶的活性

（4）30℃～35℃　较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢，使产酸量下降

（5）通入无菌空气

【解析】

（1）果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌在氧气充足时进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，进行无氧呼吸产生酒精。

（2）在果酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在鸭梨皮上的野生型酵母菌。

（3）温度主要影响酶的活性。

（4）醋酸菌的最适生长温度为30℃～35℃，酒精浓度过高会抑制醋酸菌的生长和代谢，影响产酸量。

（5）醋酸菌是需氧型细菌，发酵时需要通入无菌空气。

2．葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答下列问题：

（1）利用葡萄制作葡萄酒的过程，发挥作用的微生物是______________。

（2）该微生物通过无氧呼吸可分解________，产生的终产物是________和________。

（3）甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。

发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。

据图分析，甲同学和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是____________________；丙同学的错误是____________________________，导致发酵中出现的主要异常现象是__________________________________。

上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。

（4）在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作的错误是______________________________________________________。

【答案】

（1）酵母菌

（2）葡萄糖　乙醇　CO2

（3）未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出，发酵液变酸　瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口　排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋　葡萄酒　葡萄酒

（4）未及时排气

【解析】在制作各种酒的时候，常用酵母菌作菌种；酵母菌酒精发酵进行的是无氧呼吸，所以甲同学未夹住发酵瓶的充气管，从而有氧气进入，导致酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的二氧化碳，使发酵液从充气管流出，发酵液变酸；而丙同学的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口，抑制发酵的进行，一般来说，发酵液不超过容器的2/3；上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。

3．泡菜在发酵期间，由于乳酸菌的发酵作用，发酵产物乳酸不断积累，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。

（1）发酵初期：

蔬菜刚入坛时，其表面带入的微生物，主要以不抗酸的大肠杆菌和酵母菌等较为活跃。

其中的酵母菌最初的呼吸作用方式是____________，请写出相应的反应式：

______________________________________。

发酵初期会有气泡从坛沿水槽内间歇性地放出，从而使坛内逐渐形成厌氧状态，乳酸发酵开始。

试说明这些气泡的来源：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）发酵中期：

由于初期乳酸发酵使乳酸不断积累，pH下降，厌氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，乳酸的积累量可达到0.6%～0.8%，pH为3.5～3.8。

这一期间为泡菜完全成熟阶段，泡菜有酸味而且清香。

试分析此时期坛内其他微生物的活动情况及原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）发酵后期：

在此期间继续进行乳酸发酵，乳酸含量继续增加，可达1.0%以上。

当乳酸含量达到1.2%以上时，发酵速度会逐渐变缓甚至停止，主要原因是__________________。

此阶段泡菜酸度过高，风味已不协调。

【答案】

（1）有氧呼吸　C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量　坛内需氧型微生物呼吸作用消耗氧气，产生大量的CO2；坛内氧气耗尽后，酵母菌酒精发酵也会产生一些CO2

（2）由于pH不断下降，大肠杆菌、腐败菌、酵母菌和霉菌的活动受到抑制；由于氧气被耗尽，需氧型微生物的活动受到抑制

（3）pH过低，乳酸菌的活动受到抑制

【解析】

（1）酵母菌是兼性厌氧微生物，蔬菜刚入坛时，泡菜坛内含有氧气，酵母菌进行有氧呼吸，有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量。

由于发酵初期酵母菌等微生物进行细胞呼吸产生二氧化碳，产生的气泡会从坛沿水槽内的水中间歇性溢出。

（2）发酵中期，无氧状态形成，乳酸菌开始活跃，并产生大量乳酸，酸性条件下其他微生物的生长因pH过低而受到抑制。

（3）发酵后期，乳酸含量继续增加，当达到1.2%以上时，过酸的环境抑制了乳酸菌的生长繁殖进而使发酵速度逐渐变缓甚至停止。

4．发酵食品加工中离不开微生物，例如果酒和果醋的制作离不开酵母菌和醋酸菌，腐乳的制作离不开毛霉等微生物。

（1）腐乳是通过微生物发酵制成的佐餐食品，其制作流程如下所示，请回答有关问题：

豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制

①制作腐乳的原料中，哪种有机物的含量比较高？

____________________。

毛霉可利用体内的酶将该成分分解成哪些小分子有机物？

______________________________________________________________________。

②在用盐腌制腐乳的过程中，若盐的浓度过低会出现什么现象？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③卤汤中酒的含量为什么要控制在12%左右？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）如图是利用酵母菌和醋酸菌制作果酒和果醋的装置示意图，请回答相关问题：

