2024年高考生物一輪復(fù)習講義（學(xué)生）：第10單元第1課時傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用

第1課時傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)酵工程及其應(yīng)用課標要求1.舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價值?？键c一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1．發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)(1)發(fā)酵①概念：人們利用________，在適宜的條件下，將原料通過________________轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。②原理：不同的微生物具有產(chǎn)生____________的能力，利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)2．傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作(1)腐乳制作①原理：蛋白質(zhì)eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))________________。脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶))________________。②腐乳制作過程中參與的微生物：毛霉是一種絲狀________，其繁殖方式為______________，代謝類型是________________型。(2)泡菜的制作①菌種的種類和來源常見的有乳酸鏈球菌和____________________________________________________。菌種來源：______________________________________________________________。②乳酸菌發(fā)酵制作泡菜的原理：__________________________________________________________________________________________________________________________________。③制作泡菜的方法步驟(3)果酒和果醋的制作①原理和條件項目制作果酒制作果醋發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌代謝類型異養(yǎng)型異養(yǎng)型發(fā)酵過程有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：___________________________________________；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精：____________________________________________O2、糖源充足時：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源時：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH＋H2O＋能量對氧的需求前期，后期_________一直需氧產(chǎn)物檢測聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗②果酒和果醋的制作步驟及目的源于選擇性必修3P8“練習與應(yīng)用·拓展應(yīng)用3”：果酒和果醋改進裝置及其分析裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應(yīng)該關(guān)閉充氣口；制作果醋時，應(yīng)將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。1．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)利用不同的微生物制作不同的產(chǎn)品，而微生物對氧氣的需求各不相同，根據(jù)微生物在發(fā)酵過程中對氧氣的要求，回答下列問題：(1)乳酸菌是厭氧細菌，發(fā)酵時需控制嚴格的無氧環(huán)境。嘗試說出泡菜制作過程中制造無氧環(huán)境的措施。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)傳統(tǒng)米酒制作中常在米壇中挖出一定空間，這樣做的目的是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．試從材料的選擇處理及發(fā)酵條件的控制等方面分析傳統(tǒng)發(fā)酵的相關(guān)問題：(1)腐乳與豆腐相比，所含有機物的種類和能量有哪些變化？為什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)制作泡菜時配制的鹽水為什么要先煮沸，再冷卻使用？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)制作葡萄酒的過程中，每隔12h左右擰松瓶蓋，目的是什么？能否打開瓶蓋？為什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)醋酸發(fā)酵時，無論是利用糖源還是酒精，都需要打開通氣閥，請說明其原因。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2023·江蘇泰州高三一模)米酒、酸奶、泡菜等都屬于傳統(tǒng)發(fā)酵制品，下列相關(guān)敘述正確的是()A．制作米酒時添加“酵頭”的目的是接種釀酒酵母B．米酒發(fā)酵液中冒出的“氣泡”都來源于酵母菌無氧呼吸C．酸奶和泡菜制作中均需要及時通氧，保證乳酸菌的有氧呼吸D．