第1章 第3节 发酵工程及其应用-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步新课程学习指导(人教版)

032 第3节 发酵工程及其应用 课标要求 学科核心素养 1.阐明发酵工程利用现代工程技术及微 1.科学思维：采用模型与建模的方法，说出发酵工程的 生物的特定功能，工业化生产人类所 基本环节。 需产品。 2.科学探究：根据发酵产品和利用微生物的不同，讨论 2.举例说明发酵工程在医药、食品及其 发酵工程中的发酵条件及控制方法。 他工农业生产上有重要的应用价值。 3.社会责任：认同发酵工程极大地改善了人们的生活。 必备知识 自主梳理 ●发酵工程的基本环节 1.发酵工程的基本环节 厂0从 筛选 选育菌种 ②通过 获得 扩大培养 配制培 在菌种确定之后选择原料，反复试验确定 养基 灭菌 都必须经过严格的灭菌 接种 ①了解发酵进程：随时检测培养液中的 发酵 罐内 @及时添加必需的营养组分 发酵 ⑧严格控制 等发酵条件 发酵产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的提取 分 措施来获得产品 提纯 产物 发酵产品是微生物细胞本身：可在发酵结束之后，采用 等方法将菌体分离和干燥 获得产品 发酵工程的中心环节是 2.发酵罐装置 电动机 培养物或营养 pH计 物质的加入口 观察孔一 取样管一 冷却水排出口 冷却夹层 温度传感器 和控制装置 生物传感 器装置 阀门 -放料管 033 》】微思考 发酵罐中设计搅拌叶轮进行搅拌的意义是什么？ 今发酵工程的应用 1.特点 (1) (2)原料来源丰富且价格低廉。 (3) (4)废弃物对环境的污染小和容易处理。 2.在食品工业上的应用 (1)生产传统的 ①优点：产品的 明显提高。 ②实例： a.大豆中的 b.啤酒的工业化生产流程： 复都作用 主要原料：大麦和水 加热杀死种子胚但作用培烤 不使 碾磨一将干燥的麦芽碾磨成麦芽粉 -设备：糖化罐 啤酒花 糖化 作用淀粉淀粉薄 产生风味组分， 并对糖浆灭菌 作用蒸煮 冷却 主发酵阶段：糖酵母画 发酵 过滤 后发酵阶段： 的环境下储存，使啤酒澄清成熟 【消毒作用 杀死啤酒中的 延长啤酒的保存期 终止一过滤、调节、分装啤酒进行出售 (2)生产各种各样的食品添加剂：酸度调节剂 着色剂 防腐剂等。 (3)生产 :在食品工业中，经常用到一些酶制剂，如一淀粉酶、阝-淀粉酶、果胶酶、氨基 肽酶和脂肪酶等。 3.在医药工业上的应用 (1)发酵工程可以生产抗生素 、激素和 等。 (2)基因工程与 相结合生产所需要的产品。 植物或动物的基因基因工程微生物 转移 直接改造菌种 酵 →产品 病原体的抗原基因基因工程 微生物 程 转移 034 4.在农牧业上的应用 主要表现在生产 微生物农药、 等方面。 〉》微思考 单细胞蛋白可以作为食品添加剂。单细胞蛋白是微生物产生的单一纯净的蛋白质吗？ 5.在其他方面的应用 (1)C02资源化利用。 (2) 微生物的应用。 (3)发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域。 》自我检测 1.发酵工程利用的菌种都是从自然界中筛选出来的。 2.发酵工程的中心环节是选育菌种。 ( 3.发酵工程中要对培养基进行灭菌，发酵设备不用灭菌。 ( ) 4.现代发酵工程所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率。 ( 5.只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保证发酵的正常进行。 6.微生物饲料主要是利用发酵工程生产的微生物的菌体。 ( 7.发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理。 ( 8.利用微生物农药防治农林虫害属于化学防治。 合作探究能力提升 任务一：分析发酵工程基本过程 ●情境解读 图形情境：发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产产品。 常用谷氨酸棒状杆菌（好氧细菌）在如图所示的发酵罐中发酵来大量生产味精。回答下列问题： 电动机 pH检测及 力控制装置 加料口 排气口 搅拌器 冷却水 排出口 培养基 途契然 放料口 .035 ●合作探究 1.发酵过程中需要严格控制温度、H和溶解氧等发酵条件：原因是 2.从菌种角度分析，与传统发酵技术相此，发酵工程的优点是 3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？ 