①酵母菌和醋酸菌在结构上的主要区别是酵母菌_____________________________。

②葡萄汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶清洗干净，用__________________消毒。

③制作________时应将开关2打开，胶管1长而弯曲在发酵过程中的作用是________________________________________________________________________。

（3）用鲜牛奶发酵制作酸牛奶时，起作用的微生物是________________。

【答案】

（1）①蛋白质　小分子肽和氨基酸　②不足以抑制杂菌的生长，导致豆腐腐败　③酒精含量过低，不足以抑制杂菌生长；含量过高，腐乳成熟的时间将延长

（2）①有核膜包被的细胞核　②体积分数为70%的酒精　③果醋　防止空气中杂菌的污染

（3）乳酸菌

【解析】制作腐乳的原料豆腐，蛋白质含量高。

毛霉可利用体内的蛋白酶将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸。

在用盐腌制腐乳的过程中，若盐的浓度过低不足以抑制杂菌的生长，导致豆腐腐败变质。

卤汤中酒的含量控制在12%左右，酒精含量过低，不足以抑制杂菌生长；含量过高，腐乳成熟的时间将延长。

酵母菌是真菌，属于真核生物，有真正的细胞核；醋酸菌是原核生物，无细胞核。

葡萄汁装入发酵瓶之前要将发酵瓶清洗干净，用体积分数为70%的酒精消毒。

制作果醋时应将开关2打开通入空气，因为醋酸菌是好氧菌，长而弯曲的胶管1可防止空气中杂菌的污染。

制作酸牛奶时，起作用的微生物是乳酸菌。

5．泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品，但是泡菜中却含有亚硝酸盐。

当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3～0.5g时，会引起中毒；达到3g时，会引起死亡。

我国卫生标准规定，亚硝酸盐的残留量在酱腌菜中不得超过20mg/kg。

针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实，某中学生物活动小组设计实验，探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。

（1）请补充实验设计的空缺内容。

①制作泡菜的原理：

________________________________________________。

②测量指标及方法：

亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成________色染料。

先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与该化学物质发生显色反应，然后通过________，可以估测出泡菜样品中亚硝酸盐的含量。

③确定浓度梯度：

经过查找资料和初步实验，发现当食盐浓度为3%以下时，制作的泡菜容易发生腐败，而当食盐浓度在8%以上时，制作的泡菜又容易成为咸腌菜。

因此，分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。

④选择实验材料：

红萝卜和白萝卜，哪种更适合用作实验材料？

________。

理由是______________________________________。

⑤制作泡菜：

将实验材料分成3组制作泡菜，除了实验材料的质量相同外，还要保证每组泡菜的________________相同。

⑥从第3天开始，定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量并记录。

（2）如下图是该生物活动小组记录的3种食盐浓度下泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。

①根据此图的实验结果，请你给出制作泡菜的最佳指导意见。

________________________________________________________________________。

②你给出此建议的理由：

食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上在3坛泡菜中________；食盐浓度为5%的泡菜在发酵初期亚硝酸盐含量迅速升高，且亚硝酸盐含量变化________，但发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值；而食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大，虽一直处于较低数值，但容易成为________。

【答案】

（1）①乳酸菌在无氧环境下大量繁殖并发酵产生乳酸　②玫瑰红　比色　④白萝卜　避免植物中的色素对显色反应的干扰　⑤制作（或培养、发酵）条件

（2）①用5%的食盐制作泡菜比较适合食用，但要在发酵时间达11天以后食用才比较适宜　②最高　最快　咸腌菜

【解析】

（1）选择实验材料时首先要能够保证实验的顺利进行。

本实验中需要对比颜色，红萝卜中的色素会干扰实验结果，不是理想的实验材料。

（2）对比不同食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐的含量，从图中曲线可看出食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上是3坛泡菜中最高的；食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快，它的最高值是3坛中最高的，但发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值；食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大，一直处于较低的水平，但容易成为咸腌菜。

