2026届高三生物一轮复习课件第1课时 传统发酵技术及发酵工程

发酵工程 1 第1课时 传统发酵技术及发酵工程 2 课标要求 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 课标要求 3 考点一 传统发酵技术的应用（识记·应用类） 4 1.发酵与传统发酵技术 （1）发酵的概念：人们利用________，在适宜的条件下，将______ 通过微生物的______转化为人类所需要的产物的过程。 微生物 原料 代谢 （2）传统发酵技术的概念：直接利用________中天然存在的微生物， 或利用____________保存下来的面团、卤汁等________中的微生物进 行发酵、制作食品的技术。 原材料 前一次发酵 发酵物 （3）传统发酵技术的实质：____________条件下的物质氧化分解。 有氧或无氧 （4）传统发酵技术的应用：酱、酱油、醋、泡菜、豆豉等的制作。 必备知识·精梳理 5 2.腐乳制作 （1）腐乳制作过程中参与的微生物：__________________，起主要 作用的是______，它是一种丝状______，其代谢类型为____________。 （2）原理：蛋白质 ____________________。 酵母、曲霉和毛霉 毛霉 真菌 异养需氧型 小分子的肽和氨基酸 必备知识·精梳理 6 3.泡菜的制作 （1）菌种及制作原理 ①菌种及来源:植物体表面天然的________,常见的种类有___________、 __________。其代谢类型为____________。 ②制作原理 .发酵实质：在______的情况下, 乳酸菌将葡萄糖分解成______。 .反应式：_ ________________________________。 乳酸菌 乳酸链球菌 乳酸杆菌 异养厌氧型 无氧 乳酸 （乳酸）能量 必备知识·精梳理 7 （2）制作过程 必备知识·精梳理 8 （3）泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸及亚硝酸盐含量的变化 项目 乳酸菌 乳酸 亚硝酸盐 含量变化曲线 ____________________________________ ____________________________________ ________________________________________________________________ 必备知识·精梳理 9 4.果酒和果醋的制作 （1）果酒和果醋的制作步骤 洗洁精 酒精 1~2 枝梗 必备知识·精梳理 10 拧松 必备知识·精梳理 11 30~35 7~8 必备知识·精梳理 12 （2）果酒制作与果醋制作的比较 果酒制作 果醋制作 发 酵 菌 种 来源 ________________________ ____ 变酸的酒液面上的菌膜或人工 接种的________ 结构 特点 有以核膜为界限的细胞核,有 多种细胞器 无以核膜为界限的细胞核,只 有核糖体一种细胞器 代谢 类型 ________________ ____________ 附着在葡萄皮上的野生酵母菌 醋酸菌 异养兼性厌氧型 异养需氧型 必备知识·精梳理 13 发 酵 条 件 温度 _________ ________ 时间 天 天 氧气 __________________ ____________________ 酸性 酸性 前期需氧,后期无氧 一直需要充足的氧气 （续表） 必备知识·精梳理 14 反应式 有氧条件下： 能量； 无氧条件下： 能量 、糖源充足时： 能量； 充足、缺少______时： 能量 糖源 （续表） 必备知识·精梳理 15 结 果 分 析 与 检 测 气味、 味道 ______ ______ 气泡、 泡沫 ____ ____ 检测 指标 酒精与______________溶液反应呈现______色 反应液 下降 酒味 酸味 有 无 酸性重铬酸钾 灰绿 （续表） 必备知识·精梳理 16 联系 ___________________________________________________ ____________ 醋酸发酵可以在酒精发酵的基础上进行,酒精发酵为醋酸发酵提供原料 （续表） 必备知识·精梳理 17 （3）果酒和果醋发酵改进装置及其分析 必备知识·精梳理 18 （4）果酒和果醋制作过程中的常见问题: ①在传统酿酒过程中,一般不需要严格的灭菌过程,是因为在_________ ____________________________________________________________ ____________。 