选修一 生物技术实践 第1讲 传统发酵技术的应用
真题演练
1．(2011·江苏卷)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是 A．腐乳制作所需要的适宜温度最高 B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌 D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
2．(2010·广东理综)小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(见下图)，恰当的做法是(多选)
A．加入适量的酵母菌 B．一直打开阀b通气
C．一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟 D．把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验 3．(2010·北京高考)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 4．(2010·江苏高考)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①和②都只能发生在缺氧条件下 B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中 C．过程③和④都需要氧气的参与 D．过程①～④所需的最适温度基本相同 5．(2010·海南生物)葡萄发相关的知识回答问题：
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酵可产生葡萄酒，请利用
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，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，该操作错误是________________________。
能力提升
一、选择题
1．在一普通锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下面左图，在右图的相关坐标曲线图中，正确的是
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 2．下列有关果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵的比较，不正确的是
A．都可以使用自然界微生物作为菌种 B．发酵的实质都是微生物的无氧呼吸 C．控制的发酵温度、培养基成分有所不同 D．发酵过程中必须尽可能防止杂菌污染
3．(2012·南京第三第一次模拟)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是 A．参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体
B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制果醋 C．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与 D．在腐乳装瓶腌制时自下而上随层数增加逐渐减少盐量 4．吃腐乳时，腐乳外部有一层致密的“毛”，它是由什么形成的
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A．腐乳外层蛋白质凝固形成 B．细菌繁殖形成
C．人工加配料形成 D．霉菌菌丝繁殖于表面而形成 5．在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线正确的是
6．“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”酒自古就与人类生活息息相关。请回答下列酿制葡萄美酒的有关问题。
(1)人类酿制葡萄酒使用的微生物主要是酵母菌，它的同化作用类型是______，其无氧呼吸的反应式是______。
(2)酵母菌繁殖的最适温度是________；酒精发酵一般将温度控制在________。传统葡萄酒发酵技术所使用的酵母菌的来源是________。
(3)葡萄酒呈现深红色的原因是________。
(4)现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是________，并接入合适的菌种。
(5)某同学自酿葡萄酒时，在发酵后期向发酵液中通入空气，并将发酵液置于30℃～35℃环境中，结果发现发酵液中有________出现，这类微生物在糖类缺乏时可以使________转化为__________，后者再转化为__________(物质)。
7．(高考浙江卷自选模块测试)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答 (1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是_____________________________________________________________________________________________。
第三步：用________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程________氧气。
(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是____________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺盐酸盐偶联成________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是________。
8．(2011·合肥二次质检)(1)传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近，下面是几则实例，请分析回答： ①人类酿酒的历史有5 000年了，直到19世纪，法国的巴斯德才发现葡萄汁变酒是酵母菌的发酵作用。在葡萄汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，为什么？______________________。所使用的发酵液能使酵母菌生长繁殖而绝大多数其他微生物无法适应，这种发酵液应具有________的特点。
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②千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱，腐乳生产工艺如下。
a
豆腐块――→长满菌丝的豆腐→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制 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：______________________。
