考点46 发酵工程（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

第10单元 生物工程与技术 第1课时 发酵工程 课标要求 考情分析 2024山东卷（3分） 2024辽宁卷（2分） 2023浙江卷（2分） 2023山东卷（3分） 2021辽宁卷（2分） 2021山东卷（2分） 从近些年的各地高考试题分析，本专题的命题形式多样，属于高考必考内容，试题情境主要来自生产生活实际，与现实联系密切，侧重考查学生对科学探究和科学思维及利用所学知识解决实际问题能力的考查。不过本部分题目难度不大，分值也不高。 热点预测与趋势分析各个知识点都有出题的可能性。重点是：发酵工程的应用。 × √ (1)酵母菌是嗜温菌,果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度(　) (2)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)泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵。(　　) (6)发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。 (　　) (3)条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乙酸。 (　　) (4)制备泡菜时,盐水煮沸后可以立即使用。(　　) × × × × 传统发酵技术的应用 发酵工程及其应用 名师在线·考点预览 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 发酵与传统发酵技术 1 1．发酵 ①概念：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 的过程。 ②原理：不同的微生物具有产生 的能力。 ③类型 需氧发酵 如：醋酸发酵、谷氨酸发酵 厌氧发酵 如：酒精发酵、乳酸发酵 微生物 代谢 产物 不同代谢产物 天然存在 前一次发酵 半固体发酵 毛霉 氨基酸 2．传统发酵技术 1．关于发酵的叙述，不正确的是 (　　) A．发酵就是无氧呼吸 B．发酵是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 C．酒精发酵是由活的酵母菌引起的 D．利用微生物能够生产出人们所需多种产物的原因是不同的微生物具有产生不同代谢物的能力 考向1 发酵与传统发酵技术的概念 传统发酵食品的制作 2 1.腐乳制作 （1）原理 （2）菌种 参与菌种：酵母、曲霉和毛霉等，主要是毛霉（真核） 代谢类型：异养需氧型 生殖方式：孢子生殖 2.泡菜的制作 （1）菌种：植物表面天然的乳酸菌（常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌） （2）发酵原理 在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸 （3）制作泡菜的方法步骤 5%～ 20% 晾干 半坛 八 冷却好 全部菜料 向水槽中补充水 发酵时间 发酵 时期 发酵 初期 发酵 中期 发酵 后期 乳酸菌 少(有O2，乳酸菌活动受抑制) ___________________________ 减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动) 乳酸 少 积累、增多、pH下降 _____________________ 亚硝酸盐 增加(硝酸盐还原菌的作用) 下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解) 下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制) 泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 最多(乳酸抑制其他菌活动) 继续增多，pH继续下降 发酵 时期 变化 曲线 注意 乳酸菌   亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的 乳酸   亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的 亚硝酸盐   亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的 泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化 3.果酒和果醋的制作 （1）原理和条件 项目 发酵菌种 代谢类型 发酵过程 制作果酒 酵母菌 异养　　　　型 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：_________________ ___________________________；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：__________________________________ 制作果醋 醋酸菌 异养　　型 O2、糖源充足时： C6H12O6＋2O2 2CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量； O2充足、缺少　　时：C2H5OH＋O2　　　CH3COOH＋H2O＋能量 兼性厌氧 需氧 糖源 （2）果酒和果醋的制作步骤及目的 70% 清水 1/3 18～30 拧松瓶盖 发酵瓶口 一层 纱布 30～35 7～8 （3）果酒和果醋发酵装置改进装置及其分析 装置的使用：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口； 制作果醋时，应将充气口连接充气泵，输入空气。 1．泡菜在我国“食材谱系”中已有数千年历史，其中广东泡菜以爽脆出名，而且口味酸甜。各种应季的蔬菜，如白萝卜、红萝卜、小黄瓜、高丽菜等均可作为泡菜的原料，经发酵后，在口感上比新鲜蔬菜更爽脆，既好吃，又助消化。下列关于泡菜制作的叙述，错误的是(　　) A．热水短时处理原料可抑制果胶酶活性，使成品泡菜口感较脆 B．腌制方法、时间长短和温度高低均影响泡菜中亚硝酸盐含量 C．利用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境 D．坛盖边沿的水槽“泡”中的气体是乳酸菌经细胞呼吸产生的 考向1 制作泡菜 考向2 制作果酒 2.如下图为果酒与果醋发酵的简易装置及兴趣小组设计的改进装置示意图。下列说法错误的是(　　) A.用体积分数为70%左右的酒精对上述装置进行消毒后,再装入果汁 B.甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大 C.丙装置转为果醋发酵更容易,只需通过气阀2通气即可 D.与甲装置相比,乙装置中的气压更容易保持相对稳定 考向3 制作果醋 3.《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的酿醋工艺:“大率酒一斗,用水三斗,合瓮盛,置日中曝之。七日后当臭,衣(指菌膜)生,勿得怪也,但停置,勿移动,挠搅之。数十日,醋成。”