4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？ ○典例剖析 例 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，如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() 小麦预处理淀粉水解糖配料 发酵 罐内 分离味 简种接种斜面路养接种据瓶片养接种 发酵 提纯精 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、H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菌体，并将菌体破碎后提取单细胞蛋白 》变式训练 1.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 ●归纳提升 1.选育菌种 (1)常用菌种：主要是细菌、酵母菌和霉菌等。 (2)选育方法 ①从自然界中筛选出优良菌种。 036 ②利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。 ③利用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品 的菌种。 2.扩大培养：在进行接种前，要对菌种进行扩大培养。 (1)目的：增加菌种的数量，缩短生产周期 (2)方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。 3.配制培养基 (1)类型：发酵工程一般使用液体培养基。 (2)要求 ①根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基。 ②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提 供适宜的pH,以利于产物的合成 ③应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。 4.灭菌和接种 在发酵前对培养基和发酵设备进行严格的灭菌处理，接种过程中要注意防止杂菌污染。 5.发酵罐内发酵条件的控制 (1)温度：通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整。 (2)溶解氧：通过控制通气量和搅拌速度加以调节。 (3)pH:通过加料装置添加酸或碱进行调节，也可以在培养基中添加pH缓冲液。 6.分离、提纯产物，获得发酵产品 发酵产品 分离提纯方法 微生物细胞 过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 代谢物 蒸馏、萃取、离子交换等方法 任务二：分析发酵工程的应用 ●情境解读 生产生活：发酵工程以其生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污 染小和容易处理等特点，在食品工业、医药工业和农牧业等许多领域得到了广泛的应用，形成了 规模庞大的发酵工业。思考回答下列问题。 ●合作探究 1.分析下列产品需要利用发酵工程技术进行生产的有哪些？ ①生产单细胞蛋白饲料②利用工程菌生产胰岛素 ③工厂化生产青霉素④工业生产尿素 ●037 2.酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的生产分别利用了哪种微生物的发酵？ 3.与传统的手工发酵相比，在啤酒的工业化生产中，哪些工程技术使啤酒的产量和品质明显提高？ 4.利用微生物进行纤维素发酵生产乙醇，然后和汽油按一定比例混合，可形成乙醇汽油。请结合乙 醇的性质，分析乙醇汽油有哪些优点？ ●典例剖析 例酵母菌絮凝是指菌体细胞间通过细胞璧相互黏附、聚集成团的现象。科研人员利用基因工程 获得了一株具有较高絮凝能力的酵母菌M,为探究该菌株絮凝能力高于野生酵母菌的原因，将 两种菌放在含有钙荧光白（细胞壁组装抑制剂）的培养基上培养，发现菌株M形成菌落的能力 明显高于野生菌株。下列说法错误的是 () A.菌株M絮凝能力较高的原因可能是细胞壁组装能力高于野生菌株 B.含有钙荧光白的培养基需要添加无机盐以调节渗透压，但无须添加琼脂 C.除基因工程育种外，酵母菌M还可通过诱变育种或从自然界筛选获得 D.