第1章 第1节 传统发酵技术的应用（学生版）-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步复习（人教版）

第一章发酵工程 第一章 发酵工程 第1节传统发酵技术的应用 课标内容要求 核心素养对接 社会责任：了解传统发酵技术，感受 1.举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术 我国劳动人民的创造力 生产的 科学探究：设计果酒和果醋的制作 2.开展相关的教学活动：利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡 流程，并探究如何控制果酒和果醋 菜；利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋 制作过程中的发酵条件 教材梳理⊙预新知 ◆[基础梳理] 二、尝试制作传统发酵食品：泡菜 一、发酵与传统发酵技术 1.菌种—一乳酸菌 1.约 年前，我们的祖先就会利用微生 (1)分布：在自然界中分布广泛，空气、土壤、植 物将谷物、水果等发酵成含酒精的饮料。 物体表、人或动物的肠道内都有分布。 2.1857年，法国微生物学家巴斯德通过实验 (2)常见种类：乳酸链球菌和 。其中 证明，酒精发酵是由 引起的。 常用于生产酸奶。制作传统泡菜是 3.发酵：是指人们利用 ,在适宜的条 利用植物体表面 的乳酸菌来进行 件下，将原料通过微生物的 转化为 发酵的。当乳酸质量百分比为0.4%~ 人类所需要的产物的过程。 0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。 4.腐乳制作 2.制作原理 (1)原料：豆腐。 (2)主要变化：蛋白质→和 (3)主要微生物： 3.泡菜制作的流程 配制盐水：用清水和食盐配制质量百分比为 5.传统发酵技术 (1)定义：直接利用原材料中 存在的 的盐水， 待用 微生物，或利用前一次发酵保存下来的面 团、卤汁等 中的微生物进行发酵、 原料加工：选取 的蔬菜，切分成 制作食品的技术。 后放于坛 (2)发酵类型： 发酵及 发酵。 内，装至 时，放入调味 (3)实例： 、泡菜和豆豉等。 品，继续装至 ·1 生物·选择性必修第三册 5.方法步骤 装坛：徐徐注入配制好的 ,使盐水 (1)将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干 没过 ,盖好坛盖 净，并用体积分数为 的酒精消毒， ￥ 晾干备用。 封坛发酵：向坛盖边沿的水槽中 (2)取 葡萄，用清水冲洗1~2次，再 发酵时间长短受室内 的 去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干。 影响 (3)用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵 瓶中（注意：要留有大约 的空间)， 成品 盖好瓶盖。 三、尝试制作传统发酵食品：制作果酒和果醋 (4)将温度控制在 ℃进行发酵。在发 1.酿酒的菌种—一酵母菌 酵过程中，每隔12h左右将瓶盖 (1)酵母菌是一类单细胞 ,在一些含 次（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。 糖量较高的水果、蔬菜表面经常可以发现 发酵时间为10~12d。可通过从发酵瓶口 酵母菌的存在，许多新鲜水果（如葡萄）的 来对发酵的情况进行监测。 果皮表面附着有大量的 酵母菌。 (5)当葡萄酒制作完成后， 瓶盖，盖上 (2)代谢特点：酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧 一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度 条件下能进行酒精发酵（可用于酿酒、制作馒 为 ℃，时间为78d。 头和面包等)。 6.传统发酵食品的制作过程中，利用 (3)影响因素：温度是影响酵母菌生长的重要 存在的菌种会造成发酵食品的品质不一。 因素，酿酒酵母的最适生长温度为28℃。 为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业生 2.酿酒原理 产中会先通过微生物培养技术获得 菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。 3.酿醋的菌种 一醋酸菌 ◆[基础诊断] (1)代谢特点： 细菌。 (1)制作泡菜的原理是乳酸菌无氧呼吸产生 (2)影响因素：多数醋酸菌的最适生长温度为 乳酸。 ( ℃。 (2)泡菜坛不需要选择密封性好的坛子。 4.酿醋原理 ) 当 都充足时能将糖分解成醋酸；当 (3)泡菜制作时间与温度有关系。 ( 缺少 时则将乙醇转化为 (4)制作葡萄酒和葡萄醋的过程中，都要定时 再将乙醛变为醋酸。反应式如下： 拧松瓶盖放出CO2。 ( (5)葡萄酒的自然发酵中，起主要作用的是野 生型酵母菌。 ( ) (6)制作果酒和果醋时的温度不同。() ·2 第一章发酵工程 互动探究®克疑难 疑难点一 泡菜的制作 1.泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸的变化 ◆[互动探究] 乳酸菌 乳酸 下图为制作泡菜的过程，请据图思考回答 问题： 少（有O2,乳酸菌 发酵初期 少 活动受抑制) 选择 修整、洗涤、晾晒 原料 切分成条状或片状 加入调味 料，装坛 发酵成品 称取 配制 泡菜 最多（乳酸抑制其 食盐 盐水一盐水 发酵中期 增多 他菌活动) (1)制作泡菜时，盐水为什么按质量百分比为5% ~20%配制？ 减少（乳酸继续积 发酵后期 累，pH继续下 继续增多 降，抑制其活动) (2)在泡菜制作的发酵过程中，为什么要经常 含量变 向泡菜坛的水槽中补充水？ 化曲线 发酵时间 发酵时间 (3)为什么泡菜坛内有时会长一层白膜？你认 2.泡菜制作的注意事项 为这层白膜是怎么形成的？ (1)泡菜坛的选择：应选用火候好、无裂纹、无 砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。检查 时，可将坛口向上压入水中，看坛内有无渗 水现象。 (2)腌制的条件：要注意控制时间、温度和食盐 ◆[对点训练] 的用量。温度过高、食盐用量过低、腌制时 1.在制作泡菜的过程中，不正确的是( 间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐 A.按照清水与盐的质量比为1：4的比例 含量增加。 配制盐水 (3)腌制方法：盐水要配制质量百分比为5%~ B.配制好的盐水需煮沸冷却 20%的，盐水要煮沸冷却后备用。蔬菜和配 C.腌制过程中，要注意控制腌制的时间、温 料装至八成满时，加盐水没过全部菜料，盖好 度和食盐用量 坛盖后向坛盖边沿的水槽中注满水，以保证 D.在坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证 坛内形成无氧环境，以便乳酸菌发酵。 坛内的无氧环境 ·3 生物·选择性必修第三册 2.下列关于乳酸菌的说法错误的是 ◆汇方法总结] 制作泡菜时控制无氧条件的措施 A.乳酸菌广泛分布于人或动物肠道内 ①选择密封好的发酵容器，如泡菜坛。 B.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO2 ②盐水煮沸后冷却待用，排出其中的氧气。 C.乳酸菌与醋酸菌的细胞结构相似 ③装坛时压实，盐水没过全部菜料，排出菜料 之间的空气。 D.在泡菜制作过程中，起主要作用的是乳 ④泡菜坛用水封口不让空气进入，创造一个封 酸菌 闭无氧的环境，故发酵期间不宜开盖，并注意 在发酵过程中经常补水。 疑难点二 果酒与果醋的制作 1.果酒制作与果醋制作的比较 2.果酒和果醋的制作流程 果酒制作 果醋制作 ①榨汁机：清洗干净，并晾干 实验用 (1) ②发酵瓶：清洗干净，用体积分数为 附着在葡萄皮上 空气中的 具消毒 来源 70%的酒精消毒 的野生型酵母菌 醋酸菌 ①先冲洗后除去枝梗 挑选、冲 发 单细胞原 (2) ②不能反复冲洗，防止洗去野生型 分类地位 单细胞真核生物 洗葡萄 酵 核生物 酵母菌 菌 分裂 ①温度：1830℃ 种 繁殖方式出芽生殖、孢子生殖 生殖 果酒 ②时间：10~12d (3) 发酵 ③排气：发酵过程要注意及时排气， 异养需 代谢类型 异养兼性厌氧型 防止发酵瓶爆裂 氧型 取样①10~12d取样检测酒精含量 (4) 温度 1830℃ 3035℃ 检测{②酵母菌数量检测 发 时间 10~12d 7~8d ①温度：加入醋酸菌后，温度控制 酵 果醋在30~35℃ 一直需要 条 (5) 氧气 前期需氧，后期无氧 发酵 ②时间：7~8d 充足氧气 件 ③通气：适时通过充气口充气 pH 酸性 酸性 ◆[互动探究] 酒精与酸性的重 反应液pH 1.在糖源充足和缺乏条件下，醋酸菌的发酵有 结果检测 铬酸钾溶液反应 下降 何不同？ 呈现灰绿色 醋酸发酵可以在酒精发酵的 联系 基础上进行，酒精发酵为醋酸 2.为什么果酒搁置时间过久会有酸味？ 发酵提供原料 第一章发酵工程 ◆[对点训练] 挑选葡萄→①→榨汁→酒精发酵→醋酸发酵 1.制作果酒、果醋两个实验的共同点是( A.菌种为异养原核生物 ② ③ A.