63 选择性必修3 第九单元 第47讲 传统发酵技术的应用和发酵工程-【名师导航】2025年高考生物一轮总复习讲义（人教版）

课时分层作业(四十七)　传统发酵技术的应用和发酵工程 1．(2023·湖南衡阳一模)某些商家为了延长保质期，在泡菜和酱油制作中均会添加一定量的防腐剂。下列有关泡菜和酱油的叙述，正确的是(　　) A．泡菜发酵中期，pH下降，大肠杆菌、酵母菌等活动被抑制，发酵产物只有乳酸 B．泡菜发酵后期，乳酸菌的生长繁殖也会受到抑制 C．防腐剂属于食品添加剂，在泡菜和酱油制作中大量使用不会危害人体健康 D．泡菜属于传统发酵技术的产物，而酱油不属于传统发酵技术的产物 2．(2023·广东广州高三校联考)苏轼的《超然台记》中提到“撷园蔬，取池鱼，酿秫(谷物)酒，瀹(煮)脱粟而食之，曰：‘乐哉游乎！’”，下列有关利用秫酿造酒的叙述，正确的是(　　) A．秫酿造酒前要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理 B．秫酿造酒的酿酒酵母的最适生长温度约为30～35 ℃ C．秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生乙酸 D．秫酿造酒过程中全程要制造无氧环境 3．(2023·江苏苏州模拟预测改编)下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是(　　) A．葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋 B．酿酒时糖未耗尽，酵母菌发酵也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多 C．酿酒反成醋可能是因发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起 D．醋酸菌在O2和糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸 4．(2023·重庆模拟预测)马铃薯发酵能获得具有抗氧化功能的产物，下图是关于其发酵的流程设计图。下列选项错误的是(　　) A．该实验探究不同的菌种接种顺序对物质转化的影响 B．将马铃薯制备为适合发酵的培养基是预处理的目的 C．要保证实验的可比性，发酵流程中①为18 h，②为24 h D．若反应条件③和④完全相同，流程1和流程2的产物相同 5．(2023·山东济南统考二模)蓝莓含有的花青素具有抗炎症、降血脂、抗氧化、抗癌等多种生物活性。乳酸菌发酵能够提高蓝莓果汁中的花青素的含量，发酵后的蓝莓汁清除自由基的能力明显增强。下列说法正确的是(　　) A．为防止杂菌污染，发酵前需对蓝莓果汁进行高压蒸汽灭菌，放凉后再接入发酵菌种 B．该发酵与啤酒的工业化生产的主发酵均需密封发酵罐，并严格控制温度和发酵时间 C．制作果醋的主要微生物和乳酸菌都是原核生物，二者的呼吸类型相同 D．自由基可来自细胞中的氧化反应，通常是指异常活泼的带电分子或基团 6．(2023·广东梅州二模)利用自然发酵法酿制酱油(图1)是古代劳动人民智慧的结晶。某企业通过发酵制作酱油的流程如图2所示。下列说法错误的是(　　) A．米曲霉发酵过程中定期翻醅，可控制酵母菌和乳酸菌数量，以避免酱油产生酸味 B．在发酵过程中选取的菌种及生产工艺不同，发酵所得酱油的品质及风味无差异 C．小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源，酒精、乳酸、食盐可抑制杂菌生长 D．酱油的制作是米曲霉、酵母菌、乳酸菌等代谢类型不同的微生物共同作用的结果 7．(2023·江苏苏州模拟预测)由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等，在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用，下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述，正确的是(　　) A．日常生活中食用的酱油的制作以大麦为主要原料，利用产蛋白酶的霉菌的作用，将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸 B．啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段，其中，酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成 C．味精是谷氨酸棒状杆菌在无氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的 D．由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和，因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH 8．(2023·广东汕头统考三模)利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。下列相关叙述错误的是(　　) A．米曲霉发酵过程中，大豆、小麦和麦麸中的蛋白质和淀粉均可为米曲霉的生长提供碳源 B．米曲霉菌为好氧微生物，因此发酵过程需给发酵罐通入空气并搅拌 C．在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌和酵母菌属于原核生物，因此不含核膜 D．发酵池中发酵产生的乳酸与酒精可抑制杂菌污染和繁殖，保证酱油质量 9．(2023·湖北高三宜昌市夷陵中学校联考阶段练习)味精是以粮食等为原料经发酵制成的一种调味料，发酵中所用的谷氨酸棒状杆菌菌种大都从自然界筛选获得，下图是以小麦为原料生产味精的工艺流程图。下列分析正确的是(　　) A．发酵前将菌种接种到摇瓶培养是为了进一步选育和纯化菌种 B．发酵前调整好温度、pH等条件，发酵过程中需关闭发酵罐通气阀门，同时需不断搅拌 C．通过基因工程育种可以对谷氨酸棒状杆菌进行定向改造，以获取性状优良的菌种 D．发酵结束后，可采用过滤、沉淀和纯化等方法获取单一菌体，并将菌体破碎后提取单细胞蛋白 10．(2023·重庆模拟)果醋是近些年来所开发的新型食醋，甘蔗原醋具有调节肠胃功能、预防高血压及高血脂症等功效，在我国传统中医书中均有记载，具有很高的药用和保健价值。