2026届高三生物一轮复习课件传统发酵技术、发酵工程及其应用

SHENG WU XUE 利用生物技术与工程生产对人类有用的产品 目录 1 目 录 传统发酵技术的应用 2 3 发酵工程及其应用 关键 · 真题必刷 目录 2 命题点一　 传统发酵技术的应用 目录 1.发酵与传统发酵技术 [认知觉醒]　 人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物代谢转化为人类所需要的产物的过程，称为发酵。 (1)在无氧条件下，以葡萄糖为底物，酵母菌代谢生成________，而乳酸菌代谢产生__________，这说明了不同微生物的遗传物质________(填“不同”或“相同”)，导致其细胞内催化化学反应的________不同，进而导致代谢途径有差异。 (2)酵母菌在无氧条件下能将葡萄糖分解产生_________________，在有氧条件下却能将葡萄糖分解产生________________，这说明了一些微生物在不同环境条件下，代谢途径有差异。 酒精 乳酸 不同 酶 酒精和二氧化碳 水和二氧化碳 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 　 传统发酵技术常用来制作果酒、果醋、泡菜、酱油、豆豉、腐乳等。 (1)传统发酵技术中，所需菌种的来源主要有哪些？ (2)传统发酵技术有何主要特点？ 提示　(1)①原料中天然存在的微生物；②前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物。 (2)①常为混合菌种发酵；②以固体或半固体发酵为主；③通常是家庭式或作坊式的。 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 2.尝试制作传统发酵食品 [认知觉醒]　 　腐乳是我国古代劳动人民通过微生物发酵制作而成的一种大豆食品，它不仅营养丰富，还便于保存。 毛霉 (1)制作腐乳需要多种微生物，其中起主要作用的微生物是________，其与乳酸菌相比，最大的区别是毛霉有______________________________。 (2)腐乳制作过程中，豆腐中的蛋白质会被分解成小分子的________________，味道鲜美，易于消化吸收。 以核膜为界限的细胞核 肽和氨基酸 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 　 泡菜是以新鲜蔬菜为原料，在乳酸菌等菌群的作用下发酵而成。 (1)制作传统泡菜时所需的乳酸菌主要来源是指____________________________。 (2)泡菜制作过程中乳酸菌能利用葡萄糖进行________(填“无氧”或“有氧”)发酵，在细胞的____________(场所)产生乳酸。 植物体表面天然的乳酸菌 无氧 细胞质基质 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 (3)ⅰ.泡菜制作程序和方法直接决定了泡菜的品质，下列叙述错误的有________。 ①将切成块状的新鲜蔬菜装满泡菜坛，加入香辛料并倒入冷却好的盐水 ②待沸盐水冷却后再倒入坛中主要是为了防止菜料表面的菌群被杀死 ③盖好坛盖后向泡菜坛盖边沿的水槽中注水的目的是形成内部无菌环境 ④泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气 ⅱ.在泡菜制作过程中如果加入少量白糖，可缩短发酵周期，其原因可能是_______________________。 ①③④ 白糖可为菌群提供碳源 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 (4)古代因缺乏冷藏技术，人们在制作泡菜的过程中往往会加入大量的食盐，其主要目的是________________________________。 (5)加入一些“陈泡菜水”的作用是______________________________________ _________。 抑制微生物的生长，防腐保鲜 提供乳酸菌菌种(使其在短时间内形成菌种 优势) 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 　 下面是果酒和果醋制作的实验流程，根据图示回答下列问题。 乙酸发酵 (1)完成图中的实验流程，则矩形框内应为____________。 (2)果酒和果醋的制作分别利用了________和________(填生物名称)两种微生物的发酵原理。 (3)榨汁前，应将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用________________________消毒，以防止污染发酵液。 酵母菌 乳酸菌 体积分数为70%的酒精 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 防止发酵液溢出，并保证酵母菌有氧呼吸大量繁殖时对氧气的需求 (4)将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，并盖好瓶盖，其目的是________________________________________________________________。 (5)发酵过程中，需要每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，目的是________________________________________________________________。 (6)酒精发酵结束后，欲进行乙酸发酵时，需要打开瓶盖，盖上一层纱布，这样做的目的是________________________________________________。 及时排出发酵过程中酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳，并防止杂菌污染 创设有氧环境，保证醋酸菌进行有氧发酵 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 (7)葡萄酒自然发酵时，作为原料的葡萄不需要灭菌，为什么？ 提示　在葡萄酒的自然发酵过程中，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。灭菌会杀死葡萄皮上附着的酵母菌，使发酵不能进行。 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 思维升华　果酒制作与果醋制作的比较 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 (1)醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶。(2024·湖北卷，1C)(　　) (2)酒精发酵是吸能反应。(2024·浙江6月选考，10A)(　　) 提示　酒精发酵是放能反应。 (3)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)(　　) 提示　酿酒初期酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，然后酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。 √ × × 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 (4)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。(2022·江苏卷，16C)(　　) 提示　制作好葡萄酒后，打开瓶盖，盖上一层纱布，空气中的醋酸菌会进入发酵液中大量繁殖，进行葡萄醋的发酵。 (5)果醋发酵时，乙醇既是乙酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖。(2021·辽宁卷，8A)(　　) (6)果醋发酵时，用重铬酸钾测定乙酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深。(2021·江苏卷，14D)(　　) 提示　酸性重铬酸钾能检验酒精，不能检验乙酸含量变化。 × √ × 命题点一　传统发酵技术的应用 主干知识·复盘 目录 D 题型　泡菜、果酒和果醋的制作(科学探究) [例1] (2024·湖北卷，1)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 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 解析　食用醋的酸味主要来自醋酸，菌发酵产生的乙酸，A正确； 醋酸菌是好氧型细菌，不适宜在无氧的条件下生存，B正确； 在制醋时，缺少葡萄糖的情况下，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此醋酸菌体内含有催化乙醇氧化成乙酸的酶，C正确； 醋酸菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包被的细胞核和众多细胞器，因此没有线粒体，D错误。 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 C [例2] (2023·山东卷，12)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 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 解析　盐水煮沸是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误； ②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误； ③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，能达到排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等目的，C正确； 腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 ABC [例3] (不定项)(2024·山东青岛模拟)黄豆酱是人们喜爱的传统美食，早在春秋时期就有制作方法的相关记载。它以黄豆为主要原料，经米曲霉(好氧菌)、酵母菌、乳酸菌等微生物发酵而成。劳动人民在制作过程中不断改进发酵技术，总结出以下经验。下列叙述正确的是(　 　) ①选用具有高蛋白酶活性的米曲霉 ②用蒸煮后的大豆与米曲霉混合堆积 ③将初步发酵后含米曲霉等微生物的曲料摊薄，并适当通风 ④在装坛时，添加适量食盐 ⑤发酵过程中，需保持发酵坛密封 ⑥发酵过程中，需定期搅拌 A.①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质 B.②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率 C.③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖 D.⑤中乳酸菌主要集中于发酵坛上部而米曲霉集中于下部 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 解析　米曲霉分泌蛋白酶能够将黄豆酱中的蛋白质分解，而食盐一方面可以抑制杂菌生长，一方面可以调味，故①和④对黄豆酱风味的形成起重要作用，利于提升品质，A正确； 米曲霉是好氧菌，且能够分泌蛋白酶将黄豆酱中的蛋白质分解，故②和⑥可以促使微生物和物料充分混合，提高发酵效率，B正确； 米曲霉是好氧菌，酵母菌也可以进行有氧呼吸，故③有利于米曲霉和酵母菌进行有氧呼吸并快速大量增殖，C正确； 乳酸菌属于厌氧菌，米曲霉是好氧菌，故⑤中米曲霉主要集中于发酵坛上部而乳酸菌集中于下部，D错误。 关键能力·提升 目录 命题点一　传统发酵技术的应用 1.发酵工程的概念、基本环节和特点 [认知觉醒]　 下列关于发酵工程的叙述中，错误的有____________。 ①通常采用混合菌种固体或半固体发酵 ②所需菌种可从自然界中筛选，也可通过诱变育种或基因工程育种获得，在发酵前需要对菌种进行扩大培养 ③发酵工程的废弃物对环境污染很大，必需经过严格的灭菌处理 ④根据菌种选择原料配制培养基后，应对培养基和发酵设备进行严格消毒 ⑤将菌种接种到培养基上是发酵工程的中心环节 ⑥在发酵罐内发酵时，应随时检测培养液中微生物的数量和产物浓度 ⑦发酵工程的生产条件通常是高温、高压 ⑧发酵工程产物专一，通常采用来源丰富且价格低廉的原料 ⑨分离、提纯微生物的代谢产物时，应采用过滤、沉淀等方法进行分离和干燥 ①③④⑤⑦⑨ 目录 主干知识·复盘 命题点二　发酵工程及其应用 思维升华　发酵工程的特点 (1)产物专一。 (2)生产条件温和。 (3)原料来源丰富且价格低廉。 (4)废弃物对环境污染小且容易处理。 目录 主干知识·复盘 命题点二　发酵工程及其应用 2.啤酒的工业化生产 [认知觉醒]　 下图为啤酒的工业化生产流程图，下列叙述错误的是_________。 ②③⑤⑥⑧ ①Ⅰ大麦种子发芽后释放淀粉酶 参与Ⅳ糖化 ②Ⅱ过程是为了利用高温杀死大 麦种子胚并进行灭菌 ③Ⅰ～Ⅵ是主发酵过程，Ⅶ、Ⅷ是后发酵过程 ④大部分糖的分解及代谢物的生成在主发酵阶段完成 ⑤主发酵结束后，需在高温、密闭环境下进行后发酵 ⑥在啤酒的酿造过程中，适时打开发酵装置有利于提高啤酒产量 ⑦Ⅵ过程要严格控制温度、pH等发酵条件 ⑧小规模酿造的“精酿”啤酒不添加食品添加剂，比“工业”啤酒更健康 目录 主干知识·复盘 命题点二　发酵工程及其应用 题型　发酵工程的应用(科学探究) [例1] (2024·江西卷，11)井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种(JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长)发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是(　　) A.JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因 B.JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量 C.