①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物， B.将原料灭菌后再发酵 但不能冲洗次数过多 C.保证无氧环境下发酵 B.②为果酒，酒精发酵过程中要严格控制 D.发酵液最终呈现酸性 氧气和温度 2.下图是制作果酒和果醋的流程，下列相关叙 C.③为果醋，醋酸发酵过程中要间断通气 述中，错误的是 ( D.②的制作过程中既涉及有氧呼吸又涉及 无氧呼吸 课堂自测⊙固双基 1.制作四川泡菜时要用特殊的坛子，坛子需加 C.果酒发酵过程中温度控制在30℃，果醋 水密封，密封坛口的目的是 发酵过程中温度控制在20℃ A.隔绝空气，抑制细菌繁殖 D.在果醋发酵过程中，适时通过充气口充 B.阻止尘埃，防止污染 入O2,有利于醋酸菌的代谢 C.造成缺氧环境，利于乳酸菌发酵 5.苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。 D.防止污染，利于醋酸菌发酵 回答下列问题： 2.家庭用鲜葡萄制作果酒的正确操作是( H,O+CO, A.让发酵装置接受光照 ®1 B.给发酵装置适时排气 葡萄糖①，丙酮酸®，酒精+C0, C.向发酵装置通入氨气 D.将发酵装置放在45℃处 (1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中 过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵 3.(不定项)果酒、果醋和泡菜制作过程中，发酵液 母菌细胞的 中进行，过程③在 最终都呈酸性，下列原因解释正确的是() 酵母菌细胞的 中进行。与无 A.制作果酒初期酵母菌进行有氧呼吸产 氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖 生CO2 速度 B.制作果酒后期酵母菌进行无氧呼吸产 (2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一 生CO 阶段产生的乙醇转变为乙酸的过程，根据醋 C.制作泡菜时乳酸菌进行无氧呼吸产生 酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在 乳酸 D.制作果醋时醋酸菌进行无氧呼吸产生 条件下才能完成。 (3)在生产过程中，第一阶段和第二阶段的 醋酸 发酵温度不同，第一阶段的温度 4.下列有关果酒和果醋制作的叙述，正确的是 (填“低于”或“高于”)第二阶段的温度。 (4)醋酸杆菌属于 核生物，其细胞结构 A.葡萄汁要装满发酵瓶，造成无氧环境，有 中 利于发酵 (填“含有”或“不含有”)线粒体。 B.在葡萄酒发酵过程中，每隔12h左右打 C温馨提西 学习至此，请完成配套训练 开瓶盖一次，放出CO2 。5参芳 第一章发酵工程 第1节传统发酵技术的应用 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.90002.活的酵母菌3.微生物代谢4.(2)肽氨 基酸(3)毛霉5.(1)天然发酵物(2)固体半固体 (3)酱、酱油、醋 二、1.(2)乳酸杆菌乳酸杆菌天然 2.CH0,醇2CH,0(乳酸)十能量 3.5%~20%煮沸冷却新鲜条状或片状晾干半坛 八成满盐水全部菜料注满水温度 三1.1)真菌野生2.CHO,醇2C,H,OH(酒精)十 2C02十能量3.(1)好氧(2)30354.02、糖源糖源 酶 乙醛CH2O。十2O22 CH,COOH(乙酸)+2H,O十 2c0,十能量C,H,OH+0,酶.CH,CO0H(乙酸)+H,0+ 能量5.(1)70%(2)新鲜(3)1/3 (4)1830拧松取样(5)打开3035 6.天然单一 基础诊断 (1)/(2)X(3)/(4)×(5)/(6)/ 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 (1)提示：食盐用量过高，口味不佳，乳酸发酵受抑制，泡菜风 味差；食盐用量过低，会导致杂菌大量繁殖，制作泡菜腐烂。 (2)提示：泡菜坛是通过水进行密封的，保持无氧状态，当水 槽中水少时，要及时补充。 (3)提示：形成白膜是由于产膜酵母的繁殖。酵母菌是兼性 厌氧微生物，泡菜发酵液营养丰富，其表面氧气含量也很丰 富，适合酵母菌繁殖。 对点训练 1.A[在制作泡莱的过程中，用清水和食盐配制质量百分比 为5%~20%的盐水，A错误；盐水入坛前要煮沸冷却，煮沸 是为了去除氧气并杀灭微生物，冷却是为了避免杀死坛内微 生物，保证乳酸菌正常的生命活动，B正确；腌制过程中，要 注意控制时间、温度和食盐的用量，来防止杂菌的大量繁殖 和亚硝酸盐含量过高，C正确；乳酸菌是异养厌氧型生物，在 坛盖边沿的水槽中要注满水，以保证坛内的无氧环 境，D正确。] 