板块5 专题13 发酵工程-【备考最优解】2025版高考生物学二轮专题复习教用课件
2025-12-18
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 发酵工程 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 104.33 MB |
| 发布时间 | 2025-12-18 |
| 更新时间 | 2025-12-18 |
| 作者 | 拾光树文化 |
| 品牌系列 | 备考最优解·高考二轮 |
| 审核时间 | 2025-12-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55472794.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学课件聚焦发酵工程专题,覆盖微生物培养分离计数、传统发酵技术应用两大高考核心考点,严格对接新课标“获得纯净微生物培养物”“发酵工程应用”要求,通过知识整合、教材易漏排查系统梳理无菌技术、培养基配制等高频考点,归纳选择、填空等典型题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题研析+易错指导”,融入2024年黑吉辽选择考等最新真题及历年考情,通过微生物计数公式应用、泡菜亚硝酸盐变化规律分析等实例,培养科学思维与探究实践素养,助力学生掌握答题技巧,教师可据此精准定位学情,提升复习效率。
内容正文:
板块五 生物技术与工程
专题十三 发酵工程
1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 2.发酵工程为人类提供多样的生物产品。
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醋酸菌
碳源
尿素
稀释涂布平板法
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命题点1
1
命题点2
2
内容
索引
命题点1
PART
01
第一部分
5
命题点1 微生物的培养、分离与计数
1.无菌技术常用方法
紫外线
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2.微生物的纯化技术
(1)制备马铃薯琼脂培养基
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(2)两种纯化微生物方法的比较
接种环
涂布器
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3.微生物分离与计数的两个实例
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
选择
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(2)纤维素分解菌的分离
纤维素
红色复合物
透明圈
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[易错提醒] 关注两种对照组与一种重复组
(1)将一未接种的选择培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认培养基灭菌是否彻底(制备是否合格)。
(2)将一接种的普通培养基与接种的选择培养基一起培养——用于确认选择培养基是否起“筛选”作用。
(3)进行微生物计数时,每一稀释度下至少涂布三个平板,即设置重复组,是为了求平均值,提高计数准确度。
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1.(选择性必修3 P12探究·实践)平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以避免培养基表面的水分过快地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
2.(选择性必修3 P18正文)当菌落数目稳定时,选取菌落数为 30~300的平板进行计数,在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
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3.(选择性必修3 P18正文)用稀释涂布平板法计数时,统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
4.(选择性必修3 P18探究·实践)判断培养基是否被杂菌污染的方法是设置未接种(或接种等量无菌水)的培养基作为空白对照。
5.(选择性必修3 P20拓展应用2)在筛选纤维素分解菌时,采用刚果红染色法,当纤维素被纤维素分解菌分解后,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
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【最新考情】
(2024·黑吉辽选择考改编)某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病,其筛选流程及抗性检测如图。下列操作错误的是( )
A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内,从健康植株上采集样品
B.将采集的样品充分消毒后,用蒸馏水冲洗,收集冲洗液进行无菌检测
C.将无菌检测合格的样品研磨,经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落
D.判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小