提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量 D.稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化 D 目录 关键能力·提升 命题点二　发酵工程及其应用 解析　据题可知，井冈霉素是氨基寡糖类物质，并非蛋白质，因而其不是基因表达的直接产物，JGs体内没有编码井冈霉素的基因，基因通过控制相关酶的合成来控制代谢过程，进而控制JGs发酵生产井冈霉素，A错误； JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误； 在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过高，反而会降低井冈霉素的产量，C错误； JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。 目录 关键能力·提升 命题点二　发酵工程及其应用 AD [例2] (不定项)(2025·湖南长沙模拟)为保障粮食安全，我国科研人员以富含纤维素的农业残渣(秸秆)为原料，利用基因工程改造面包酵母使其表面携带相关酶，可同时高效生产人工淀粉和单细胞蛋白。部分生产工艺如下图，下列叙述正确的是(　　) 注：酵母增殖的适宜温度为28～32 ℃，适宜pH为4.0～5.0；酵母发酵的适宜温度为24～30 ℃，适宜pH为5.0～5.8。 A.面包酵母的增殖能促进纤维二糖水解及 淀粉合成 B.生产单细胞蛋白时选择26 ℃、pH5.5的 条件为宜 C.本生产过程最宜在不加通气和搅拌的啤 酒发酵罐中进行 D.生产前可将培养基进行高压蒸汽灭菌 目录 关键能力·提升 命题点二　发酵工程及其应用 解析　面包酵母表面携带促进纤维二糖水解的酶和促进淀粉合成的酶，因此其增殖能促进纤维二糖水解及淀粉合成，A正确； 生产单细胞蛋白需要酵母菌增殖，适宜温度为28～32 ℃，适宜pH为4.0～5.0，B错误； 本生产过程要使面包酵母增殖，应当先在有氧环境下进行，C错误； 培养基常用的灭菌方法为高压蒸汽灭菌，防止水分流失，D正确。 A.面包酵母的增殖能促进纤维二糖水解及淀粉合成 B.生产单细胞蛋白时选择26 ℃、pH5.5的条件为宜 C.本生产过程最宜在不加通气和搅拌的啤酒发酵罐中进行 D.生产前可将培养基进行高压蒸汽灭菌 目录 关键能力·提升 命题点二　发酵工程及其应用 关键 · 真题必刷 目录 1.(2023·湖南卷，5)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(　　) A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 C 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 解析　干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确； 低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般食品保存温度为零上低温，C错误； 高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 2.(2024·山东卷，14)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 D 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 解析　黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确； 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，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，可提高柠檬酸产量，B正确； 发酵过程中pH下降可导致细菌生命活动所必需的酶活性降低甚至失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确； 发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行提取、分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 3.(不定项)(2024·河北卷，18)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。下列叙述正确的是(　　 ) 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 ABD 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 解析　酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等，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； 发酵池是泥质老窖，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，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，B正确； 从窖泥中分离的酿酒酵母扩大培养时，需在有氧环境中进行，因为酵母菌在有氧条件下可大量繁殖，C错误； 谷物中含有大量淀粉，用谷物原料发酵形成酒糟的过程中，有淀粉分解形成糖浆的过程，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。 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 4.(2024·福建卷，5)虾酱是以虾为原料的传统发酵食品。在乳酸菌、芽孢杆菌等多种微生物共同作用下，原料中的蛋白质和脂肪发生水解，形成虾酱的特有风味。下列叙述错误的是(　　) A.虾酱特有风味的形成受发酵时间的影响 B.传统虾酱的制作过程需要严格执行无菌操作 C.原料中的蛋白质会被水解成小分子的肽和氨基酸 D.对虾酱发酵过程微生物种类和数量的分析有助于改良风味 B 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 解析　不同微生物发酵所需时间不同，A正确； 传统发酵技术不需要严格执行无菌操作，传统发酵过程直接利用原材料中天然存在的微生物或者发酵物中的微生物，B错误； 不同微生物可以产生不同代谢产物，代谢产物的种类及含量影响发酵食品的风味，D正确。 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 $