③利用发酵技术生产泡菜等食品易产生亚硝酸盐，过量亚硝酸盐危害人体健康，因此要检测腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色，与标准液进行目测比较，可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2)1907年，美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪神经细胞，首创了动物细胞培养。动物细胞体外培养需要满足的条件是无菌、无毒的环境，________、________、________等适宜条件。
真题演练
1.解析 酵母菌酒精发酵的适宜温度为18℃～25℃，而醋酸菌醋酸发酵的适宜温度是30℃～35℃，腐乳制作中豆腐长出毛霉的适宜温度是15℃～18℃，可见果醋制作的适宜温度最高，A项错误；果醋制作过程中的菌种醋酸菌为好氧细菌，只进行有氧呼吸，B项错误；制作腐乳的菌种主要是毛霉，C项错误；酵母菌、醋酸菌、毛霉等都具有细胞壁，都有DNA和RNA，细胞中都有核糖体，D项正确。
答案 D
2.解析 酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理。4 ℃的环境不利于酵母菌进行发酵，所以选项A、C正确，B、D错误。
答案 AC
3.解析 家庭果酒制作的原理是利用附着在葡萄皮上的野生型酵母菌的无氧呼吸产生酒精，无氧呼吸过程产生的CO2要定期排出。果酒发酵或葡萄酒贮藏都要避光，因为光会加速酒的氧化，容易造成酒变质；酵母菌酒精发酵的最适温度是20 ℃，所以一般将发酵装置的温度控制在18～25℃。
答案 B
4.解析 据图分析可知：①是细胞呼吸的第一阶段；②是无氧呼吸的第二阶段；③是有氧呼吸的第二、第三阶段；④是果醋制作中乙醇氧化为醋酸的阶段。①过程在有氧或无氧的条件下都可以进行，故A项错误；①过程是在细胞质基质中进行的，故B项错误；③和④都必须在有氧的条件下才可以进行，故C项正确，①、②、③是果酒制作的阶段，其适宜的温度为18 ℃～25 ℃，④是果醋制作的阶段，其适宜的温度为30 ℃～35 ℃，故D项错误。
答案 C
5.解析 (1)在制作果酒的时候，常用酵母菌作菌种。(2)酵母菌进行无氧呼吸时将葡萄糖分解为酒精和CO2。(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管，发酵液会从充气管流出，由于氧气进入，有氧条件下醋酸菌繁殖产生葡萄醋，使发酵液变酸。丙同学发酵液过多淹没了排气管口，排气时发酵液会从排气口冲出。由于乙、丙均为无氧环境，所以发酵产物为葡萄酒。(4)由于发酵产生的CO2会使瓶内压升高，所以应定期排气。
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
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能力提升
1.解析 本题主要考查酵母菌的呼吸原理。开始时锥形瓶中有氧气存在，所以酒精浓度是零，很快氧气消耗尽，酒精浓度增加，但葡萄糖是有限的，最后被消耗尽，酒精浓度不会继续增加，由于发酵过程中产生CO2，故会导致pH下降。
答案 C
2.解析 果酒发酵、果醋发酵和腐乳制作的主要微生物分别是酵母菌、醋酸菌和毛霉，它们都是自然界中的微生物。B项中只有果酒的发酵实质是微生物的无氧呼吸，其他都是有氧呼吸。C项果酒的适宜发酵温度是18℃～25℃，培养基主要是葡萄汁；果醋发酵的适宜温度是30℃～35℃，培养基中主要含乙醇；腐乳制作中毛霉生长的适宜温度是15℃～18℃，培养基中的成分主要为豆腐中的蛋白质和脂肪等。D项果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵中都要尽可能防止杂菌污染。
答案 B
3.解析 果酒发酵主要依靠的是酵母菌，是真核生物，含有线粒体，果醋发酵主要依靠的是醋酸菌，是原核生物，不含线粒体。果酒发酵是无氧呼吸产生酒精的过程，果醋发酵是在有氧条件下完成，所以，果酒发酵完成后，进行果醋发酵，除了要保持温度等适宜条件外，还应该将发酵装置设置成有利于有氧呼吸的状态。腐乳制作的主要原理是利用微生物产生的蛋白酶、脂肪酶等多种酶分解蛋白质、脂肪等大分子物质，产生小分子的氨基酸、多肽、脂肪酸等物质。在向腐乳瓶中加盐时，由于盐溶于水后，可以向下渗透，所以，下层加盐少些，上层加盐多些，能够使瓶中盐含量分布比较均匀，而且可以防止杂菌污染。
答案 C
4.解析 豆腐块在一定温度、湿度条件下，毛霉与根霉生长繁殖于腐乳表面，形成大量的菌丝，便形成一层韧而细致的皮膜。对人体无害，皮膜可防止腐乳变质。
答案 D
5.解析 泡菜腌制过程中，由于坛内环境中硝酸盐还原菌的繁殖，促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌繁殖，同时亚硝酸盐又被分解，使亚硝酸盐含量逐渐下降。
答案 C
6.解析 (1)酵母菌是异养型生物，无氧呼吸产物为酒精和CO2。
(2)酵母菌繁殖的最适温度是20℃左右，而酒精发酵一般将温度控制在18℃～25℃，传统葡萄酒发酵技术所使用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
(3)红葡萄皮中含有大量色素，色素进入发酵液后，葡萄酒就会呈现深红色。
(4)酿酒过程中可通过对原料和设备进行消毒和灭菌来抑制其他微生物的生长，提高果酒的品质。 (5)酿制葡萄酒时，发酵后期向发酵液中通入空气，并将发酵液置于30℃～35℃环境中，为醋酸菌的生长提供了最适条件，因此发酵液中有醋酸菌出现，醋酸菌在糖类缺乏时可以使乙醇转化为乙醛，再转化为醋酸。
答案 (1)异养型
酶
C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2＋能量 (2)20℃左右 18℃～25℃
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附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 (3)红葡萄皮的色素进入发酵液 (4)对原料和设备进行消毒和灭菌 (5)醋酸菌 乙醇 乙醛 醋酸
7.答案 (1)第一步：糊精 碘液(KI－I2溶液) 第二步：酵母 发酵过程中会产生大量CO2 ，使瓶内压力升高而可能引起爆裂 第三步：醋酸 需要消耗 (2)乳酸(或有机酸) (光电)比色 玫瑰红 作为对照
8.解析 (1)利用酵母菌发酵酿酒时；应使酵母菌先进行有氧呼吸快速繁殖，再进行无氧呼吸生成酒精。制作腐乳的发酵过程中，起主要作用的是毛霉。毛霉分泌的蛋白酶将豆腐中的蛋白质水解成了氨基酸、多肽，从而利于消化吸收。(2)动物细胞培养过程中，需要满足的条件是：无菌、无毒环境，营养成分齐全，温度、pH适宜，氧气、二氧化碳浓度适宜等。
答案 (1)①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖 缺氧、呈酸性 ②毛霉 毛霉将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 ③玫瑰红 (2)营养 温度 pH 气体环境(或O2和CO2)
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