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解析:香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病,因此,若要采集样品分离内生菌,则应在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内,从健康植株上采集,A正确;
应用无菌水冲洗消毒后的样品,B错误;
由题图可知,无菌检测合格的样品研磨后,经稀释涂布平板法可分离得到内生菌的单菌落,C正确;
由题图可知,判断内生菌的抗性效果需要将接种与未接种内生菌的平板进行比较,观察病原菌菌斑大小,D正确。
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[把脉高考] 该知识点为高频考点。考查点主要包括无菌技术、培养基的配制、微生物的接种方法、微生物的培养等。试题情境常涉及生活、生产实践和环境治理,又渗透科学实验与探究。
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【历年考情】
(1)(2023·山东T15)不含氮源的平板不能用于微生物培养。( )
(2)(2023·广东T10)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,最可能筛选到目标菌的条件组合是c点时取样、角蛋白氮源培养基。( )
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(3)(2021·江苏T18)将培养基分装于培养皿中后灭菌,可降低培养基污染的概率。( )
(4)(2021·江苏T18)为提高一株石油降解菌的净化能力,将菌涂布于石油为唯一碳源的固体培养基上,以致死率为90%的辐照剂量诱变处理。涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL。( )
(5)(2021·浙江6月T17)稀释涂布平板法和平板划线法均能得到单菌落,都可用于细胞计数。( )
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(6)(2023·全国乙T37节选)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)。
(7)(2022·浙江6月T29节选)为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌,可将土样用________制成悬液,再将含有悬液的三角瓶置于80℃的________中保温一段时间,其目的是__________________。
用于合成微生物细胞中的含氮化合物,如核酸、蛋白质等
无菌水
水浴
杀死不耐热微生物
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(8)(2022·河北T23节选)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用__________(填“静置”或“摇床振荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用________________(填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是______________________________________________
________________________________________________________________________________。
摇床振荡
稀释涂布平板法
用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落一般都来自一个活细胞,而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内
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√
突破1 培养基的制备与无菌操作
1.(2024·山东聊城高三一模)在一些传统食品的制作过程中,灭菌、消毒、防腐等是控制有害微生物的常用方法。下列说法正确的是( )
A.葡萄制作果酒过程中,葡萄用清水冲洗后需用70%的酒精消毒
B.火腿制作过程中盐腌等防腐措施能抑制微生物生长繁殖
C.制作泡菜时泡菜坛要密封,主要目的是避免外界杂菌的污染
D.泡菜腌制过程中,通常用加入抗生素的方法来抑制杂菌
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解析:发酵瓶、榨汁机等器具需要用体积分数为70%的酒精消毒,葡萄制作果酒过程中,葡萄用清水冲洗后沥干即可,A错误;
火腿制作过程中盐腌等防腐措施能抑制微生物生长繁殖,这是因为食盐的主要成分是NaCl,外界环境盐浓度过高导致微生物细胞失水,B正确;
制作泡菜时泡菜坛要密封,主要目的是提供无氧环境,使乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,C错误;
制作泡菜时,会加入质量分数为5%~20%的盐水(煮沸冷却后加入),盐浓度高可抑制杂菌生长,防止泡菜发霉、变质,所以我们在泡菜水中会加盐来抑制杂菌而非添加抗生素,D错误。
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2.(2024·湖南株洲高三一模)L-天冬酰胺酶由细菌和真菌合成,可分解天冬酰胺释放出氨,然后与奈斯勒试剂反应呈棕色。为筛选获得L-天冬酰胺酶高产菌株,设计了如下固体培养基。固体培养基:主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、琼脂、奈斯勒试剂。实验结果如下图。下列叙述错误的是( )
A.根据实验结果可知,接种时采用的是稀释涂布平板法
B.应选择菌落C作为高产L-天冬酰胺酶菌株进行大量培养
C.该培养基从功能来看属于选择培养基,其中充当氮源的成分是牛肉膏
D.无菌技术还可以避免操作者被有害微生物感染,实验结束后的培养基不能直接丢弃