為降低雜菌污染，發(fā)酵前需要對器具、原料等進行滅菌2．(2021·浙江1月選考，10)用白蘿卜制作泡菜的過程中，采用適當方法可縮短腌制時間。下列方法中錯誤的是()A．將白蘿卜切成小塊B．向容器中通入無菌空氣C．添加已經(jīng)腌制過的泡菜汁D．用沸水短時處理白蘿卜塊3．如圖表示果酒和果醋生產(chǎn)過程中的物質(zhì)變化情況，下列相關(guān)敘述正確的是()A．果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋B．過程①②在酵母菌細胞中發(fā)生的場所相同C．過程⑤需要氧氣而過程④不需要氧氣D．進行果酒、果醋發(fā)酵的微生物均為真核生物歸納總結(jié)比較果酒與果醋制作的過程考點二發(fā)酵工程及其應(yīng)用1．發(fā)酵工程的概念(1)基本概念：發(fā)酵工程是指利用________的特定功能，通過________________，規(guī)?；a(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。(2)主要內(nèi)容：發(fā)酵工程主要包括________________，______________________，培養(yǎng)基的配制、滅菌，接種，發(fā)酵，產(chǎn)品的________________等方面。2．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)選育菌種eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①從中篩選,②通過獲得))↓擴大培養(yǎng)：增加菌種數(shù)量↓配制培養(yǎng)基：在菌種確定后選擇原料，反復(fù)試驗確定________________↓滅菌：________________都必須嚴格滅菌↓________：無菌操作↓eq\a\al(發(fā)酵罐內(nèi),發(fā)酵發(fā)酵,工程的中,心環(huán)節(jié))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①了解發(fā)酵進程：隨時檢測培養(yǎng)液中的等,②及時添加必需的營養(yǎng)組分,③嚴格控制等發(fā)酵條件))↓eq\a(分離、提,純產(chǎn)物)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①發(fā)酵產(chǎn)品是微生物細胞本身：在發(fā)酵結(jié)束之后，采用___________等,方法將菌體分離和干燥,②發(fā)酵產(chǎn)品是代謝物：根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)采取適當?shù)奶崛?、_______________,措施來獲得產(chǎn)品))↓獲得產(chǎn)品3．啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程(1)啤酒發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)流程及操作目的(2)“精釀”啤酒與“工業(yè)”啤酒的區(qū)別4．發(fā)酵工程的特點5．發(fā)酵工程的應(yīng)用(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品。②生產(chǎn)各種各樣的________________。③生產(chǎn)________。(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用①獲得具有________________生產(chǎn)能力的微生物。②直接對________進行改造，再通過發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。③利用基因工程，將病原體的______________基因轉(zhuǎn)入適當?shù)奈⑸锛毎?，獲得的表達產(chǎn)物可以作為疫苗使用。(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：生產(chǎn)微生物________________________。(4)其他方面的應(yīng)用①利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)________________等能源物質(zhì)。②極端微生物的應(yīng)用：嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)________，嗜低溫菌有助于提高________________的產(chǎn)量。源于選擇性必修3P27“異想天開”：單細胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得的大量的微生物________。其不僅含有豐富的________，還含有糖類、________和維生素等物質(zhì)。1．觀察分析教材第P24～25“啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程”，思考回答：與傳統(tǒng)的手工發(fā)酵相比，在啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，哪些工程手段使啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．引起全球新冠感染大流行的元兇是新冠病毒，利用發(fā)酵工程相關(guān)知識，如何大量生產(chǎn)新冠病毒疫苗？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．啤酒生產(chǎn)的簡要流程如圖所示，制麥時用赤霉素溶液浸泡大麥種子，糖化主要將麥芽中的淀粉等有機物水解為小分子。下列說法錯誤的是()A．在整個發(fā)酵過程中，要始終保持嚴格的無菌、厭氧環(huán)境B．用赤霉素溶液浸泡大麥種子，目的是促進α-淀粉酶合成C．在接種酵母菌前進行冷卻處理，是為了避免殺死酵母菌種D．