6．利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久，遍布民间，一般称作传统发酵技术。

根据传统发酵技术的相关知识，回答以下问题：

（1）果酒和果醋的制作

①酵母菌是酿制葡萄酒不可缺少的微生物，如果要获得优质野生酵母菌最好在葡萄园的土壤中采样，利用酵母菌发酵制作葡萄酒要控制的温度为________。

果醋发酵利用的微生物是________，接种时升高温度到________________，且需要通气。

②很多家庭都会酿酒。

酿酒时先将米煮熟的目的是________________________________

________________________________________________________________________。

如果时常开坛盖舀酒，不久酒就会变酸，其原因是______________________________

________________________________________________________________________

（用化学方程式表示）。

（2）腐乳的制作

①豆腐上长出的白色菌丝主要来自空气中的____________________________________。

它的新陈代谢类型是____________。

②豆腐上长出的白色菌丝主要能分泌__________酶和脂肪酶，将豆腐中的相应物质依次水解成小分子的__________以及甘油和脂肪酸，因而通过发酵，豆腐中营养物质的种类________（填“增多”或“减少”）。

③在制作腐乳时，加盐的作用是________________；抑制微生物生长。

加入的卤汤中有酒和香辛料，它们除具有调节风味的作用外，还具有__________的作用。

腐乳制作过程中，豆腐相当于微生物生长的__________。

（3）乳酸发酵

①含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。

原因是_______________________________

________________________________________________________________________。

②在腌制泡菜过程中，起主要作用的微生物是______________，用水封坛的作用是______________，在制作过程中，如果________过高，腌制________过短，易造成细菌大量繁殖，______________含量增加，对人体有害。

测定泡菜中亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生____________反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。

【答案】

（1）①18℃～25℃　醋酸菌　30℃～35℃　②杀灭其他杂菌，使淀粉发生一定程度的水解　C2H5OH＋O2

CH3COOH＋H2O

（2）①毛霉孢子　异养需氧型　②蛋白　肽和氨基酸　增多　③析出水分，使豆腐变硬　抑制微生物生长（防腐）　培养基

（3）①抗生素能抑制或杀死乳酸菌　②乳酸菌　制造缺氧环境　温度　时间　亚硝酸盐　重氮化　玫瑰红

【解析】

（1）酵母菌发酵的适宜温度为18℃～25℃，果醋发酵的菌种为醋酸菌，发酵的适宜温度为30℃～35℃，酿酒时利用酵母菌的无氧呼吸，但酿醋时则需要氧气参与。

（2）豆腐上生长的白色菌丝来自于空气中的毛霉孢子，其代谢类型为异养需氧型。

在发酵时它以豆腐为培养基，分解豆腐中的营养物质，将人体不易消化或不能消化吸收的物质转化为人体易消化吸收的物质，因而豆腐中营养物质的种类增加。

（3）乳酸发酵时利用进行无氧呼吸的乳酸菌来完成，抗生素能抑制（或杀死）乳酸菌。

在制作泡菜过程中操作不当会产生大量的对人体有害的亚硝酸盐。

在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。

7．传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近，下面是两则实例，请分析回答：

（1）千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱，腐乳生产工艺如下：

―→

―→

―→

现代科学研究证明，a过程有多种微生物参与，其中起主要作用的是________。

经过发酵后的腐乳味道鲜美，易于消化吸收，原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）农村中泡菜的制作方法如下：