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解析:从接种结果来看,菌落分布较为均匀,应该采用的是稀释涂布平板法,A正确;
菌落B和菌落C周围棕色圈的直径相同,但菌落C的直径更小,因此菌落C的单个细胞产生的L-天冬酰胺酶更多,应选择菌落C进行大量培养,B正确;
培养基中加入奈斯勒试剂,若微生物能产生L-天冬酰胺酶则菌落周围会出现棕色圈,因此该培养基从功能来看属于鉴别培养基,其中充当氮源的成分是牛肉膏和蛋白胨,C错误;
无菌技术可用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染,还可以避免操作者被有害微生物感染,但实验结束后为避免环境污染,培养基在丢弃前要进行灭菌处理,D正确。
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突破2 微生物的培养、筛选与计数
3.(2024·湖北高三二模)以纤维素为唯一碳源并加入刚果红的培养基经接种后,若微生物能分解纤维素,则会出现以菌落为中心的透明圈。科研人员从土壤中分离了五种能分解纤维素的细菌菌株,培养基中出现了因分解纤维素而产生的透明圈,操作过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.在该实验过程中制备培养基时应先调pH再灭菌
B.分解纤维素能力最强的是E菌株,应对其扩大培养
C.药品称量、溶化和倒平板等操作都必须在酒精灯火焰旁进行
D.若平板中平均菌落数为120个,则1 g土壤中含有能分解纤维素的细菌数为1.2×108个
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解析:制备培养基时应先调pH再灭菌,A正确;
分解纤维素能力最强的是E菌株,应对其扩大培养,因为E菌落外围的透明圈直径和E菌落直径的比值最大,B正确;
药品称量、溶化是进行培养基配制的过程,培养基配制后才需要灭菌,故称量和溶化不需要无菌操作,倒平板过程需要进行无菌操作,C错误;
若平板中平均菌落数为120个,题图实验所用的涂布菌液共稀释了105倍,则1 g土壤中含有能分解纤维素的细菌数为120÷0.1×105=1.2×108个,D正确。
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4.(2024·湖南长沙高三联考)野生型大肠杆菌能在基础培养基上生长,氨基酸营养缺陷型突变株由于无法合成某种氨基酸,只能在完全培养基上生长。下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图,①②③④代表培养基,A、B、C表示操作步骤,D、E为菌落。下列叙述正确的是( )
A.A操作的目的是提高基因突变的概率,使其发生定向突变,增加突变株的数量
B.B的正确操作是用接种环蘸取菌液后在②表面涂布来接种菌种
C.图中①②③为完全培养基,培养基一般用高压蒸汽灭菌法进行灭菌
D.若要获得氨基酸营养缺陷型突变株,可从④中挑取D进行纯化培养
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解析:A操作为紫外线处理,该操作可以提高突变的概率,增加突变株的数量,但无法实现定向突变,A错误;
据题图分析,B操作是将菌液滴加到培养基表面,再用涂布器将菌液均匀地涂布在②表面,B错误;
结合题图信息分析可知,野生型大肠杆菌能在基础培养基上生长,而氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变无法合成某种氨基酸只能在完全培养基上生长,且③中只有部分菌落,故题图中①②④为完全培养基,③为基础培养基,C错误;
④为完全培养基,③为基础培养基,若要获得氨基酸营养缺陷型突变株,可从④中挑取D(在③中相应位置无菌落)进行纯化培养,D正确。
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命题点2
PART
02
第二部分
29
命题点2 传统发酵技术的应用
1.
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乙酸
30~35
榨汁
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2.泡菜腌制过程中,乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
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1.(选择性必修3 P6探究·实践一)制作泡菜时用水密封泡菜坛的目的是隔绝空气。泡菜坛只能装八成满,原因之一是装完菜料后还需要加入冷却的盐水,留有一定空间,便于冷却好的盐水淹没全部菜料。
2.(选择性必修3 P7正文)当O2、糖源都充足时,醋酸菌可以将糖分解为乙酸;当O2充足、缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
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3.(选择性必修3 P24思考·讨论)生产啤酒时,需进行后发酵的原因是主发酵结束后,发酵液不适合饮用,要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵,这样才能形成澄清、成熟的啤酒。
4.(选择性必修3 P28拓展应用2)生产燃料乙醇需要消耗大量粮食,会增加粮食短缺的风险,在生产时,为了规避这一风险,应该使用陈化粮食(如陈化的稻谷等)或者非粮食生物材料(如秸秆等)。使用陈化粮食来生产燃料乙醇,还有利于防止问题粮食流入市场。
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【最新考情】
1.(2024·湖北选择考)制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物,常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是( )
