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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核心知识回顾1.发酵菌种：发酵类型酒精发酵醋酸发酵菌种名称酵母菌_______醋酸菌发酵类型酒精发酵醋酸发酵菌种来源主要来自_____________上的野生型酵母菌来自变酸的酒的表面的菌膜菌种类型___核生物___核生物代谢类型异养兼性厌氧型___________附着在葡萄皮真原异养需氧型2.发酵原理及反应式：发酵类型发酵原理反应式酒精发酵①有氧条件下，酵母菌通过_________大量繁殖C6H12O6+6O2_________②无氧条件下，酵母菌通过_________产生酒精C6H12O6____________有氧呼吸无氧呼吸6CO2+6H2O2C2H5OH+2CO2发酵类型发酵原理反应式醋酸发酵①氧气、糖源_____时，醋酸菌将葡萄汁中的___分解成醋酸C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O②缺少_____、氧气充足时，醋酸菌将_____变为乙醛，再将乙醛变为醋酸C2H5OH+O2___________充足糖糖源乙醇CH3COOH+H2O3.发酵条件的控制：发酵类型酒精发酵醋酸发酵温度一般控制在_______℃，因为酵母菌的最适温度为___℃左右最适生长温度为_______℃气体前期：_____；后期：_____需要充足的_____18～252030～35需氧无氧氧气4.发酵过程及注意事项：酒精冲洗18～25酸性灰绿30～355.发酵装置图及分析：(1)各部位的名称及作用。①为_______：用来充入氧气(无菌空气)。充气口②为排气口：在酒精发酵时排出的是酒精发酵产生的___。在醋酸发酵时排出的是________________________________。长而弯曲的胶管的作用是________________________。③为出料口：便于取样检测，及时监测发酵进行的情况。CO2剩余的空气和醋酸菌代谢产生的CO2防止空气中微生物的进入(2)该装置的使用方法。①使用该装置制作果酒时，应该___________。②制作果醋时，应将充气口连接充气泵，适时输入无菌空气。封闭充气口6.实验结果分析：(1)若酵母菌数量少，产生的酒精少：原因是发酵___期，酵母菌_________不足。(2)若酵母菌数量充足，但是产生的酒精较少或不能产生酒精：原因是发酵___期_________。前有氧呼吸后密封不严(3)若醋酸产生少：很可能是_____不足所致。(4)葡萄酒呈现红色的原因是_______________进入发酵液。供氧葡萄皮上的色素【特别提醒】防止发酵液污染的“五大”措施(1)榨汁机和发酵瓶等都需要清洗干净，且发酵瓶要进行煮沸消毒。(2)清洗葡萄时要先清洗后除去枝梗。(3)用带盖的瓶子发酵时不能打开瓶盖排气，应拧松瓶盖排气。(4)排气管应用曲颈管而不能用直管。(5)缺氧、酸性的发酵液中酵母菌能正常生长，而其他杂菌生长受抑制。【思维诊断】(1)在制作果酒、果醋时，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。()分析：发酵菌种和杂菌竞争有机物和生存空间，适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖。√(2)果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵。()分析：果醋发酵需要醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，不能在无氧的环境下生存。×(3)在果酒发酵后期，拧开瓶盖的间隔时间可延长。()分析：在果酒发酵后期，由于瓶中的营养物质减少，单位时间内产生的CO2的量减少，所以拧开瓶盖的间隔时间可以延长。√(4)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄应反复冲洗，且要先除枝梗再冲洗。()分析：制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生的果酒中酒精含量下降。×(5)为了形成无氧环境，葡萄汁应装满发酵瓶。()分析：葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，目的是先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽瓶内O2后再进行酒精发酵，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液溢出。×(6)酒精产量不足的原因一定是密封不严。()分析：酒精产量不足可能是密封不严导致的，也可能是酵母菌繁殖不足导致的，因此要监测发酵的情况，需要监测酵母菌数量和酒精产量两方面的因素。×高考角度全练角度1果酒制作原理的理解1.(2016·全国卷Ⅱ)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：世纪金榜导学号77982214(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________________中进行，其产物乙醇与___________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的__________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。(4)醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中______(填“含有”或“不含有”)线粒体。【解题指南】解答本题需注意两个方面：(1)掌握酵母菌呼吸类型的判断方法、发生场所、过程等。(2)明确醋酸杆菌的作用条件。【解析】本题主要考查果酒与果醋制作的原理及过程。(1)从题目的代谢图示看，过程①和②表示酒精发酵过程，该过程是在细胞质基质中完成的。其产物乙醇能使酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色。过程③的产物是CO2和H2O，是彻底呼吸的产物，这一过程的反应场所是线粒体。与无氧呼吸相比，有氧呼吸供能多，酵母菌细胞增殖速度快。(2)醋酸杆菌是好氧菌，只有在有氧条件下，才能将乙醇氧化为乙酸。(3)生产过程中，酒精发酵时一般将温度控制在18～25℃，而醋酸杆菌的适宜生长温度为30～35℃。