2027届高考生物人教版一轮复习导学案：传统发酵技术、发酵工程及其应用

该高中生物学高考复习学案系统覆盖传统发酵技术（腐乳、泡菜、果酒果醋制作）和发酵工程（基本环节、应用）核心考点，按“概念-原理-实践-应用”层次构建知识体系，通过问题链和任务单引导学生自主梳理发酵原理与技术流程，形成完整知识网络。 亮点在于诊断性自测与进阶式训练设计，如基础自测题检测核心概念掌握，能力进阶考向例题结合真题演练，归纳总结表格助力规律提炼，创新情境题培养科学思维与探究实践素养。每个模块配教材边角拓展和错题分析工具，帮助学生自主诊断提升，教师可依学情精准指导，实现因材施教。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：传统发酵技术、发酵工程及其应用 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。 考点一　传统发酵技术的应用 1.发酵与传统发酵技术 （1）发酵 （2）传统发酵技术 2.制作腐乳 3.制作泡菜 （1）作用菌种：植物体表面天然的乳酸菌。 （2）原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。反应简式为C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量。 （3）方法步骤 教材边角 （选必3 P6“探究·实践拓展”）用盐过多时，制作的泡菜会“咸而不酸”，原因是盐过多，抑制了乳酸菌发酵。 4.制作果酒和果醋 （1）果酒制作与果醋制作的比较 （2）果酒和果醋的制作步骤及目的 基础自测 （1）（选必3 P5“正文”）发酵的实质是将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。（√） （2）（选必3 P5“正文”）乳酸菌是厌氧细菌，无氧呼吸产物是乳酸与CO2。（×） （3）（选必3 P6“探究·实践”）亚硝酸盐会危害人体健康，一定要禁止食用。（×） （4）（2024·湖北卷）醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶。（√） （5）（2024·浙江6月选考）酒精发酵是吸能反应。（×） 能力进阶 考向1　泡菜的制作 1.（2024·江苏卷）关于“利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜”的实验，下列叙述正确的是（　　） A.制作泡菜的菜料不宜完全淹没在煮沸后冷却的盐水中 B.制作酸奶的牛奶须经过高压蒸汽灭菌后再接种乳酸菌 C.发酵装置需加满菜料或牛奶并封装，以抑制乳酸菌的无氧呼吸 D.控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质 解析：D　制作泡菜是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，所以为制造无氧环境，制作泡菜的菜料要完全淹没在煮沸后冷却的盐水中，A错误；制作酸奶时不需要经过高压蒸汽灭菌，否则会破坏牛奶的营养成分，B错误；为了防止发酵液溢出，制作泡菜时，菜料装至八成满，另外制作酸奶时发酵装置中的牛奶也不能装满，C错误；制作酸奶或泡菜时，控制好发酵时间，以避免过量乳酸影响酸奶或泡菜的口味和品质，D正确。 2.（2026·河南洛阳模拟）有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明，亚硝酸盐的含量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关（如下图），下列有关叙述错误的是（　　） A.食盐的浓度越高，亚硝酸盐生成越快，亚硝酸盐含量峰值出现得越早 B.取食泡菜时，夹取的时间不宜过长，防止空气进入 C.臭味的产生可能与取食过程中带入坛内的油脂类物质有关 D.所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌 解析：A　从题图中可以看出，亚硝酸盐含量上升最快的曲线是食盐浓度为5%时，其峰值出现最早，当食盐浓度上升到7%时，亚硝酸盐含量上升相对较慢，A错误。 归纳总结 泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化 注：亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的。 考向2　果酒、果醋的制作 3.（2025·江苏卷）某同学利用红叶李果实制作果醋，图示其操作的简易流程。下列相关叙述正确的是（　　） A.果酒、果醋发酵所需菌种的细胞结构相同 B.过程①中添加适量果胶酶，有利于提高出汁率 C.过程②中，为使菌种充分吸收营养物质，需每日多次开盖搅拌 D.过程③发酵时会产生大量气泡，需拧松瓶盖放气 解析：B　果酒发酵的菌种是酵母菌，是真核生物，果醋发酵的菌种是醋酸菌，是原核生物，两者的细胞结构不同，A错误；过程①为榨汁，果胶酶能分解细胞壁中的果胶，故添加适量果胶酶，有利于提高出汁率，B正确；过程②为果酒发酵，酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，若多次开盖会引入氧气，抑制无氧呼吸并增加杂菌污染风险，C错误；过程③为果醋发酵，醋酸菌利用酒精产醋过程中不产生气体，也不会产生大量气泡，无需放气，D错误。 4.某学习小组利用果酒制作果醋的过程如下：第一阶段：选用新鲜葡萄洗净后榨汁，装入玻璃瓶中，加入适量蔗糖和酵母进行发酵；在一定的条件下，一段时间后果酒制成。