A.食用醋的酸味主要来源于乙酸
B.醋酸菌不适宜在无氧条件下生存
C.醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶
D.葡萄糖在醋酸菌中的氧化分解发生在线粒体内
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解析:醋酸菌常用于食用醋的发酵,食用醋的酸味主要来源于醋酸菌发酵产生的乙酸,A正确;
醋酸菌是好氧细菌,不适宜在无氧条件下生存,B正确;
当缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸,所以醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶,C正确;
醋酸菌是原核生物,其细胞内无线粒体,D错误。
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2.(2024·河北选择考改编)中国传统白酒多以泥窖为发酵基础,素有“千年老窖万年糟”“以窖养糟,以糟养泥”之说。多年反复利用的老窖池内壁窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物。下列叙述错误的是( )
A.传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的
B.窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,使酿造过程不易污染杂菌
C.从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时,需在CO2或N2环境中进行
D.从谷物原料发酵形成的酒糟中,可分离出产淀粉酶的微生物
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解析:白酒的酿造主要依靠酿酒酵母,由于窖泥中含有大量与酿酒相关的微生物,故传统白酒的酿造是在以酿酒酵母为主的多种微生物共同作用下完成的,A正确;
窖池内各种微生物形成了相对稳定的体系,且酿造过程产生的酒精也会抑制杂菌的生长与繁殖,使酿造过程不易污染杂菌,B正确;
酵母菌是兼性厌氧菌,与无氧呼吸相比,细胞有氧呼吸产生的能量更多,更能满足酵母菌大量繁殖时的需求,因此,对分离的酿酒酵母扩大培养时需要在有氧的环境条件下进行,C错误;
谷物原料如高粱、玉米、大米等富含淀粉,因此从谷物原料发酵形成的酒糟中可分离出产淀粉酶的微生物,D正确。
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3.(2024·山东等级考)在发酵过程中,多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体,菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是( )
A.相同菌体密度下,菌球体越大柠檬酸产生速率越慢
B.发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量
C.发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长
D.发酵结束后,将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品
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解析:在氧气充足的条件下,黑曲霉可以利用糖类发酵产生柠檬酸,在相同菌体密度下,菌球体越大,越不容易获得氧气,柠檬酸产生速率越慢,A正确。
由题目所给信息“菌体内铵离子浓度升高时,可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制”可推出发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量,B正确。
大部分细菌适合在中性或弱碱性环境中生存,发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长,C正确。
如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。柠檬酸属于代谢物,D错误。
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[把脉高考] 该知识点为中频考点。考查点主要包括利用传统发酵技术制作泡菜、果酒和果醋;利用发酵工程进行啤酒制作;发酵工程在食品工业、医药工业和农牧业等领域中的应用等。试题情境多联系生活、生产实践,指导应用性较强。
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【历年考情】
(1)(2023·浙江6月T12)关于小曲白酒的酿造过程,糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖。( )
(2)(2022·山东T20)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。焙烤是为了利用高温杀死大麦种子的胚并进行灭菌。( )
(3)(2022·山东T14)目前已实现青霉素的工业化生产,选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中。( )
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(4)(2021·江苏T14)果醋发酵时,发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时。( )
(5)(2021·辽宁T8)酵母菌和醋酸菌发酵过程中控制通气的情况不同。 ( )
(6)(2020·江苏T18)某同学在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋时将玻璃瓶用酒精消毒后,装满葡萄汁,待酒精发酵后去除瓶盖,盖一层纱布,再进行乙酸发酵。( )
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(7)[2020·全国ⅢT37(4)]制作果酒需要________菌,这一过程中也需要O2,O2的作用是__________________________________。
酵母
促进有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖
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突破1 传统发酵技术的应用
1.泡菜是我国的传统美食,泡菜制作时,使用低浓度的盐水,再经乳酸菌发酵,制成一种带酸味的腌制品,只要乳酸含量达到一定的浓度,并使产品隔绝空气,就可以达到久贮的目的。下列关于泡菜腌制的叙述,错误的是( )
A.参与泡菜腌制的微生物为乳酸菌,在无氧条件下可将葡萄糖分解成乳酸使泡菜具有酸味
B.腌制泡菜时泡菜坛要装至八成满,盐水没过全部菜料,盖上坛盖再用水密封泡菜坛
C.在泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的含量均会先增加后减少再趋于稳定
D.腌制泡菜时如果加入一些陈泡菜汁,可以缩短腌制时间
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解析:在制作泡菜时,选用乳酸菌,乳酸菌为厌氧细菌,在无氧条件下将葡萄糖分解成乳酸使泡菜具有酸味,A正确。
腌制泡菜时泡菜坛要装至八成满,盐水没过全部菜料,盖上坛盖再用水密封泡菜坛,隔绝空气,从而创造无氧条件,B正确。
在泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量会先增加后减少再趋于稳定;乳酸菌的含量先增加,后由于营养物质缺乏、pH下降而减少;乳酸的含量会先增加后趋于稳定,C错误。
陈泡菜汁中含有乳酸菌,坛中加一些陈泡菜汁的目的是加入乳酸菌菌种,这相当于在接种环节增加了乳酸菌的数量,可以缩短腌制时间,D正确。
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2.(2024·山东烟台高三一模)用“麦汁酸化”法酿造的酸啤酒既有麦芽清香,又酸甜适口。它是通过微生物发酵将麦汁中的麦芽糖和其他糖类转化为醋酸和乳酸,再结合酒精发酵制作而成。下列说法错误的是( )
A.前期利用醋酸菌和乳酸菌在同一容器中同时进行醋酸和乳酸发酵
B.达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种抗酸性高的酵母菌
C.后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30 ℃范围内
D.酒精发酵时发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕
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解析:醋酸菌是好氧细菌,而乳酸菌是厌氧细菌,所以醋酸菌与乳酸菌在同一容器中发酵时,不能同时产生醋酸和乳酸,A错误;
抗酸性高的酵母菌适应酸性环境,达到一定酸度的麦汁需经熬煮、冷却后才可接种,B正确;
酒精发酵需要酵母菌,酵母菌发酵的适宜温度范围是18~30 ℃,所以后期发酵产生酒精时,应将发酵温度控制在18~30 ℃范围内,C正确;
发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有气泡产生,说明酒精发酵停止,即发酵基本完毕,D正确。
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突破2 发酵工程及其应用
3.(2024·湖北七市高三联考)发酵工程为人类提供多样的发酵产品。下列关于发酵工程的叙述正确的是( )
A.发酵工程多为无氧发酵,而传统发酵则多为有氧发酵
B.发酵产物可以是微生物的代谢物,即单细胞蛋白
C.发酵生产的微生物肥料可能抑制土壤中病原微生物的生长
D.发酵生产的食品添加剂可延长食品保存期,不能食用
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解析:发酵工程多为有氧发酵,如谷氨酸发酵工程、柠檬酸发酵工程等,而传统发酵则多为无氧发酵,如酿酒等,A错误;
发酵产物可以是微生物的代谢物,如酒精、氨基酸、抗生素、维生素等,也可以是微生物本身,如单细胞蛋白,B错误;
有些发酵生产的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长,从而减少病害的发生,C正确;
有些发酵生产的食品添加剂可延长食品保存期,如防腐剂,还有些食品添加剂可改善食品的口味、色泽和品质,属于可食用的,D错误。
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4.(2024·辽宁沈阳高三一模)燃料乙醇是一种绿色燃料。研究人员利用酵母菌以霉变的木薯和小麦为原料,混合发酵生产燃料乙醇,流程图如下。下列叙述错误的是( )
A.Ⅰ阶段是该发酵生产的中心环节
B.Ⅱ阶段步骤①是接种酵母菌
C.Ⅱ阶段需将pH调至酸性以利于菌种发酵
D.Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯
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解析:分析题图可知,Ⅱ阶段是该发酵生产的中心环节,A错误;
步骤①是接种酵母菌,B正确;
对于真菌而言,适宜的pH为酸性,故Ⅱ阶段需将pH调至酸性以利于菌种发酵,C正确;
Ⅲ阶段步骤②是产品的分离、提纯,最终获得燃料乙醇,D正确。
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