新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。

密封后置于阴凉处，最适环境温度为28℃～30℃。

有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者是用盐过少。

在实验室或工厂化生产泡菜时，还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。

①用白酒擦拭泡菜坛的目的是______________________________________________。

②泡菜坛为什么要密封？

________________________________________________________________________。

若泡菜坛有裂缝，可能会出现的结果是______________________________________

________________________________________________________________________。

③加入“陈泡菜水”的作用是______________________________________________。

【答案】

（1）毛霉　毛霉将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，将脂肪分解为甘油和脂肪酸

（2）①消毒　②乳酸菌是厌氧生物，密封后形成缺氧环境，适宜乳酸菌繁殖　乳酸菌不能正常生长，一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质　③提供乳酸菌菌种

【解析】

（1）制作腐乳的过程中，起主要作用的是毛霉。

毛霉等微生物分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪分解为甘油和脂肪酸，从而使发酵后的腐乳味道鲜美，且更易于吸收。

（2）用白酒擦拭的目的是消毒，避免泡菜坛中的微生物影响发酵过程。

泡菜坛密封是为了形成无氧环境，为乳酸菌提供适宜的环境；若泡菜坛有裂缝，则会抑制乳酸菌的发酵，导致好氧微生物大量繁殖，使泡菜腐败变质。

“陈泡菜水”里乳酸菌含量丰富，有利于泡菜的快速发酵。

8．某实验小组自己动手制作腐乳，他们精心选择豆腐，切成豆腐块，放置在笼屉中，并控制温度在15℃～18℃，并保持一定的湿度。

几天后，发现豆腐块表面已长满毛霉，然后就把长满毛霉的豆腐块分层摆放在瓶中，严格控制每层的盐用量以保证均衡。

3天后取出，加入配制的卤汤，控制酒精含量为30%，经过一段时间后取出食用，发现与商店里卖的有很大的差别，腐乳咸味不均匀，表面还长了一层黄色的某种微生物，难以下咽。

（1）请你帮助这几位同学改正他们制作过程中的四处错误。

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________。

（2）毛霉的代谢类型是______________，其生殖方式是________________________。

【答案】

（1）①加盐应该是随着层数的加高而增加盐量　②加盐腌制的时间过短，应为8天左右　③酒精浓度控制的太高，应天为12%左右　④腌制的过程中有黄色微生物出现，说明盐量太少，没能抑制微生物的生长

（2）异养需氧型　孢子生殖

【解析】因为越靠近瓶口的地方越容易被杂菌污染，所以加盐时，不应该每层盐含量均衡，应该随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的盐要铺厚些。

加盐腌制的时间应为8天左右，而不是3天，腌制时间过短达不到理想的腌制效果。

卤汤中酒的含量应控制在12%左右，不能过高，也不能过低。

30%的酒精含量过高，会延长腐乳的成熟时间。

加盐可以抑制微生物的生长，避免豆腐腐败变质，腐乳表面长了黄色的某种微生物，很明显是由于加盐过少而被杂菌污染引起的。

9．在酿酒、酿醋、制作腐乳、泡菜过程中都要涉及各种微生物，请回答下列问题：

（1）酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是：

橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成________色。

（2）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为________，醋酸发酵时温度一般应控制为________。

（3）在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是________________，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的________________。

（4）民间制作腐乳时，豆腐块上生长的微生物，在制作时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度（含量）过低，会出现什么现象？

________________________________________________________________________。

（5）在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸菌，用水封坛的作用是________________。

【答案】

（1）灰绿　

（2）18℃～25℃　30℃～35℃

（3）毛霉　培养基

（4）不足以抑制微生物的生长，导致豆腐腐败变质

（5）制造缺氧环境

【解析】

（1）酿酒利用的微生物是酵母菌，制作过程中，酵母菌先在有氧条件下大量繁殖，然后再进行酒精发酵，检测酒精的原理是：

橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。

（2）在酒精发酵时瓶内温度一般应控制为18℃～25℃。

醋酸发酵时温度一般应控制为30℃～35℃。

（3）在腐乳的制作过程中，常用的微生物主要是毛霉，在此过程中，豆腐相当于微生物生长的培养基。

（4）民间制作腐乳时，豆腐块上生长的微生物，在制作时一般要加盐、酒，若加入的酒精浓度（含量）过低，不足以抑制微生物的生长，导致豆腐腐败变质。

（5）在腌制泡菜的过程中，起主要作用的微生物是乳酸