缺氧、呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,绝大多数其他微生物无法适应而受到抑制 ②果酒制作中,酒精含量达到一定值后将不再升高, 也不再产生,原因 可能是______________________________________________。 原料耗尽或高浓度的酒精抑制了酵母菌的细胞呼吸 必备知识·精梳理 19 ③在制作果酒的过程中,除了酵母菌,还有其他微生物也在生长,例如 ________________等,它们都会对果酒发酵产生影响,可能导致果酒变 质。可以通过调节________________________来控制乳酸菌的含量。 除了控制这两个条件以外,尽量减少________，可以控制醋酸菌的含量。 乳酸菌、醋酸菌 发酵的温度、果酒的等 含量 必备知识·精梳理 20 【考点易错】（明辨析） （1）[2023·江苏卷] 醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制发酵温 度和改善通气状况。（ ） √ （2）[2023·北京卷] 向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环 境。（ ） × [解析] 向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创 造无菌环境。 必备知识·精梳理 21 （3）制作泡菜过程中,有机物的干重和种类将减少。（ ） × [解析] 制作泡菜过程中，乳酸菌代谢消耗有机物，会导致蔬菜中有 机物的干重减少，但代谢过程中会产生多种中间代谢产物，故有机 物种类将增多。 （4）在泡菜发酵过程中,杂菌数目的减少使乳酸菌与杂菌的种间竞争 减弱,因此乳酸菌数目一直增多。（ ） × [解析] 发酵后期，由于乳酸的积累，发酵液 降低，乳酸菌活动也 受到抑制，因此乳酸菌数目不会一直增多。 必备知识·精梳理 22 （5）[2023·山东卷] 检测泡菜中亚硝酸盐的含量可检测到完整发酵过 程中亚硝酸盐含量逐渐降低。（ ） × [解析] 腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少。 必备知识·精梳理 23 【长句拓展】（练思维） 1.果酒制作过程中，在不灭菌的情况下，酵母菌变为优势菌种的过程 是 _________________________________________________________ ____________________________________________________________ ______________ 。 发酵前期，酵母菌大量繁殖，发酵后期在缺氧和呈酸性的发酵液 中，绝大多数微生物的生命活动受到抑制，而酵母菌可以适应这一环 境成为优势菌种 必备知识·精梳理 24 2.为加快果醋的制作，可先增加发酵液中醋酸菌的数量，其措施是___ ____________________________________________________________ _________________________________________________。 可以先买一瓶醋，将其打开暴露于空气中，一段时间后在醋的表面会有一层薄膜（即醋酸菌膜），用这层薄膜进行接种即可 3.制成的泡菜咸而不酸,最可能的原因是__________________________ ___。 盐过多，抑制了乳酸菌的发酵 必备知识·精梳理 25 命题角度一 考查泡菜和腐乳的制作 1.[2024·江西宜春三模] 火锅、烤肉等美食深受人们喜爱，泡菜、腐乳、 甜面酱（酵母菌、霉菌等多种微生物参与发酵）等是食用火锅、烤肉 时常用的调味品。下列说法正确的是（ ） A.在泡菜发酵中、后期，乳酸、亚硝酸盐含量高，泡菜品质良好 B.腐乳味道鲜美，是豆腐中的曲霉将蛋白质分解成多肽和氨基酸引起的 C.甜面酱的甜味主要来源于微生物水解淀粉形成的麦芽糖和葡萄糖 D.