2.B[乳酸菌广泛分布于人或动物肠道内，A正确；乳酸菌是 厌氧型细菌，无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2,B错误；乳酸 菌与醋酸菌都属于原核生物，结构相似，C正确：泡莱制作利 用了乳酸菌的无氧发酵过程，D正确。] ·9 参考答案 答案 疑难点二互动探究 1.提示：(1)当氧气充足、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖 分解成乙酸。 (2)当氧气充足、缺少糖源时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，再 转化为乙酸。 2.提示：醋酸菌在缺乏糖源时，可以将酒精转化为乙醛，再将乙 醛转化为乙酸，所以果酒搁置时间过久，会因醋酸菌的代谢 产生乙酸而有酸味。 对点训练 1.D[制作果酒、果醋的实验所用菌种分别为酵母菌、醋酸 菌，其中醋酸菌属于细菌，为原核生物，而酵母菌属于真菌， 为真核生物，A错误；这两个实验都利用了自然界中的菌种 (即原料上携带的菌种)，不能将原料灭菌，否则将无法实现 发酵，B错误；制作果醋时所用的醋酸菌属好氧细菌，即制作 果醋需在有氧环境下发酵，酒精发酵和乳酸发酵在无氧环境 下发酵，C错误；利用酵母菌发酵制作果酒时会产生二氧化 碳，会使发酵液呈酸性，果醋制作时，生产出的果醋呈酸性， 导致发酵液最终呈酸性，D正确。] 2.C「①为冲洗，目的是去掉葡萄表面的污物，但不能冲洗次 数过多，否则会冲洗掉葡萄表面的野生型酵母菌，A正确；酒 精发酵的产物是果酒，氧气和温度是影响果酒制作的两个重 要因素，需要在发酵过程中严格控制，B正确；③为果醋，果 醋制作所用微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，在发酵过程 中如果中断氧气供应会抑制醋酸菌的代谢，甚至引起醋酸菌 的死亡，所以应持续通入空气，C错误；果酒制作既需要酵母 菌的有氧呼吸以大量繁殖，又要通过无氧呼吸产生酒精， D正确。] 课堂自测·固双基 1.C[制作泡莱利用的微生物主要是乳酸菌，为厌氧型微生 物，加水封坛是为了营造无氧环境，利于乳酸菌发酵。] 2.B[家庭果酒制作的原理是利用附着在葡萄皮上的野生型 酵母菌的无氧呼吸产生酒精，无氧呼吸过程产生的CO2要 定期排出。果酒发酵或葡萄酒贮藏都要避光，因为光会加速 酒的氧化，容易引起酒变质。酵母菌进行酒精发酵时，一般 将发酵装置的温度控制在18~30℃。发酵时没有必要通入 氨气。] 3.ABC[制作果酒初期，酵母菌先进行有氧呼吸产生二氧化 碳和水，故A正确；制作果酒后期，发酵罐中没有氧气，酵母 菌进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，故B正确：制作泡莱 时，乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，故C正确；制作果醋时， 醋酸菌进行有氧呼吸产生醋酸，故D错误。] 4.D[葡萄汁装入发酵瓶时要留有1/3的空间，以防止发酵液 溢出导致杂菌污染。在葡萄酒发酵过程中，每隔12h左右将瓶 盖拧松一次，放出CO,但不能打开瓶盖，以防止杂菌污染。 果酒发酵时，温度在28℃左右最适合酵母菌繁殖，而果醋制 作中醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。醋酸菌是一种好 氧菌，只有O2充足时，才能进行旺盛的生命活动。] 生物·选择性必修第三册 5.解析：(1)图中过程①和②是酵母菌进行无氧呼吸产生酒精 的过程，无氧呼吸的场所是细胞质基质。过程③为有氧呼吸 的第二和第三阶段，场所为线粒体。在有氧条件下酵母菌进 行有氧呼吸，产生更多的能量供酵母菌繁殖利用，故有氧条 件下酵母菌的繁殖速度更快。(2)醋酸杆菌是好氧型细菌， 因此，在醋酸杆菌作用下，将乙醇转变为乙酸的过程需要在 有氧条件下才能完成。(3)在生产过程中，第一阶段酵母菌 产生乙醇的适宜温度为18~30℃，第二阶段醋酸杆菌产生 醋酸的适宜温度为30一35℃，第一阶段的温度低于第二阶 段的温度。(4)醋酸杆菌属于原核生物，原核细胞中的细胞 器只有核糖体一种，不含线粒体。 答案：(1)细胞质基质线粒体快(2)有氧(3)低于 (4)原不含有 第2节微生物的培养技术及应用 第1课时微生物的基本培养技术 教材梳理·预新知 基础梳理 1.(1)营养物质生长繁殖(2)水、碳源、氨源pH特殊营 养物质(3)液体2.(1)杂菌污染(2)外来杂菌 方法 类型 对象 ①灼烧灭菌 I.接种针（环 ②干热灭菌 ,a.