酒精发酵时选用菌株M可节约成本，其原因是发酵结束时细胞和产物更易分离 》变式训练 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 038 ●归纳提升 1.发酵工程生产的相关产品及所用的微生物 发酵产品 所用微生物 酒类 酿酒酵母 酱油 霉菌（如黑曲霉） 柠檬酸 ◆ 黑曲霉 重组乙型肝炎疫苗 酵母菌 单细胞蛋白 酵母菌等 井冈霉素 放线菌 味精 ◆ 谷急酸棒状杆菌 洗涤剂 嗜热菌、嗜盐菌等 2.啤酒的工业化生产流程 冷却 过滤 0发茅】 @培烤 —③碾磨 ©糖化 ⑥蒸煮↓ ⑥发酵↓ @消毒 ⑧终止 大麦种子发加热杀死种 将干燥的麦淀粉分解 产生风味组分， 酵母菌将糖 杀死啤酒中过滤、凋节 芽，释放淀 子胚但不使 芽碾磨成麦 形成糖浆 终止酶的进一 转化为酒精 的大多数微 分装啤酒进 粉酶 淀粉酶失活 芽粉 步作用，并对 和C0 生物，延长 行出售 糖浆灭菌 它的保存期 3.“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别 特眼"啤酒 夫别 “工业啤酒 只使用麦芽、啤酒花、酵母苗和水一原料一麦芽、啤酒花、酵母菌、水、大米、 玉米、淀粉等 不漆加一是否漆加食品添加剂→添加 较高，口味浓郁一麦芽汁浓度→较低，口味清淡 发酵时间长，可达2个月发酵时间→发酵时间短，通常7天左右 产量低、价格高特点一产量高、价格低 课堂达标巩固训练 1.近年来，在农业生产上微生物肥料、微生物农 糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述错误的 药和微生物饲料得到广泛使用，下列叙述错误 有 的是 声出 A.微生物肥料是利用微生物代谢产生的有机 糯米一蒸熟→冷却·拌曲 糖化和 醋酸 酸、生物活性物质等来增进土壤肥力的 酒精发酵 发酵 B.微生物农药是利用微生物或其代谢物来防 成品一装园 灭菌 调制 治农林害虫的 固态发酵制醋工艺流程 C.微生物饲料主要是利用微生物大量繁殖产 大米→粉碎蒸煮 酒花 菌种选育、扩大培养 02 生的高蛋白菌体来生产饲料的 麦芽一→→糖化一煮沸、冷却工发酵 D.微生物肥料、农药和饲料利用的都是微生 成品←一包装←一过滤除菌 物的代谢物 啤酒酿造工艺流程 2.某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲 A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖 含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌； 化和灭菌 039 B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的 等理化条件的变化，以保证 有氧呼吸 微生物良好的发酵环境。 C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物，可控制 (2)相比原本存在于厨余垃圾中的微生物，该 发酵温度和改善通气状况 设备中投放的混合菌种具有耐高温和 D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发 的特性，能合成和分泌更多的 酵时间 、3 3.我国大力推行垃圾分类处理。厨余垃圾在生 从而能更好地适应设备中的环境，更快降 活垃圾中占比达到甚至超过一半，具有高含水 解厨余垃圾。 率、高有机质（淀粉、油脂和蛋白质等）和高盐 (3)研究表明，米曲霉、解脂假丝酵母、绿色木 分的“三高”属性。如图为中小型厨余垃圾处 霉等菌种对厨余垃圾中不同成分的分解 理设备的工作原理示意图。 各有优势。餐厅食堂和农贸市场产生的 厨余 厨余垃圾在成分上有较大差异，可通过调 垃圾 降解仓 系统 二氧化碳 水蒸气 整 使设备都能达到较 理想的降解效果。现不少家庭也尝试利 动上料 控制 系统 粉碎脱水 用简易发酵桶处理厨余垃圾，若不考虑升 加热系统 温和菌种投放措施，可通过 据图分析并回答下列问题： 的做法提高降解 (1)碳氮比(C/N)过高或者过低都不利于微 效果。 生物发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较 (4)厨余垃圾经该设备处理后的残渣可 大，为了提高发酵效率，可以在上料时加 ,以实现就地资源化利用。 入一定量的 (填“面粉”或“豆 除此优，点外，使用该设备处理比直接填埋 粕”)。该设备的控制系统需要感应 厨余垃圾 _o 课时小结 配制 食品 选有 培养基 工业 菌种 ↓ 灭菌 医药 工业 →接种 基本环节←—发酵工程一应用 发酵罐 内发酵 农牧业 分离、提 纯产物 获得产品 其他 方面 夯基提能作亚 请同学们认真完成练案[4]计数方法，其统计值与实际值相比均有差异，但差异原因不 同，B正确：稀释涂布平板法观察到的是菌落的形态特征，而 不是微生物的形态特征，显微镜直接计数法观察到的是微生 物的形态特征，C错误；当菌落数目稳定时，一般选取菌落数 在30~300的且差异不大的平板进行计数，D正确。 任务三 合作探究 1提示：该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氨源， 因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长 2.提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可催化尿素分解 产生NH,,NH,可作为微生物生长的氮源。 3.提示：(1)不一定是固氮细菌利用氮气为氮源，也能在以尿 素为唯一氮源的培养基上生长 (2)在以尿素为唯一氮源的选择培养基中加入酚红指示剂。 典例剖析 例：D农田或公园土壤中含有较多的产脲酶的微生物，A合理： 为了筛选可分解尿素的细菌，配置的培养基应选择尿素作为 唯一氮源，产脲酶的微生物在该培养基上能生长，B合理：当 样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来 源于样品稀释液中的一个活菌，C合理：在细菌分解尿素的 化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成NH,NH3会使 培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素作为唯 一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一 步鉴定，D不合理 变式训练 3.D酶具有专一性，能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素，A 正确：稀释度越低，细菌培养基上菌落数越多，稀释度越高，细 菌培养基上菌落数越少，因此逐级稀释的程度会直接影响细 菌培养基上的菌落数量，B正确：细菌的生长繁殖需要无机盐 作为营养物质，培养基中添加的KHPO4、NazHPO,可提供无 机盐，同时也可以作为缓冲剂，C正确：培养基①为选择培养 基，以尿素作为唯一氮源，培养基②为鉴别培养基，通过加入 酚红指示剂，观察菌落周围指示剂是否变红，不是用于纯培养 产脲酶的细菌，D错误。 课堂达标巩固训练 1.D不含有机物的培养基中能筛选出自养型微生物，如硝化细 菌；缺氮培养基可以筛选出固氮微生物，如固氮菌；含尿素（不 含其他氮源)的培养基能筛选出合成脲酶的微生物，如分解尿 素的细菌，D正确。 2.D在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组，才 能增强实验的说服力与准确性，A、B错误：C项虽然涂布了3 个平板，但是，其中1个平板的计数结果与其他的相差太远 说明在操作过程中可能出现了错误，此时，不能简单地用3个 平板的计数值来求平均值，C错误。 3.(1)脲酶尿素 (2)检测平板灭菌是否合格4.2×10 (3)①温度时间②菌落稳定 【解析】(1)分解尿素的微生物能产生脲酶；配制培养基时 应以尿素作为唯一氮源。(2)在接种前，随机取若干灭菌后的 空白平板先培养一段时间，其目的是检测平板灭菌是否合格 每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数=某一稀释度下培养 基上生长的平均菌落数÷涂布平板时所用的稀释液的体积× 2 稀释倍数=(39+42+45)÷3÷0.1×10000=4.2×10°个。 (3)不同种类的微生物，在培养时往往需要不同的培养温度和 培养时间，在培养过程中，每隔24h统计一次菌落数目，选取 菌落数目稳定时的记录作为结果。 第3节发酵工程及其应用 必备知识自主梳理 一、1.自然界中诱变育种或基因工程育种培养基的配方 培养基和发酵设备微生物数量、产物浓度温度、H和溶 解氧分离和纯化过滤、沉淀发酵罐内发酵 2.冷却水进入口排气管发酵液搅拌叶轮空气人口 微思考 提示：使菌种与发酵底物能充分接触，提高发酵效率。 二、1.（1)生产条件温和(3)产物专一 霉菌 2.(1)发酵产品①产量和质量②蛋白质蛋1酵小分子 的肽和氨基酸酱油淀粉酵失活终止醇的进一步作 用释放淀粉酶糖浆酒精和C02低温密闭大多 数微生物(2)增味剂增稠剂(3)酶制剂 3.