(4)醋酸杆菌无核膜包被的细胞核，属于原核生物，细胞内只有核糖体一种细胞器。答案：(1)细胞质基质重铬酸钾(酸性条件下)线粒体快(2)有氧(3)低于(4)原不含有【易错提醒】酵母菌和醋酸菌均能进行有氧呼吸，但是场所不同(1)酵母菌是真核生物，有氧呼吸过程在细胞质基质和线粒体中。(2)醋酸菌是原核生物，无线粒体，有氧呼吸全过程均在细胞质基质中进行。2.(2015·江苏高考改编)下图为葡萄酒的发酵装置示意图，回答下列问题：(1)发酵初期，集气管中收集不到气体，原因是_____________________。(2)集气管中的气体主要是________，可用__________检测。(3)发酵过程中，酵母菌种群数量呈“________”型增长。(4)若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是________，该菌膜中的微生物最可能是________。【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)隐含信息：发酵瓶中的发酵液体积是一定的。(2)关键信息：发酵液表面出现菌膜。【解析】(1)本题主要考查果酒的制作原理、步骤和注意事项。发酵初期，酵母菌只进行有氧呼吸，吸收氧气的体积与产生二氧化碳的体积相等。(2)集气管中的气体主要来自酵母菌无氧呼吸产生的CO2，可使澄清的石灰水变浑浊。(3)由于发酵瓶中的发酵液体积一定，因此酵母菌的种群数量会呈“S”型增长。(4)发酵液表面出现菌膜，说明好氧细菌繁殖，最可能的原因是发酵瓶漏气，使醋酸菌等大量繁殖，因此菌膜中的微生物最可能是醋酸菌。答案：(1)酵母菌只进行有氧呼吸(2)CO2澄清的石灰水(3)S(4)发酵瓶漏气醋酸菌角度2发酵条件的控制3.(2017·石家庄模拟)下图是苹果酒、苹果醋的制作流程(如图所示)。据图回答以下问题：世纪金榜导学号77982215(1)在苹果酒制作过程中出现苹果酒变酸的现象，其原因可能是发酵液中混有________菌发酵产生乳酸；也可能是发酵装置____________，导致________菌生长繁殖，产生醋酸。(2)某同学尝试用罐头瓶制作苹果酒，在培养过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，这样做的主要目的，一是____________________________，二是避免氧气进入和杂菌污染。(3)在酸性条件下，可用________来检测苹果酒发酵是否成功。若要进一步检测所得苹果酒中活体酵母菌的密度时，一般采用________法，但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(4)在苹果酒制作中，加入的新鲜苹果汁没有经过灭菌处理，但是在制出的苹果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌，从生态学角度分析：一是酵母菌与杂菌之间存在________关系；二是由于果酒中的________不利于杂菌的生长。【解析】(1)在苹果酒制作过程中出现苹果酒变酸的现象，其原因可能是发酵液中混有乳酸菌发酵产生乳酸；也可能是发酵装置密闭不严，导致醋酸菌生长繁殖，产生醋酸。(2)制作苹果酒的过程中，拧松瓶盖既能放掉发酵产生的CO2，又能避免氧气进入和杂菌污染。(3)检测酒精的试剂是重铬酸钾溶液。活菌检测法常用的是稀释涂布平板法，由于当两个或多个细胞连在一起时，培养基上只观察到一个菌落，因此最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(4)酵母菌和杂菌共同生活在发酵液中，从发酵液中获取营养物质，因此酵母菌与杂菌形成竞争关系，由于一方面酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，另一方面苹果酒中的酒精不利于杂菌生长，从而淘汰杂菌。答案：(1)乳酸密闭不严醋酸(2)放掉发酵产生的CO2(答案合理即可，如排气、防止装置爆裂、降压等)(3)重铬酸钾稀释涂布平板(4)竞争酒精【加固训练】(2017·石家庄模拟)下图是以鲜苹果汁为原料，利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图，分析并回答：(1)在鲜苹果汁装入发酵瓶时，要留有大约______的空间。经过10～12天后，在酸性条件下用重铬酸钾检测样液，如果颜色由______色变为________色，说明产生了酒精。(2)过程乙中使用的微生物是________，可以从食醋中分离纯化获得。纯化菌种时需要对培养基进行灭菌，其方法是________________________；培养温度控制在______℃范围内。(3)在________的条件下，如果缺少糖源，乙中的微生物将甲过程的产物变为乙醛，再将其变为醋酸。【解析】(1)由于酒精发酵初期酵母菌需要氧气进行有氧呼吸以大量繁殖，因此鲜苹果汁装入发酵瓶时要留有大约1/3的空间为酵母菌提供氧气。酒精可以与橙色的重铬酸钾溶液发生反应呈现灰绿色。(2)过程乙为醋酸发酵，其菌种为醋酸菌，培养基的灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法。醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，因此醋酸发酵的适宜温度也为30～35℃。(3)醋酸菌为好氧细菌，因此醋酸发酵需要氧气充足的条件。答案：(1)1/3橙灰绿(2)醋酸菌高压蒸汽灭菌30～35(3)氧气充足(有氧)考点二腐乳的制作核心知识回顾1.发酵菌种：(1)主要菌种：①名称：_____。②菌体特点：白色丝状真菌。③代谢类型：_________型。毛霉异养需氧(2)其他菌种：青霉、_____、曲霉等。2.发酵原理：酵母氨基酸脂肪酸3.腐乳制作流程及注意事项：蛋白酶和脂肪酶抑制微生物抑制微生物酒精灯4.防止杂菌污染的措施：(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗涮干净后要用沸水_____。(2)装瓶时，操作要_________。(3)加入卤汤后，要用_____将瓶口密封。(4)封瓶时，最好将瓶口通过_____________，防止瓶口被污染。消毒迅速小心胶条酒精灯的火焰【教材易漏边角知识】选修1P8“旁栏小资料”影响腐乳种类的因素有哪些？举例说出加入的辅料与腐乳种类的关系。_________________________________________________________________________________________________。豆腐的含水量不同、发酵条件的不同、加入的辅料不同