在制作泡菜时坛口要密封，主要是为了避免外界杂菌的污染 √ 典型例题·提能力 26 [解析] 在泡菜发酵中、后期，乳酸含量高，亚硝酸盐含量低，泡菜 品质良好，A错误；多种微生物参与豆腐发酵，如酵母、曲霉和毛霉 等，其中起主要作用的是毛霉，其将蛋白质分解成多肽和氨基酸，B 错误；甜面酱的甜味主要来源于微生物水解淀粉形成的麦芽糖和葡 萄糖，C正确；在制作泡菜时坛口要密封，主要是为了创造无氧环境， 便于乳酸发酵，D错误。 典型例题·提能力 27 2.[2025·辽宁大连期中] 早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄，亦 以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品，也就是腌制的酸菜、泡 菜。下列有关叙述错误的是（ ） A.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 B.制作泡菜过程中，食盐用量过低容易造成亚硝酸盐含量增加 C.常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是好氧细菌 D.腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境 [解析] 常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是厌氧细菌， C错误。 √ 典型例题·提能力 28 命题角度二 考查果酒与果醋的制作 3.[2025·福建漳州月考] 采用液体发酵法可酿制出醋香浓郁、酸味纯正的苹 果醋，提高了苹果的经济价值。苹果醋酿造工艺流程如图所示。下列相关 叙述错误的是（ ） 苹果苹果汁 苹果酒 苹果醋 苹果醋成品 A.酒精发酵前可对苹果汁进行杀菌，以利于酒精发酵 B.若苹果酒的酒精度过高，应稀释后再用于醋酸发酵 C.酒精发酵结束后，改变通气条件和适当升高温度有利于醋酸发酵 D.酿醋过程中发酵液的 逐渐降低，与酿酒过程相反 √ 典型例题·提能力 29 [解析] 在酿醋过程中，醋酸菌将酒精氧化成醋酸，导致发酵液的 逐渐降低，而在酿酒过程中，酵母菌将糖分解生成酒精和 ，发酵 液的也会逐渐降低，因此，酿醋和酿酒过程中发酵液的 都降低， D错误。 典型例题·提能力 30 4.[2024·湖南长沙模拟] 如图表示在利用果酒制作果醋的过程中，初始 酒精浓度对果醋中总酸含量的影响。下列叙述正确的是（ ） 典型例题·提能力 31 A.利用果酒制作果醋的过程中，发酵液中产生的 增加，导致总酸 含量增加 B.果酒发酵的时间长短可间接影响果醋中总酸的含量且时间越长越好 C.初始酒精浓度为时，约 后酒精可能消耗完使总酸含量不 再变化 D.初始酒精的浓度越高，则果醋发酵的时间越长，产生的总酸含量也 越多 √ 典型例题·提能力 32 [解析] 利用果酒制作果醋的过程中，是 醋酸菌利用酒精先生成乙醛，再生成乙 酸，发酵液中不产生 ，醋酸的量增 加导致总酸含量增加，A错误；果酒发 酵的时间长短影响酒精的浓度，酒精作 为形成醋酸的原料，又影响果醋中总酸的含量，但不一定是时间越 长越好，B错误；据题图可知，初始酒精浓度为时，约 后 酒精可能消耗完使总酸含量不再变化，C正确；初始酒精的浓度太高， 会影响醋酸菌正常的代谢，产生的总酸含量不一定越多，D错误。 典型例题·提能力 33 考点二 发酵工程及其应用（识记·应用类） 34 1.发酵工程的概念及基本环节 （1）概念:利用________的特定功能,通过现代工程技术,规模化生产对人 类有用的产品,它涉及__________________、__________________等方面。 微生物 菌种的选育和培养 产物的分离和提纯 必备知识·精梳理 35 （2）基本环节 营养协调 适宜 碳源 氮源 防止杂菌污染 必备知识·精梳理 36 稳定、温和 自然界 基因工程 必备知识·精梳理 37 产物浓度 必备知识·精梳理 38 过滤 沉淀 必备知识·精梳理 39 2.发酵工程的特点及应用 （1）特点:生产条件______、原料来源丰富且价格低廉、产物______、 废弃物对环境的污染小和容易处理等。 （2）发酵工程的应用 温和 专一 领域 应用 食品 工业 生产传统的发酵产品、各种各样的____________、________ 食品添加剂 酶制剂 必备知识·精梳理 40 领域 应用 医药 工业 ①采用__________的方法获得具有某种药物生产能力的微生 物，或者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； ②可能用________来生产过去只能从植物中分离提取的紫杉 醇、青蒿素前体等化合物； 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，获得的表达产物作为______使用 农牧 业 生产微生物肥料、微生物______、微生物饲料等 基因工程 微生物 疫苗 农药 （续表） 必备知识·精梳理 41 领域 应用 其他 方面 ①利用__________发酵生产酒精、乙烯等能源物质 ②将____________应用于生产实践 纤维废料 极端微生物 （续表） 必备知识·精梳理 42 （3）啤酒的工业化生产 ①啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的 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 必备知识·精梳理 43 ②“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别 比较项目 “精酿”啤酒 “普通”啤酒 原料 只使用麦芽、啤酒花、 酵母菌和水 麦芽、啤酒花、酵母菌、 水、大米、玉米、淀粉等 食品添加剂 不添加 添加 发酵规模 小规模 大规模 发酵时间 ____ ____ 产量 ____ ____ 价格高低 高 低 长 短 低 高 必备知识·精梳理 44 【考点易错】（明辨析） （1）发酵工程一般用半固体培养基。（ ） × [解析] 发酵工程一般用液体培养基，这有利于微生物与培养液充分 接触，有利于发酵工程的进行。 （2）单细胞蛋白就是从人工培养的微生物菌体中提取的蛋白质。 （ ） × [解析] 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，通过发酵获得的大量的微生物菌体，不是指微生物中的某 种蛋白质。 必备知识·精梳理 45 （3）发酵工程中培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。（ ） √ （4）性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过杂交育 种、诱变育种或基因工程育种获得。（ ） × [解析] 发酵工程中，性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也 可以通过诱变育种或基因工程育种获得，不能通过杂交育种获得， 杂交育种一般是能进行有性生殖的生物的育种方式。 （5）在连续培养过程中补充的同种培养液和空气需先灭菌。（ ） √ （6）发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。 （ ） √ 必备知识·精梳理 46 【长句拓展】（练思维） 1.啤酒生产中，发酵是重要环节，发酵后期，如果密封不严，会使啤 酒变酸，其中发生的主要物质变化是____________________________ _______________________。 酒精在醋酸菌的作用下被氧化产生乙醛，最后变为乙酸 2.微生物肥料使作物增产的原理是_______________________________ __________________________________________________________。 微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质能增进土壤肥力、改良土壤结构，促进植物生长 必备知识·精梳理 47 3.工业化生产单细胞蛋白的优势是 ______________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________________ 。 营养丰富,生物效能高;利用原料 广;可提供稳定的蛋白质来源;可进行连续的工业化生产,不受季节、土 地和气候的限制;使用设备简单,占地面积小;繁殖快,生产周期短,生产效 率高;易诱变,比动、植物品种容易改良 必备知识·精梳理 48 命题角度一 考查发酵工程的基本环节 1.