下列叙述错误的是(　　) A.该方法依据的原理是醋酸菌在氧气、糖源充足时将酒精转化为乙酸 B.加水的目的是对酒进行稀释,避免渗透压过高醋酸菌失水过多 C.“衣”位于变酸的酒表面,是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的 D.“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触,还可以增加溶液中的溶解氧 1.泡菜制作的4个易错点   2.果酒发酵制作的3个易错点 3.果酒、果醋制作的3点不同 4.发酵过程中控制杂菌的措施方法 利用发酵条件控制杂菌：（1）无氧发酵时的无氧环境可以抑制好氧菌；（2）乳酸菌发酵、酒精发酵形成的酸性环境抑制杂菌繁殖。 利用食盐控制杂菌：如腐乳的制作。 利用酒精控制杂菌：如果酒、腐乳的制作。 利用香辛料控制杂菌：如腐乳的制作 传统发酵技术的应用 发酵工程及其应用 名师在线·考点预览 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 1.概念：利用 ，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。 发酵工程的概念 1 2.主要内容：发酵工程主要包括 ， ，培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的分离和提纯等方面。 微生物的特定功能 菌种的选育 扩大培养 2.发酵工程基本环节 诱变育种 基因工程育种 菌种 培养基 发酵设备 微生物数量 产物浓度 营养组分 过滤、沉淀 产物的性质 3.啤酒的工业化生产流程 大麦种子发芽，释放淀粉酶。 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。 将干燥的麦芽研磨成麦芽粉。 淀粉水解形成糖浆。 产生风味组分，终止酶的进一步作用，并对糖浆灭菌。 酵母菌将糖转 化为酒精和二氧化碳。 杀死啤酒中的大多数微生物，延长它的保存期。 过滤、调节、分装啤酒进行出售。 4.发酵工程的特点 （1）生产条件温和。 （2）原料来源丰富且价格低廉。 （3）产物专一。 （4）废弃物对环境的污染小、容易处理等。 5.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获得具有某种药物生产能力的微生物。 ②直接对菌种进行改造，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，获得的表达产物可以作为疫苗使用。 （3）在农牧业上的应用：生产微生物肥料、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酒精、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洗涤剂，嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。 5.发酵工程的应用 考向1 微生物工业发酵的基本过程 1．味精是谷氨酸的钠盐，利用谷氨酸棒状杆菌经过发酵可以生产谷氨酸，进而获得味精。在利用发酵罐生产味精的过程中，需要不停地进行搅拌，并严格控制发酵条件，以提高谷氨酸的产量和品质。下列关于谷氨酸生产的说法，正确的是(　　) A．性状优良的谷氨酸棒状杆菌只能通过诱变育种获得 B．发酵过程中的搅拌可满足菌体对氧气和养分的需求 C．发酵过程中应控制pH，酸性条件下利于谷氨酸的生产 D．发酵过程中添加新的营养液会改变培养条件，不利于增产 2．啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法错误的是(　　) A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α­淀粉酶 B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌 C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 D．通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期 考向2 发酵工程在生产上的应用 3．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 1.(选择性必修3 P5)发酵是指_______________________________________ _____________________________________________。 2.(选择性必修3 P6)泡菜制作过程中制造无氧环境的措施有：(1)选择____ 　　的泡菜坛。(2)盐水　　　　　待用。(3)装坛时压实，____________ 　　。(4)盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中　　　；发酵期间不宜开盖，并注意在发酵过程中经常　　　　　　。 3.(选择性必修3 P7)醋酸菌是　　　　，当O2、糖源都　　时能将糖分解成乙酸；当　　　　时则将　　　　　　　　　　　　　　　　。 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 气密 性好 煮沸后冷却 盐水没过全部 菜料 注满水 向水槽中补水 好氧细菌 充足 缺少糖源 乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸 4.(选择性必修3 P7)制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30 ℃的原因是__ ___________________________________________________________。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃的原因是____________________ ________________________________________________。 5.(选择性必修3 P7)在制作果酒的过程中，避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，　　　　　　　要清洗干净，装入葡萄汁后， 　　　　　；每次排气时只需　　　　，不要完全揭开瓶盖等。 6.(选择性必修3 P27)单细胞蛋白是__________________________________ _____________________________________________。 温 度是影响酵母菌生长的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度为28 ℃ 醋酸菌是嗜温菌，最适 生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃ 榨汁机、发酵瓶 封闭充气口 拧松瓶盖 以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的 废料等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体