第二阶段：将果酒转入另一装置中，在一定条件下进行发酵获得果醋。下列叙述正确的是（　　） A.制作果酒时，要定期打开瓶盖以利于氧气进入 B.果酒发酵过程中，温度控制在30～35 ℃为宜 C.制作果醋时，不需要对发酵装置进行消毒处理 D.果醋发酵可以通入无菌空气，利于进行有氧呼吸 解析：D　酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，则发酵过程密闭，但经常拧松瓶盖（不能打开）排除发酵产生的气体，A错误；果酒发酵过程中，温度控制在18～30 ℃为宜，B错误；制作果醋时，需要对发酵装置进行消毒处理，避免杂菌污染，C错误；醋酸菌为好氧细菌，果醋发酵可以通入无菌空气，利于进行有氧呼吸，D正确。 考点二　发酵工程及其应用 1.发酵工程 （1）基本概念：是指利用微生物的特定功能，规模化生产人类所需产品的综合性生物工程。 （2）主要内容：发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产物的分离、提纯等方面。 2.发酵工程的基本环节 3.啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的 4.发酵工程的特点 5.发酵工程的应用 教材边角 （选必3 P27“异想天开”）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。其不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。 （1）（选必3 P22“图1-9”）在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种。（√） （2）（选必3 P22“图1-9”）分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法。（√） （3）（选必3 P22“图1-9”）发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关。（√） （4）（选必3 P27“正文”）单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的。（×） 能力进阶 考向　发酵工程及其应用 1.（2025·甘肃卷，改编）我国葡萄酒酿造历史悠久、传统发酵技术延续至今。发酵工程通过选育菌种和控制发酵条件等措施可优化传统发酵工艺，改善葡萄酒品质。下列叙述错误的是（　　） A.传统发酵时，葡萄果皮上的多种微生物参与了葡萄酒的发酵过程 B.工业化生产时，酵母菌需在无氧条件下进行扩大培养和酒精发酵 C.通过诱变育种或基因工程育种能够改良葡萄酒发酵菌种的性状 D.大规模发酵时，需要监测发酵温度、pH、罐压及溶解氧等参数 解析：B　在传统发酵制作葡萄酒时，葡萄果皮上附着有多种微生物，如酵母菌等，这些微生物参与了葡萄酒的发酵过程，A正确；工业化生产时，酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，能大量繁殖，进行扩大培养，在无氧条件下进行酒精发酵，B错误；通过诱变育种（利用物理、化学等因素诱导基因突变）或基因工程育种（定向改造生物的基因）能够改良葡萄酒发酵菌种（如酵母菌）的性状，比如提高发酵效率等，C正确；大规模发酵时，发酵温度、pH、罐压及溶解氧等参数会影响微生物的生长和代谢，进而影响发酵过程和产品质量，所以需要监测这些参数，D正确。 2.（2024·山东卷）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 解析：D　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，提高菌体内铵离子浓度，可提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；柠檬酸产品是代谢物，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，D错误。 3.（2025·江苏泰州期末）啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是（　　） A.在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境 B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α-淀粉酶合成 C.在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种 D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌 解析：A　酵母菌是兼性厌氧微生物，在整个发酵过程中，要先通气使酵母菌大量繁殖，然后保持严格的无菌、无氧环境下进行发酵，A错误。 课堂训练 1.（2025·河南卷）食醋和黄酒是我国传统的日常调味品，均通过发酵技术生产。下列叙述错误的是（　　） A.醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵是厌氧发酵 B.以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生 C.食醋和黄酒发酵过程中，微生物繁殖越快发酵产物产率越高 D.