(1)多种氨基酸免疫调节剂(2)发酵技术药物 疫苗 4.微生物肥料 微生物饲料 微思考 提示：不是，单细胞蛋白是微生物菌体。 5.(2)极端 自我检测 1.×发酵工程的菌种也可以通过诱变育种或基因工程育种 获得。 2.×发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵。 3.×培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。 4.×发酵工程所用的菌种大多是单一菌种。 5.×发酵过程不仅需要及时添加液体培养基，还需要控制温 度、pH和溶解氧等条件。 6.V 7.×发酵工程相对化工生产，废弃物对环境污染小，容易处理。 8.×利用微生物农药防治农林虫害属于生物防治。 合作探究能力提升 任务一 合作探究 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：菌种大多为单一菌种 3.提示：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。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。 4.提示：不能。要防止排出的气体和废弃培养液中的微生物或 活性物质污染环境。 典例剖析 例：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，以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。 变式训练 1.D青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素 杀死细菌，因此发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖，乳糖是二 糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源， 可以被青霉菌缓慢利用而维持青毒素分泌的有利条件，A正 确；青毒菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵 技术提高产量，B正确；选育出的高产菌株经扩大培养纯化 后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确；为了防止 细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐 必须严格灭菌，D错误。 任务二 合作探究 1提示：①②③。生产单细胞蛋白饲料、利用工程菌生产胰岛 素、工厂化生产青霉素均需要利用发酵工程技术。 2.提示：酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的发酵生产利用的微 生物分别是霉菌（如黑曲霉）、酿酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒 状杆菌。 3.提示：菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制、产品的 消毒等，都有助于提高啤酒的产量和品质。 4.提示：乙醇可通过粮食发酵制得，是可再生能源，推广使用乙 醇汽油可以节省石油资源：乙醇燃烧生成二氧化碳和水，能减 少汽车尾气的污染等 典例剖析 例：B题意显示，将两种菌放在含有钙荧光白（细胞壁组装抑 制剂)的培养基上培养，发现菌株M形成菌落的能力明显高 于野生菌株，据此推测，菌株M絮凝能力较高的原因可能是 细胞壁组装能力高于野生菌株，A正确：含有钙荧光白的培 养基中需要添加无机盐以调节渗透压，同时也需添加琼脂， 因为菌落是在固体培养基上长出的，B错误；获取目标菌株 的方法有基因工程育种、诱变育种和从自然界中筛选获得， 题中的菌株M是通过基因工程育种的方法获得的，C正确； 酒精发酵时选用菌株M可节约成本，因为菌株M具有较高 絮凝能力，因此在发酵结束时细胞和产物更易分离，D正确。 变式训练 2.B赤霉素能促进种子的萌发，据此可推测若用赤霉素处理大 麦，可诱导《-淀粉酶相关基因的表达，促进α-淀粉酶的合 成，进而使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶，A正确； 焙烤可以杀死大麦种子的胚，但不使淀粉酶失活，没有进行灭 菌，B错误；糖浆经蒸煮（产生风味组分、终止酶的进一步作 用，并对糖浆灭菌)、冷却后再接种酵母菌进行发酵，防止高温 杀死菌种，C正确；转基因技术已被用来减少啤酒酵母双乙酰 的生成，缩短啤酒的发酵周期，属于转基因技术在微生物领域 的应用，D正确。 课堂达标巩固训练 1.D微生物饲料利用的是微生物的菌体，而不是微生物的代 谢物。 2.B糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过 程，A正确：题干图中制酒用到了酒曲，酒曲含有霉菌、酵母 菌、乳酸菌，霉菌属于真菌，其为需氧型，该过程毒菌产生的淀 粉酶有利于将糯米中的淀粉分解，其中的乳酸菌进行的是无 21 氧呼吸，酵母菌主要进行无氧呼吸从而完成酿酒的过程，醋酸 发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵，B 错误：醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸，在发酵过程 中经常翻动发酵物，有利于散热，可控制发酵温度和改善通气 状况，C正确：啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼 吸产生酒精的过程，若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼 吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要，因而可缩短 发酵时间，D正确。 3.(1)面粉0，浓度、温度 (2)耐盐淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶 (3)各菌种的比例搅拌通气、剪碎垃圾 (4)用于作物施肥更高效 【解析】(1)微生物培养基一般都含有水、碳源、氨源和无机 盐等营养物质，碳复比(C/N)过高或者过低都不利于微生物 发酵。某厨余垃圾中蛋白质占比较大，为了提高发酵效率，需 要增加碳源的比例，可以在上料时加入一定量的面粉。微生 物培养基还要满足微生物生长对温度、H、特殊营养物质以 及02的要求，该设备的控制系统需要感应O2浓度、温度等理 化条件的变化，以保证微生物良好的发酵环境。(2)微生物能 分解淀粉、蛋白质、脂肪等物质，是因为微生物能（合成）分泌 淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等。由于厨余垃圾具有高含水率、高 有机质（淀粉、脂肪和蛋白质等）和高盐分的“三高”属性，所 以该设备中投放的混合菌种需要具有耐高温和耐盐的特性， 从而能更好地适应设备中的环境，更快降解厨余垃圾。(3)餐 厅食堂和农贸市场产生的厨余垃圾在成分上有较大差异，可 通过调整各菌种的比例，使设备都能达到较理想的降解效果。 若利用筒易发酵桶处理厨余垃圾，若不考虑升温和菌种投放 措施，可通过搅拌通气、剪碎垃圾的做法提高降解效果。(4) 厨余垃圾经该设备处理后的残渣可用于给作物施肥，微生物 分解后提供二氧化碳和无机盐，以实现就地资源化利用。除 此优点外，使用该设备处理比直接填埋厨余垃圾更高效。 章末总结 体验真题直击高考 .C醋酸发酵的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧 型故醋酸发酵是好氧发酵，而酒精发酵的微生物是酵母菌， 需要无氧呼吸产生酒精，故是厌氧发酵，A正确；以谷物为原 料酿造食醋和黄酒时，产物中的醋酸、二氧化碳等会使pH下 降，B正确；黄酒发酵过程中，酵母菌繁殖在有氧条件下，产酒 精要在无氧条件下，繁殖越快则发酵产物酒精产率越低，C错 误：传统发酵食品所用的是自然菌种，没有进行严格中的灭 菌，以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，往往会造成传 统发酵食品的品质不一，D正确。 A泡菜的风味由原料、发酵菌种类、发酵环境等因素共同决 定，A错误；用果酒发酵制作果醋的主要菌种是醋酸菌，醋酸 菌是好氧型微生物，B正确：家庭酿制米酒主要用的是酵母 菌，在酿制米酒的过程中，首先让酵母菌在有氧的环境中进行 增殖，然后在无氧的环境中进行发酵，C正确：传统发酵食品 所用的是自然菌种，没有进行严格的灭菌，以混合菌种的固体 发酵及半固体发酵为主，D正确。 ,C平板划线法主要用于微生物的分离和纯化，不能用于测定 微生物的数量，测定活菌数常用稀释涂布平板法，A错误：Y 菌组微塑料残留率较高，说明Y菌对微塑料的降解能力相对