回答下列问题： (1)制作甘蔗醋时，先将新鲜甘蔗去皮榨汁后酶解，酶解的目的是____________ ____________，再进行糖酸度调节及______________________，以防止其他微生物的污染；将制备的甘蔗汁进行酒精发酵制成甘蔗酒，再进一步进行醋酸发酵制成甘蔗醋，则甘蔗醋制作的原理是______________________________________ _____________________________________________________________________(用化学反应简式表示)。 (2)制作甘蔗酒的过程中，发酵液中的pH会逐渐降低，根据所学知识，说明原因：_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)研究人员探究了不同加糖量对醋酸菌发酵转化率和产酸速率的影响，结果如图所示： ①加糖量较低时，发酵转化率及产酸速率均较低，原因是__________________ _____________________________________________________________________， 当添加糖量较高时，醋酸菌产酸速率会有所下降，原因是__________________ _____________________________________________________________________。 ②欲探究醋酸发酵的最适温度，请写出简要的实验思路：__________________ _____________________________________________________________________。 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(四十七) 1．B　[泡菜发酵中期，由于氧气耗尽，无氧环境形成，乳酸菌代谢活跃，乳酸含量继续增加，同时，酵母菌是兼性厌氧菌，能够进行无氧呼吸，此时发酵产物还有酒精，A错误；泡菜发酵后期，乳酸不断积累，pH下降，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，B正确；食品添加剂要在规定范围内使用，大量添加会危害人体健康，C错误；泡菜和酱油都属于传统发酵技术的产物，D错误。] 2．C　[秫酿造酒前不需要对酿酒器具和秫进行严格灭菌处理，酿酒过程中的无氧和酸性环境会抑制大部分微生物的生长和繁殖，A错误；酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃，B错误；醋酸菌是好氧细菌，可利用酒精生成乙酸，秫酿造酒后期密封不严会促进醋酸菌发酵产生乙酸，C正确；秫酿造酒过程中初期需要氧气以利于酿酒酵母的繁殖，之后要制造无氧环境，以利于酒精发酵，D错误。] 3．B　[葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可以直接通入无菌空气，同时还需适当提高发酵温度才能制醋，A错误；酿酒时糖类未耗尽，酵母菌的发酵过程也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多，对发酵起抑制作用，从而导致酵母菌发酵停止，B正确；醋酸菌是好氧细菌，酿酒反成醋是因为醋酸菌的有氧呼吸导致的，C错误；醋酸菌在O2充足，但糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸，D错误。] 4．D　[由图可知，流程1先加入酵母菌再加入植物乳杆菌，流程2先加入植物乳杆菌再加入酵母菌，故该实验探究不同的菌种接种顺序对物质转化的影响，A正确；预处理能够检验实验设计的科学性和可行性，避免盲目性和人力、物力、财力的浪费，B正确；不同的菌种接种顺序为自变量，时间因素为无关变量，应保持一致，因此酵母菌的发酵时间①为18 h，植物乳杆菌的发酵时间②为24 h，C正确；由于不同的菌种接种顺序不同，即使反应条件③和④完全相同，流程1和流程2的产物也不一定相同，D错误。] 5．D　[蓝莓果汁制成后，不需要将蓝莓果汁进行高压蒸汽灭菌，A错误；酵母菌繁殖时需要通气，所以啤酒的主发酵前期不能密封，B错误；制作果醋的主要微生物是醋酸菌，进行有氧呼吸，乳酸菌进行无氧呼吸，C错误；自由基可来自细胞中的氧化反应，另外，辐射和有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基，通常是指异常活泼的带电分子或基团，D正确。] 6．B　[米曲霉发酵过程中定期翻醅，可保证好氧微生物的生长，控制酵母菌和乳酸菌数量，以避免酱油产生酸味，A正确。选用的菌种及生产工艺不同，导致酿造的酱油的品质及风味不同，B错误。小麦中的淀粉属于多糖，可为米曲霉的生长提供碳源；在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸既能使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，同时食盐也能抑制杂菌的生长，C正确。米曲霉可产生蛋白酶，分解大豆中的蛋白质产生多种氨基酸，而乳酸菌发酵产生酸，酵母菌发酵产生醇，这些酸和醇相互作用生成酯，赋予酱油独特的风味，D正确。] 7．D　[制作酱油的主要原料是大豆，A错误；酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间进行后发酵，B错误；味精是谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸，谷氨酸经过一系列处理而获得的，C错误；酶制剂是从生物体内提取出来的具有酶特性的一类化学物质，因此使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类、适宜的温度和pH，D正确。] 8．C　[米曲霉发酵过程中，大豆、小麦和麦麸中均含有蛋白质和淀粉，而蛋白质和淀粉均可为米曲霉的生长提供碳源，另外蛋白质还可提供氮源，A正确；米曲霉的代谢类型是异养需氧型，因此发酵过程需给发酵罐通入空气并搅拌，B正确；在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长，乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长，但酵母菌是真核生物，其细胞结构中有核膜，而乳酸菌为原核生物，不含有核膜，C错误；发酵池中乳酸发酵产生的乳酸和酵母菌发酵产生酒精可抑制杂菌污染和繁殖，保证酱油质量，同时添加的食盐也能起到抑制杂菌的作用，D正确。] 9．C　[发酵前将菌种接种到摇瓶培养是为了扩大培养，获取更多菌种，A 错误；发酵过程中需打开发酵罐通气阀门，同时需不断搅拌，B错误；基因工程育种可以对谷氨酸棒状杆菌进行定向改造，获取性状优良的菌种，C正确；单细胞蛋白就是微生物菌体，无需将菌体破碎后提取，D错误。] 10．(1)分解细胞壁，提高出汁率，使果汁变澄清　灭菌　C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量 (2)酵母菌进行无氧呼吸会产生CO2，溶于发酵液中形成碳酸，使发酵液pH降低，酵母菌在代谢过程中会产生一些有机酸，使发酵液pH降低　(3)①当添加糖量较低时，大部分糖用于醋酸菌生长繁殖　当添加糖量较高时，会导致发酵液渗透压过高，从而抑制醋酸菌正常的生长与产酸　②在系列梯度发酵温度下进行醋酸发酵，检测发酵转化率和产酸速率，两者均最大时的温度即为最适温度 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第47讲　传统发酵技术的应用和发酵工程 　1．举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。　2．阐明发酵工程利用现代工程技术及微生物的特定功能，工业化生产人类所需产品。　3．举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上有重要的应用价值。 考点1　发酵与传统发酵技术的概念及泡菜的制作 一、发酵与传统发酵技术 1．发酵 是指人们利用________，在适宜的条件下，将原料通过微生物的______转化为人类所需要的产物的过程。 2．传统发酵技术 二、泡菜的制作 1．菌种来源：植物体表面天然的乳酸菌。 2．原理：在______条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成______。 3．反应式：____________________________________________。 4．制作流程 营造“无氧环境”的3项措施：选择的泡菜坛密封性要好；加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料；盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水。 (选择性必修3 P6“探究·实践”)制作传统泡菜时无须严格灭菌，但随着发酵的进行，乳酸菌逐渐成为优势菌种，其原因是____________________________ _____________________________________________________________________。 1．腐乳的制作仅是毛霉参与了豆腐的发酵。 (　　) 2．传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主。 (　　) 3．制作传统泡菜是利用植物体表面天然的乳酸菌来进行发酵的。 (　　) 4．制作泡菜时泡菜坛一般只装九成满。 (　　) 5．泡菜制作过程中，有机物的干重和种类将减少。 (　　) 6．泡菜发酵过程中泡菜坛沿要注满水，有利于泡菜的无氧发酵。 (　　) 某兴趣小组就“泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化”开展了研究，操作如下：1月4日下午选取1、2、3号三只相同的泡菜坛，在每个坛中加入洗净的新鲜莲花菜0.6 kg，再分别倒入等量煮沸并冷却的10%的盐水，将坛密封，置于同一环境中。封坛前进行第一次取样测定亚硝酸盐含量，后来定时测定，结果如图。 (1)实验中三只坛中产生的亚硝酸盐含量存在差异的原因是_______________ ____________________________________________________________________。 (2)为了让实验数据更好地表明泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化，对该实验所获得的3组数据应进行怎样的处理才更合理？____________________________ _____________________________________________________________________。 发酵与传统发酵技术的概念 1．下列关于发酵的叙述中，正确的是(　　) A．几千年前，人类就开始利用发酵技术，并且熟知发酵的本质 B．利用传统发酵技术制作的食品包括腐乳、酱油、醋、泡菜、果汁等 C．微生物的发酵都是在无氧的条件下进行的 D．不同的微生物发酵的条件一般是不同的 2．(2023·山东淄博市一模)发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，从而进行大规模生产发酵产品的技术。下列说法错误的是(　　) A．制作泡菜时加盐过多会导致泡菜咸而不酸 B．可通过检测发酵前后发酵液pH的变化来鉴定果醋制作是否成功 C．可采用过滤、沉淀等方法分离提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白 D．传统发酵的发酵产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 泡菜的制作原理、流程等 3．(2023·山东等级考)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(　　) A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸菌被杀死 B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 4．(2023·广东湛江统考二模)在《诗经》中有“中田有庐，疆场有瓜。是剥是菹，献之皇祖”的描述，据东汉许慎《说文解字》解释：“菹菜者，酸菜也”，由此可见，我国制作酸菜的历史颇为悠久。下列有关酸菜的制作，叙述错误的是(　　) A．酸菜坛中的乳酸菌数量会逐渐增加至最高峰 B．制作酸菜初期，酸菜坛中的氧气有利于乳酸菌的繁殖 C．制作酸菜利用了植物体表面的乳酸菌来进行发酵 D．酸菜坛中的亚硝酸盐会随着发酵时间的延长，先增加后减少 考点2　果酒和果醋的制作 一、制作原理与发酵条件 二、发酵装置及各部件的作用 三、方法步骤 1．消毒 ↓ 2．选材 ↓ 3．榨汁 ↓ 4．果酒发酵 ↓ 5．检测 ↓ 6．果醋发酵 (选择性必修3 P7“探究·实践”)在制作果酒的第4步，每隔12 h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是_____________________________ _____________________________________________________________________。 果酒、果醋制作时防止杂菌污染的4项措施：榨汁机要洗净并晾干，发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒；清洗葡萄时要先冲洗后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；装入葡萄汁后要封闭发酵装置的充气口；发酵瓶的排气管用曲颈管而不用直管。若用简易的发酵装置，每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖。 1．醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸。 (　　) 2．酵母菌为嗜温菌，果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度。 (　　) 3．在果酒发酵后期拧松瓶盖的间隔时间可延长。 (　　) 4．在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气。 (　　) 5．制作果酒、果醋时，对发酵瓶、榨汁机等需用体积分数为70%的酒精消毒。 (　　) 6．葡萄酒呈深红色的原因是发酵过程中葡萄皮的色素进入发酵液中。 (　　) 马奶中含有的糖类主要为乳糖。某些微生物可将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，酵母菌可利用这些单糖发酵产生酒精，从而制成马奶酒。科研人员研究野生型酵母菌和马奶酒酵母菌的发酵情况，结果分别如下图所示。 分析图中曲线，与野生型酵母菌相比，马奶酒酵母菌在利用葡萄糖、半乳糖或产生酒精等方面的不同点。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。(答出两点即可) 果酒和果醋的制作原理、流程等 1．(2023·山东潍坊二模)《礼记·月令》中记载：“仲冬之月，乃命大酋，秫稻必齐，曲蘖必时，湛炽(清洁煮沸)必洁，水泉必香，陶器必良，火齐必得。兼用六物，大酋兼之，毋有差贷。”这是一套比较完整的酿酒工艺流程，对于酿酒时节、原料选择等都有严格规定，更对我国酿酒技术的发展有着深远的影响。下列说法正确的是(　　) A．“秫稻必齐”可为酿酒提供丰富的糖，随着发酵的进行糖含量会升高 B．为防止二次污染，应在“湛炽”后立即接种酿酒的酒曲 C．“陶器必良”可以确保酵母菌产生酒精的同时避免乙酸的产生 D．在适宜的温度下发酵，发酵液的温度并不会随发酵的进行而改变 2．(2023·重庆高三模考)人类很早就能制作果酒，并用果酒进一步发酵生产果醋，用果酒发酵生产果醋时，果酒中的酒精含量对果醋的乙酸产率会产生一定的影响。某技术组配制发酵液研究了初始酒精浓度对乙酸含量的影响，结果如图，下列分析错误的是(　　) A．果酒发酵生产果醋过程中，酒精为醋酸菌提供碳源 B．用果酒发酵果醋需要接种醋酸菌，并将发酵温度升至30～35 ℃即可 C．据图可知较高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长，使产酸量下降 D．乙酸发酵过程中会释放少量能量 3．(2023·全国乙卷)某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵(酒精发酵)。实验流程如图所示。 回答下列问题。 (1)在粉碎的秸秆中接种菌T，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是___________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是______________________________ _____________________________________________________________________。(答出1点即可) (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是________________________________。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是____________________________________ _____________________________________________________________________。 发酵液中的乙醇可用__________________________________________________ _____________________________________________________________________溶液检测。 (4)本实验收集的淋洗液中的________可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是________________ _____________________________________________________________________。 发酵条件的控制 4．(2023·山东济南实验中学二模)传统发酵过程中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述正确的是(　　) A．葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作葡萄醋 B．泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需定期开盖放气 C．制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部菜料 D．果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～25 ℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35 ℃ 考点3　发酵工程及其应用 一、发酵工程的基本环节 1．(选择性必修3 P22“图1-9”)利用发酵技术生产谷氨酸时，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，但在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，由此说明_________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 二、啤酒的工业化生产流程 1．啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的 2．“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别 2．(选择性必修3 P25“思考·讨论”)与传统的手工发酵相比，啤酒的工业化生产过程中，能使啤酒的产量和质量明显提高的工程手段有___________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 三、发酵工程的应用 1．在食品工业上的应用 (1)生产传统的发酵产品。 (2)生产各种各样的食品添加剂。 (3)生产酶制剂。 2．在医药工业上的应用 (1)获得具有__________生产能力的微生物。 (2)直接对______进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。 (3)利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物就可以作为疫苗使用。 3．在农牧业上的应用：生产微生物______、农药和饲料。 4．在其他方面的应用 (1)利用纤维废料发酵生产______、乙烯等能源物质。 (2)极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产________，嗜低温菌有助于提高____________的产量。 1．在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种。 (　　) 2．分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。 (　　) 3．发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。 (　　) 4．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 (　　) 5．谷氨酸发酵生产时，在酸性条件下积累较多的谷氨酸。 (　　) 6．利用发酵工程生产的微生物农药是生物防治的重要手段。 (　　) 目前在经济作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是来自赤霉菌(属于真菌)进行发酵工程的产品。为提高发酵过程中赤霉素的产量，研究人员采用分阶段变温调控的发酵工艺后，与恒温发酵相比，GA3的产量明显提高。发酵过程中菌丝干重、残糖浓度及GA3浓度的变化如图所示。 尝试分析发酵过程中残糖浓度下降的原因。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 微生物工业发酵的基本过程 1．(2023·河北衡水中学一调)图1为谷氨酸发酵装置示意图，所用培养基中有豆饼水解液、玉米浆等，图2为谷氨酸产生机理图。下列有关谷氨酸发酵的叙述，错误的是(　　) A．4为充气口，发酵过程需不断通入无菌空气，说明谷氨酸发酵的菌体为异养需氧微生物 B．培养基中包含多种天然物质，化学成分不确定 C．谷氨酸的发酵生产中，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸 D．提高产物产量的关键是抑制菌体膜的通透性 2．(2023·广东校联考模拟预测)黑茶是一种后发酵茶，通常用采摘的鲜茶经过数道工序制成，富含多肽、氨基酸、维生素等营养物质。黑茶刚制成时有酒香气，滑润甘甜。黑茶制成后常用牛皮纸、绵纸等包装材料进行包装储存，保存时间越久的老茶，茶香味越浓厚。下列相关叙述正确的是(　　) A．发酵过程涉及多种酶催化，发酵后饮用有利于营养物质的吸收 B．黑茶发酵需要在开放装置中进行，有利于微生物的快速繁殖 C．黑茶的制作需利用包括酵母菌在内的多种细菌进行发酵 D．新茶发酵完成后要进行灭菌并密封，有利于茶的长期保存 发酵工程在生产上的应用 3．(2023·辽宁沈阳二模)制药产业是关系国计民生的重要产业，随着人民群众日益增长的健康需求，我国已成为全球药品消费增速最快的国家之一。发酵工程在现代生物制药中起了重要作用，下列相关叙述正确的是(　　) A．青霉素是世界上首次应用于临床的抗生素，随着厌氧发酵技术的发展，青霉素的生产实现了产业化 B．发酵结束后，可采用适当的提取、分离和纯化措施获得青霉素 C．接种是发酵工程的中心环节，所用的菌种大多是单一菌种 D．发酵过程中要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，营养成分一次性添加即可 　 1．核心概念 (1)(选择性必修3 P5)发酵：是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 (2)(选择性必修3 P27)单细胞蛋白：是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体。 2．结论语句 (1)(选择性必修3 P6)酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。 (2)(选择性必修3 P7)醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。 (3)(选择性必修3 P22)发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产物的分离、提纯等方面。 1．(2023·浙江6月选考)小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是(　　) A．糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖 B．发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测 C．若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严 D．蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵 2．(2022·湖北选择性考试)关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是(　　) A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气 B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程 C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体 D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌 3．(2022·湖北选择性考试)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该生产过程中，一定有气体生成 B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料 C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质 D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理 4．(2022·山东等级考)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　) A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 5．(2021·山东等级考)葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是(　　) A．无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖 B．自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌 C．葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的 D．制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加 【研读教材】 自主诊断 考点1　一、1．微生物　代谢　2．天然存在　前一次发酵　半固体发酵　毛霉　氨基酸 二、2．无氧　乳酸　3．C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量　4．煮沸　八成 考点2　一、新鲜水果的果皮表面附着　C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量　充足　缺乏 二、增殖　防止空气中微生物的污染 三、1．70%　酒精　4．18～30　5．酸性　灰绿 考点3　一、培养基和发酵设备　基因工程育种　过滤、沉淀 二、1．大麦种子发芽，释放淀粉酶　淀粉分解，形成糖浆　酵母菌将糖转化为酒精和二氧化碳　2．长　短　低　高 三、2．(1)某种药物　(2)菌种　3．肥料　4．(1)酒精　(2)洗涤剂　热敏性产品 2 / 16 学科网（北京）股份有限公司 第47讲　传统发酵技术的应用和发酵工程 考点1 研读教材·夯实必备知识 教材隐性知识 提示：泡菜坛内形成了缺氧、酸性的环境，不利于大多数微生物生长 澄清概念 1．×　提示：多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等。 2．√　3．√　 4．×　提示：泡菜发酵时泡菜坛一般只装八成满。 5．×　提示：泡菜制作过程中，有机物的干重将减少，而有机物的种类将增加。 6．√ 思考探究·达成学科素养 提示：(1)各坛中微生物种类和数量可能存在差异　(2)先求平均值，再绘制一条曲线 考向演练·提升关键能力 1．D　2．D　3．C　4．B　 考点2 研读教材·夯实必备知识 教材隐性知识 提示：使二氧化碳排出，不打开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入 澄清概念 1．×　提示：醋酸菌在有氧条件下利用乙醇产生乙酸。 2．×　提示：酵母菌为嗜温菌，果酒发酵所需的最适温度较果醋发酵低。 3．√　4．√　5．√　6．√ 思考探究·达成学科素养 提示：马奶酒酵母菌优先利用的是半乳糖；发酵产生酒精速度快 考向演练·提升关键能力 1．C　2．B　 3．(1)菌T能够分泌纤维素酶　(2)为合成微生物细胞结构提供原料(微生物细胞中的含氮物质，如核酸、蛋白质、磷脂等)　(3)制造无氧环境　排出二氧化碳　酸性重铬酸钾　(4)葡萄糖　节约粮食、废物利用、清洁环保、不污染环境、生产成本低、原料来源广 4．C　 考点3 研读教材·夯实必备知识 教材隐性知识 1．提示：环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成 2．提示：菌种的选育、对原材料的处理、发酵工程的控制、产品的消毒等 澄清概念 1．√　2．√　3．√　4．√　 5．×　提示：谷氨酸发酵生产时，在酸性条件下则易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。 6．√ 思考探究·达成学科素养 提示：菌丝生长、各种代谢物(或赤霉素合成)所需的碳源及能量都主要由糖类提供 考向演练·提升关键能力 1．D　2．A　3．B　 真题感悟·明确考向 1．D　2．C　3．A　4．D　5．D　 $$