包裝后放置的啤酒變酸且產(chǎn)生表面菌膜，一般可從菌膜中分離得到醋酸菌5．(2023·江蘇南京金陵中學(xué)高三調(diào)研)植物酵素是指以植物為主要原料，經(jīng)微生物發(fā)酵制得的含有特定生物活性成分的產(chǎn)品。蘋果酵素生物發(fā)酵的流程中，需將蘋果去核、切塊，加冰糖，并持續(xù)發(fā)酵90天。每隔15天測定總酸含量和乙醇含量，結(jié)果見下圖。下列敘述正確的是()A．冰糖為微生物發(fā)酵提供養(yǎng)分，加入前可用紫外線照射殺滅其表面微生物B．第一個月的隔天通氣的目的是抑制厭氧型和兼性厭氧型微生物的無氧呼吸C．第二個月總酸量增加的主要原因可能是乳酸菌等微生物呼吸產(chǎn)生了CO2D．第三個月總酸量和乙醇量發(fā)生的變化可能與醋酸菌的發(fā)酵作用密切相關(guān)1．(2022·山東，20改編)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)中，大麥經(jīng)發(fā)芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、發(fā)酵、消毒等工序后，最終過濾、調(diào)節(jié)、分裝。下列說法不正確的是()A．用赤霉素處理大麥，可使大麥種子無須發(fā)芽就能產(chǎn)生α-淀粉酶B．焙烤是為了利用高溫殺死大麥種子胚并進行滅菌C．糖漿經(jīng)蒸煮、冷卻后需接種酵母菌進行發(fā)酵D．通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可減少啤酒酵母雙乙酰的生成，縮短啤酒的發(fā)酵周期2．(2021·山東，12)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯誤的是()A．無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖B．自然發(fā)酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是野生型酵母菌C．葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進入發(fā)酵液形成的D．制作過程中隨著發(fā)酵的進行發(fā)酵液中糖含量增加3．(2020·江蘇，18)某同學(xué)在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實驗報告，他的做法錯誤的是()A．選擇新鮮的葡萄略加沖洗，除去枝梗后榨汁B．將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁C．酒精發(fā)酵期間，根據(jù)發(fā)酵進程適時擰松瓶蓋放氣D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發(fā)酵4．(2022·江蘇，16改編)在制作發(fā)酵食品的學(xué)生實踐中，控制發(fā)酵條件至關(guān)重要。下列相關(guān)敘述正確的有()A．泡菜發(fā)酵后期，盡管乳酸菌占優(yōu)勢，但仍有產(chǎn)氣菌繁殖，需開蓋放氣B．制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3，制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料C．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入無菌空氣制作葡萄醋D．果酒與果醋發(fā)酵時溫度宜控制在18～30℃，泡菜發(fā)酵時溫度宜控制在30～35℃5．(2019·江蘇，9)下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的敘述，正確的是()A．利用乳酸菌制作酸奶過程中，先通氣培養(yǎng)，后密封發(fā)酵B．家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是純種發(fā)酵C．果醋制作過程中發(fā)酵液pH逐漸降低，果酒制作過程中情況相反D．毛霉主要通過產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶和纖維素酶參與腐乳發(fā)酵1．判斷關(guān)于腐乳和泡菜的敘述(1)腐乳的制作需要多種微生物的參與，起主要作用的是曲霉()(2)豆腐中的蛋白質(zhì)被蛋白酶全部分解成了氨基酸()(3)泡菜制作中選材裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝滿()(4)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應(yīng)嚴格保持無氧條件()2．判斷關(guān)于果酒、果醋的敘述(1)酵母菌通過有氧呼吸可以大量繁殖，通過無氧呼吸可以產(chǎn)生酒精()(2)各種葡萄都可以釀制出紅葡萄酒()(3)由于醋酸菌對氧氣的含量相當敏感，所以在醋酸發(fā)酵過程中要始終通入氧氣()(4)只有在糖源充足的情況下才能進行醋酸發(fā)酵()3．判斷關(guān)于發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)及應(yīng)用的敘述(1)在青霉素生產(chǎn)過程中如果污染了雜菌，某些雜菌會分泌酶將青霉素分解掉()(2)谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)：在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酰胺；在酸性條件下則容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺()(3)以谷物或水果作原料，利用醋酸菌發(fā)酵生產(chǎn)各種酒類()(4)單細胞蛋白是通過發(fā)酵產(chǎn)生的大量微生物分泌蛋白()(5)發(fā)酵工程一般用半固體培養(yǎng)基()4．填空默寫(1)(選擇性必修3P5)發(fā)酵是指__________________________