[2024·安徽合肥三模] 柠檬酸是一种应用广泛的食品酸度调节剂，工 业生产上可通过黑曲霉的发酵制得，其发酵环节包括：①选育菌种； ②扩大培养；③配制培养基；④灭菌；⑤接种；⑥发酵等。下列有关 说法错误的是（ ） A.过程①可通过诱变育种获得产酸量高的黑曲霉 B.过程②可为过程⑤提供大量的菌种以缩短发酵时间 C.过程④主要依靠添加抗生素提供无菌的环境 D.过程⑥要及时添加必需的营养成分、控制发酵条件 √ 典型例题·提能力 49 [解析] 过程④主要依靠灭菌技术提供无菌的环境，抗生素可能会对 黑曲霉造成不利影响，且在产品中难以分离，C错误。 典型例题·提能力 50 2.[2025·广东揭阳模拟] 味精的主要成分是谷氨酸钠，其生产工艺流程 如下图所示。下列说法正确的是（ ） A.谷氨酸棒状杆菌生长繁殖所需的主要碳源、氮源分别是淀粉、尿素 B.谷氨酸棒状杆菌的呼吸方式和乳酸菌相同 C.发酵过程中应控制发酵液的 为弱碱性或中性 D.发酵结束后的发酵液经过滤、离心、纯化、结晶可得到味精 √ 典型例题·提能力 51 [解析] 根据题意，谷氨酸棒状杆菌发酵的过程中，将谷物糖化后， 与谷氨酸棒状杆菌混合进行发酵，因此谷氨酸棒状杆菌生长繁殖所 需的主要碳源、氮源分别是葡萄糖、尿素，A错误；谷氨酸棒状杆菌 的呼吸方式为有氧呼吸，而乳酸菌进行的是无氧呼吸，二者的呼吸 方式不同，B错误；在谷氨酸的发酵生产过程中，发酵液 在中性 和弱碱性条件下会积累谷氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺 和 乙酰谷氨酰胺，C正确；味精是发酵产物谷氨酸和碳酸氢钠反 应后，经过结晶得到的，而谷氨酸是谷氨酸棒状杆菌的代谢产物， 可通过提取、分离和纯化获得，D错误。 典型例题·提能力 52 命题角度二 考查发酵工程的应用 3.[2024·江苏盐城三模] 人们常利用发酵工程生产赖氨酸，如图是黄色 短杆菌合成赖氨酸的途径。下列相关叙述错误的是（ ） A.人体细胞不能合成赖氨酸，必须从外界环境中获取 B.负反馈调节能有效避免黄色短杆菌内的物质浪费 C.诱变获得高丝氨酸脱氢酶缺陷株可提高赖氨酸产量 D.发酵结束之后可以采用过滤、沉淀等方法获得赖氨酸 √ 典型例题·提能力 53 [解析] 赖氨酸是人体的必需氨基酸，不能自身合 成，只能从外界环境获取，A正确；据题图分析可 知，当苏氨酸和赖氨酸都积累过量时，就会抑制 天冬氨酸激酶的活性，使细胞不再浪费物质和能 量继续进行合成，该调节过程属于负反馈调节，B正确；高丝氨酸脱 氢酶缺陷株不能合成高丝氨酸，苏氨酸也无法合成，故天冬氨酸激 酶的活性不会被抑制，则天冬氨酸 中间产物 Ⅰ 中间产物 Ⅱ 赖氨酸的过程可以持续进行，进而提高了赖氨酸产量，C正确；由题 意可知，赖氨酸是黄色短杆菌的代谢物，需根据赖氨酸的性质采用 适当的措施进行提取、分离和纯化，D错误。 典型例题·提能力 54 4.[2024·河北衡水模拟] 利用发酵工程生产的单细胞蛋白既可以作为食 品添加剂，也可以制成饲料，应用前景广阔。下列相关叙述错误的是 （ ） 典型例题·提能力 55 A.单细胞蛋白营养丰富，不仅富含蛋白质，还含有脂质、糖类等多种 营养物质 B.相比传统饲料，单细胞蛋白的生产过程既不需要过多占用耕地，也 不受季节的限制 C.在青贮饲料中加入乳酸菌，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，动物 食用后还能提高免疫力 D.必须利用蛋白质含量高的原材料才能生产出蛋白质含量高的单细胞 蛋白 √ 典型例题·提能力 56 [解析] 单细胞蛋白指的是微生物菌体本身，其营养丰富，不仅富含 蛋白质，还含有脂质、糖类等多种营养物质，A正确；相比传统饲料， 单细胞蛋白的生产过程利用现代发酵工程技术，既不需要过多占用 耕地，也不受季节的限制，B正确；在青贮饲料中加入乳酸菌，可以 提高饲料品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力，C正确； 可以利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等作为原料生产 单细胞蛋白，不是必须利用蛋白质含量高的原材料，D错误。 典型例题·提能力 57 $$