消毒 (3) Ⅱ培养皿 ③巴氏消毒 b.灭菌八 ④紫外线 Ⅲ.操作者的 衣着和手 ⑤化学药物 ⑥高压蒸汽灭菌 V水源地 3.温和芽孢孢子干热 基础诊断 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)/ 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 1.提示：碳源、磷酸盐和维生素氮源和维生素。 2,提示：在科研和生产上，研究和应用微生物的前提是进行微 生物的培养。实验室中培养微生物应注意无菌操作，根据不 同物品选择不同的灭菌或消毒方法。 3.提示：还可以保护实验人员的安全。 4.提示：①使菌体蛋白凝固变性，如湿热灭菌；②抑制细菌代谢 和生长，或破坏细菌细胞膜的结构，改变其通透性，使细胞破 裂、溶解，如某些化学消毒法；③损伤细菌DNA等，如紫外 线消毒法。 对点训练 1.C[培养基中一般都含有水、碳源、氨源和无机盐，此外还 应考虑pH、特殊营养物质及O,等条件。] 2.B[在细菌接种的前后都需要灼烧接种环，A不符合题意； 高压蒸汽灭菌一般用于培养基的灭菌，而在细菌接种过程中 不需要高压蒸汽灭菌，B符合题意；细菌接种过程应该在超 净工作台上操作，以防止杂菌的污染，C不符合题意：细菌接 种过程应该在酒精灯火焰附近进行，以防止杂菌的污染， D不符合题意。] ·9 疑难点二互动探究 (1)提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 (2)提示：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，既可以使培养基表面的 水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造 成污染。 对点训练 1.D[在平板划线时，已灭过菌的接种环在每次划线后，必须 用灼烧灭菌法灭菌，以杀死上次划线结束后接种环上残留的 菌种；盛有菌种的试管在打开后或重新塞棉塞前，都需将试 管口通过酒精灯火焰灼烧和灭菌：在平板内划三至五条平行 线后应盖上皿盖，并灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划 线的末端开始往第二区域划线，并按此操作继续往三、四、五 区域划线；接种完成后，需将平板倒置放入培养箱，以防培养 皿皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。门 2.B[对未接种的培养基进行培养，起对照作用，可确定培养 基是否被杂菌污染。] 课堂自测·固双基 1.B[纤雏素分解菌是异养型微生物，其碳源为有机碳源，硝 化细菌是自养型微生物，其碳源为CO2,A错误；雏生素是乳 酸杆菌生长繁殖所必需的生长因子，而乳酸杆菌不能合成， 所以实验室培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加雏生素， B正确；培养基中的营养物质浓度过高会导致微生物不能从 培养基中吸水，将出现失水过多而死亡的现象，对生长不利， C错误；培养基不一定都含有碳源、氨源，如培养自养型微生 物的培养基中不需要加入碳源，分离自生固氨菌的培养基中 不需要加入氨源，D错误。] 2.C[①无菌技术的关键是防止杂菌的污染，①错误；②煮沸 消毒法中l00℃煮沸5~6min可以杀死微生物细胞和一部 分芽孢和孢子，②正确；③经巴氏消毒法处理的食品因微生 物未被彻底消灭，所以不能在常温下长期保存，③正确：④高压 蒸汽灭菌时若不将锅内冷空气排出则达不到预期的灭菌效果， ④正确；⑤将接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以 迅速彻底地灭菌，⑤正确；⑥无菌技术中，若处理对象为液体，可 以用高压蒸汽灭菌法灭菌，⑤错误。故选C。] 3.D[图A使用的工具是接种环，接种前需在明火上灼烧灭 菌，冷却后再进行划线操作，图B使用的接种工具是涂布 器，涂布器的处理方法是将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯 上引燃，燃尽且冷却后即可涂布，A错误；操作者的双手应进 行酒精消毒处理，B错误；平板划线法不能对细菌计数， C错误；A、B所使用的培养基可以相同，且制作时要先调 pH再灭菌最后倒平板，D正确。] 4.C[每一次划线前后都要灼烧灭菌，所以共要灼烧6次， A错误；随着划线次数增多，细菌数目依次减少，在第3次或 第4次划线区域也可能形成单菌落，B错误；平板划线时一 定在火焰旁，培养皿盖只打开一道缝隙，以避免杂菌污染，C 正确；平板划线法不能用于微生物计数，D错误。]