使用天然混合菌种发酵往往会造成传统发酵食品的品质不一 解析：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，故醋酸的发酵是好氧发酵，而酒精的发酵，参与的微生物是酵母菌，通过无氧呼吸产生酒精，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。 2.（2025·重庆卷）豆瓣酱是我国地方特色调味品，生产豆瓣酱时要将蚕豆瓣制作成豆瓣曲，再添加调料进一步发酵，下列说法错误的是（　　） A.沸水浸泡能杀死蚕豆细胞，减少有机物消耗 B.面粉可为菌种的快速繁殖和生长提供营养 C.菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物 D.豆瓣酱的制备主要是利用厌氧微生物发酵 解析：D　沸水浸泡能使蚕豆细胞死亡，从而减少细胞呼吸等对有机物的消耗，A正确；面粉中含有淀粉等营养物质，可为菌种的快速繁殖和生长提供营养，B正确；在发酵过程中需要将蛋白质和淀粉等分解，所以菌种中含有产蛋白酶和淀粉酶的微生物，C正确；从图中可以看出，在制作豆瓣曲过程中有翻拌操作，且整个过程不是完全密封的，说明主要利用的是好氧微生物发酵，D错误。 3.（2025·陕晋青宁卷）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如图。下列叙述错误的是（　　） A.淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源 B.扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种 C.培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同 D.通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累 解析：C　淀粉水解形成的糖类可以作为黑曲霉生存所需的碳源，氧化分解可以为黑曲霉提供能源，A正确；通过液体培养基的扩大培养，可以为后续的发酵罐内发酵提供足量的黑曲霉菌种，B正确；培养基一般用高压蒸汽灭菌的方式，对空气灭菌一般不用高压蒸汽灭菌法，C错误；已知利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，说明通气、搅拌可增加溶解氧，有利于发酵产物柠檬酸的积累，D正确。 创新情境 传统制醋和啤酒的工厂化生产 在闽东地区，利用红釉（酒曲）酿酒，进而酿制籼醋，是传统的发酵技术。工厂化的啤酒生产，要依赖现代发酵工程。下图是传统制醋和啤酒工厂化生产的工艺流程图。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌；醋醅含有醋酸菌；糖化即淀粉水解过程。请回答下列问题： 角度1　制作过程中的目的类考查 （1）制醋过程中，加入酒曲后要拌曲，即使用一定器具搅拌糯米饭和酒曲的混合物，其目的是_____________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 角度2　制作过程中的条件类考查 （2）酒精发酵结束后加入醋醅，进行醋酸发酵，需要改变的环境条件是______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 角度3　发酵工程的菌种选育 （3）啤酒生产过程中，菌种的选育非常关键。性状优良的菌种，除了可以从自然界中筛选出来，还可以通过_________________________________________________获得。 角度4　发酵工程的产品检测 （4）传统酒曲的制作过程中，受原料、微生物等因素的影响，酒曲稳定性较差。在现代工业生产中，常用发酵工程来生产果酒果醋，发酵工程的中心环节是__________，在发酵过程中，需随时检测培养液中的__________等，以了解发酵进程。 答案：（1）增大微生物与糯米饭的接触面积，有利于微生物的生长和发酵　 （2）通入氧气和适当升高温度　（3）诱变育种、基因工程育种　（4）发酵罐内发酵　微生物数量、产物浓度 解析：（1）酒曲中含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等微生物。制醋过程中，拌曲（搅拌糯米饭和酒曲的混合物）能够增大微生物与糯米饭的接触面积，这样可以让微生物更充分地利用糯米饭中的营养物质，有利于微生物的生长和发酵过程的进行。（2）酒精发酵是在无氧条件下由酵母菌完成的，而醋酸发酵是由醋酸菌进行的，醋酸菌是好氧细菌，需要在有氧条件下才能将酒精转化为醋酸。同时，醋酸菌生长和发酵的适宜温度比酵母菌酒精发酵时的温度高（醋酸菌适宜温度为 30～35 ℃，酵母菌酒精发酵适宜温度为 18～30 ℃）。所以酒精发酵结束后加入醋醅，进行醋酸发酵，需要改变的环境条件是通入氧气和适当升高温度。（3）在微生物育种中，性状优良的菌种，除了从自然界中筛选外，还可以通过诱变育种、基因工程育种等方法获得。（4）发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵，在发酵过程中，为了了解发酵进程，需要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度等。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $