一輪復(fù)習(xí) 浙科版 發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品學(xué)案 浙江專用

1、第33講發(fā)酵工程為人類提供多樣的生物產(chǎn)品課標(biāo)要求3.2.1.舉例說明日常生活中的某些食品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。3.2.2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。3.2.3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價(jià)值?；顒?dòng)：(1)利用乳酸菌發(fā)酵制作泡菜。(2)利用酵母菌、醋酸菌分別制作果酒和果醋。考點(diǎn)一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用1利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋(1)原理酵母菌在無氧條件下，通過厭氧呼吸，將葡萄糖氧化為乙醇和二氧化碳。醋酸菌在有氧條件下可將乙醇氧化為醋酸。(2)方法步驟(3)注意事項(xiàng)礦泉水瓶中不可加水。不可用不能自動(dòng)排氣的玻璃瓶作

2、為發(fā)酵的容器，以免發(fā)酵產(chǎn)生的大量氣體使瓶子炸裂，造成危險(xiǎn)。eq avs4al(提醒)果酒、果醋制作時(shí)防止雜菌污染的4項(xiàng)措施a發(fā)酵裝置要清洗干凈并消毒。b清洗葡萄時(shí)要先沖洗后除去枝梗，以避免除去枝梗時(shí)引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會(huì)。c發(fā)酵裝置的排氣管用可彎折吸管而不用直管。d每隔一定時(shí)間排氣時(shí)只需擰松瓶蓋，不要完全揭開瓶蓋。2利用乳酸菌發(fā)酵制作泡菜(1)原理：泡菜是利用附生在蔬菜表面的植物乳桿菌、短乳桿菌和明串珠菌等發(fā)酵制成的。(2)方法步驟eq avs4al(提醒)營造“無氧環(huán)境”的3項(xiàng)措施選擇的泡菜壇密封性要好。用冷開水配制鹽水，且使鹽水沒過全部菜料。蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿水

3、。(1)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。()(2)在果酒發(fā)酵后期擰松瓶蓋的間隔時(shí)間可延長(zhǎng)。()(3)在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時(shí)，需給發(fā)酵裝置適時(shí)排氣。()(4)泡菜制作的菌種主要是醋酸菌。()(5)制作泡菜時(shí)，將食鹽加入開水后可以立即使用。()(6)泡菜發(fā)酵過程中泡菜壇沿要注滿水有利于泡菜的無氧發(fā)酵。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1易錯(cuò)易混的三種傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的菌種與原理食品菌種呼吸類型原理溫度果酒酵母菌兼性厭氧厭氧呼吸產(chǎn)生酒精1830 果醋醋酸菌需氧糖(乙醇)醋酸3035 泡菜乳酸菌厭氧、兼性厭氧或微好氧厭氧呼吸產(chǎn)生乳酸室溫2.泡菜制作過程中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化情

4、況分析項(xiàng)目時(shí)期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期少(有氧氣，乳酸菌活動(dòng)受到抑制)少增加(硝酸鹽還原菌作用)發(fā)酵中期最多(乳酸增多，抑制其他菌活動(dòng))積累增多，pH下降下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)發(fā)酵后期減少(乳酸積累，pH下降，抑制其活動(dòng))繼續(xù)增多，pH繼續(xù)下降下降至相對(duì)穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)曲線3.果酒和果醋制作(1)發(fā)酵裝置及各部件的作用(2)果酒、果醋制作結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)果酒制作的結(jié)果評(píng)價(jià)發(fā)酵后取樣，可通過嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定。此外，還可用顯微鏡觀察酵母菌，也可用酸性重鉻酸鉀與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色來檢驗(yàn)酒精的存在。制作成功的葡萄酒應(yīng)色澤鮮艷、爽口、柔和、有濃郁的果香。果醋制

5、作的結(jié)果評(píng)價(jià)可通過觀察菌膜的形成、嗅味和品嘗進(jìn)行初步鑒定，再通過檢測(cè)和比較醋酸發(fā)酵前后發(fā)酵液的pH(可用pH試紙)進(jìn)一步鑒定。此外，還可通過在顯微鏡下觀察發(fā)酵液中是否有醋酸菌，并統(tǒng)計(jì)其數(shù)量進(jìn)一步鑒定。制作成功的果醋具有特殊的果香，酸味柔和，稍有甜味，不澀。突破1果酒和果醋的制作核心素養(yǎng)科學(xué)探究1圖甲、圖乙為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的裝置示意圖，其均可作為發(fā)酵裝置。下列說法錯(cuò)誤的是()A甲裝置可用于制備果酒，但不適宜用于制備果醋B若用甲裝置制備果酒，過一段時(shí)間需要將瓶蓋擰松放氣再擰緊C若用乙裝置制備果酒并將d管連通裝有澄清石灰水的錐形瓶，石灰水變渾濁的同時(shí)會(huì)有酒精產(chǎn)生D利用乙裝置制備果醋時(shí)，氣閥1和氣閥2

6、都要打開，并且需將a作為充氣口解析：選C。酵母菌進(jìn)行需氧呼吸和厭氧呼吸都會(huì)產(chǎn)生CO2，都可以使澄清石灰水變渾濁，故不能以此判斷是否有酒精產(chǎn)生，C錯(cuò)誤。2楊梅果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、酸甜適中，具有很高的營養(yǎng)和保健價(jià)值。下圖是制作楊梅酒和楊梅醋的流程圖。請(qǐng)回答下列問題：eq x(aal(制取發(fā)酵液：,向楊梅汁中加,入白砂糖，調(diào),至糖度為8%，,滅菌冷卻)eq x(aal(酒精發(fā)酵：,接種酵母菌，,恒溫發(fā)酵)eq x(aal(果醋發(fā)酵：,加入酒精，,接種醋酸菌)eq x(aal(取樣檢測(cè)：,對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物,進(jìn)行檢測(cè))(1)傳統(tǒng)發(fā)酵中，發(fā)酵液雖然未經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌處理，但雜菌卻不能正常生長(zhǎng)繁殖，這是由于果酒發(fā)酵的_條

7、件抑制了雜菌的生長(zhǎng)。用來檢驗(yàn)酒精的化學(xué)試劑是_。(2)果酒制作過程中，酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生酒精的場(chǎng)所是_。溫度適宜時(shí)果酒發(fā)酵時(shí)間較短，原因是_。(3)楊梅醋的發(fā)酵過程中，除具備必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入_。(4)如圖表示果酒發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的糖度(葡萄糖的濃度)和酒精度(酒精濃度)隨時(shí)間變化的關(guān)系。發(fā)酵前24 h，糖度變化很小，酒精度上升很慢，其原因是_。96 h后酒精度和糖度的變化都趨于平緩，其原因是_。解析：(1)果酒發(fā)酵是在缺氧、呈酸性的環(huán)境中，酵母菌可大量繁殖，而其他絕大多數(shù)微生物無法適應(yīng)這一環(huán)境而受到抑制。檢驗(yàn)酒精是用酸性條件下的重鉻酸鉀，其溶液變成灰綠色即說明有酒

8、精。(2)酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生酒精的場(chǎng)所是細(xì)胞溶膠。由于溫度影響發(fā)酵所需酶的活性，所以只有溫度適宜時(shí)，與果酒發(fā)酵相關(guān)的酶的活性才最高，發(fā)酵速度最快，時(shí)間最短。(3)醋酸菌是好氧菌，必須生活在氧氣充足的環(huán)境中，且其最適生長(zhǎng)溫度是3035 ，所以在楊梅醋的發(fā)酵過程中，需要往發(fā)酵液中持續(xù)地通入無菌空氣(氧氣)。(4)酵母菌是兼性厭氧型微生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行需氧呼吸大量繁殖，在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。結(jié)合圖示曲線分析可知，前24 h內(nèi)，糖度變化很小，酒精度上升很慢主要是酵母菌還在進(jìn)行需氧呼吸大量增殖；但是在96 h后，酒精度和糖度的變化都趨于平緩，主要原因是高濃度的酒精和代謝廢物會(huì)抑

9、制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵。答案：(1)缺氧、酸性酸性重鉻酸鉀(2)細(xì)胞溶膠此時(shí)與果酒發(fā)酵相關(guān)的酶活性最高，發(fā)酵速度快(3)無菌氧氣(或無菌空氣)(4)此階段酵母菌主要進(jìn)行需氧呼吸，大量增殖高濃度的酒精和代謝廢物會(huì)抑制酵母菌的代謝而影響發(fā)酵突破2泡菜的制作核心素養(yǎng)科學(xué)探究3(2022舟山模擬)從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，泡菜逐漸變酸，乳酸菌與雜菌數(shù)目也發(fā)生變化，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A泡菜制作初期就有乳酸菌的存在B密閉的發(fā)酵環(huán)境使乳酸菌在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)C在發(fā)酵過程中，乳酸含量逐漸增多，可以抑制其他微生物的生長(zhǎng)D在發(fā)酵過程中，雜菌數(shù)目的減少使乳酸菌與雜菌的競(jìng)爭(zhēng)減弱，因此乳酸菌數(shù)目一直

10、增多解析：選D。發(fā)酵過程中，乳酸含量不斷增多，不僅可以抑制其他微生物的生長(zhǎng)，也會(huì)影響乳酸菌的活性，因此乳酸菌數(shù)目不會(huì)一直增多，D錯(cuò)誤。4微生物在人們的生活生產(chǎn)中無處不在，為人們的生活增添了諸多樂趣，請(qǐng)回答下列與微生物相關(guān)的問題：某同學(xué)嘗試制作酸奶和泡菜，他成功地制得酸奶，卻未得到泡菜成品，他制作泡菜的流程如下：(1)請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)流程中的一處錯(cuò)誤：_。(2)根據(jù)題中的條件，請(qǐng)你提出簡(jiǎn)要的補(bǔ)救方法：_。(3)泡菜風(fēng)味形成的關(guān)鍵在于_的加入。答案：(1)泡菜鹽水未冷卻(2)向已冷卻的泡菜壇中加入含乳酸菌的酸奶(3)調(diào)味料事實(shí)概述類1如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升

11、關(guān)系，則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是_。答案：延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，觀測(cè)發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間2制作泡菜時(shí)，將食鹽加入冷開水中，其目的是_。為了縮短制作時(shí)間，有人還會(huì)在冷卻后的鹽水中加入少量陳泡菜液，加入陳泡菜液的作用是_。答案：減少雜菌污染增加乳酸菌數(shù)量3從開始制作到泡菜品質(zhì)最佳這段時(shí)間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸。這段時(shí)間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長(zhǎng)規(guī)律是_，原因是_。答案：乳酸菌數(shù)量增多，雜菌數(shù)量減少乳酸菌比雜菌更耐酸原因分析類4制作面包時(shí)，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是_。答案：酵母菌分解葡萄糖

12、會(huì)產(chǎn)生CO2，CO2使面包松軟5分離純化乳酸菌時(shí)，首先需要用_對(duì)泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋，進(jìn)行梯度稀釋的理由是_。答案：無菌水泡菜濾液中菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落6制作泡菜時(shí)，泡菜壇一般用水密封，目的是創(chuàng)造_(填“無氧”或“有氧”)環(huán)境。蔬菜在腌制過程中，會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽。將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)顯色液進(jìn)行目測(cè)比較，估算出的亞硝酸鹽含量如下圖曲線所示，據(jù)圖可以得出的結(jié)論是_。答案：無氧泡菜封壇后亞硝酸鹽含量不斷增加，至第4天含量最高，以后逐漸減少，最終趨于穩(wěn)定(合理即可)考點(diǎn)二發(fā)酵工程及其應(yīng)用1微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過程eq avs4al(提醒)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)得到的產(chǎn)品一般不進(jìn)行分

13、離、提純，而發(fā)酵工程得到的產(chǎn)品須根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)品類型進(jìn)行分離、提純。2微生物發(fā)酵的要求(1)選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的菌種是發(fā)酵工業(yè)的前提條件。(2)要得到符合要求的菌種，需要篩選并不斷地選育或改良菌種，以保持菌種健壯旺盛的生命力。(3)將菌種擴(kuò)大培養(yǎng)才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。(4)對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行控制才能獲得所需要的產(chǎn)品。(5)控制發(fā)酵過程是保證發(fā)酵生產(chǎn)高效順利進(jìn)行的重要措施。(6)菌種在不同的發(fā)酵階段要求的環(huán)境條件不同。(7)分離或提純發(fā)酵產(chǎn)品是工業(yè)發(fā)酵制取產(chǎn)品必經(jīng)的步驟。3發(fā)酵工程的特點(diǎn)(1)生產(chǎn)條件溫和。(2)原料豐富且價(jià)格低廉。(3)廢棄物對(duì)環(huán)境影響小且容易處理。4發(fā)酵工程的應(yīng)用(1)食品、飲料、絕

14、大多數(shù)抗生素。(2)在醫(yī)藥領(lǐng)域開發(fā)的酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑、類激素、抗氧化劑、生物表面活性劑和抗輻射藥物等許多新藥也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物或衍生物。(3)采用發(fā)酵工程生產(chǎn)的酶制劑除了應(yīng)用于食品工業(yè)生產(chǎn)中，還廣泛應(yīng)用于洗滌劑生產(chǎn)、紡織、皮革、造紙工業(yè)中。(4)在醫(yī)藥、保健、食品、化妝品、飼料、農(nóng)藥和肥料等方面有廣泛用途的氨基酸、有機(jī)酸、醇、維生素、核苷酸，也從天然資源提取和化學(xué)合成的生產(chǎn)方式逐步轉(zhuǎn)向通過發(fā)酵工程大量生產(chǎn)。(1)在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種。()(2)發(fā)酵工程的滅菌環(huán)節(jié)只是對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌。()(3)在連續(xù)培養(yǎng)過程中補(bǔ)充的同種培養(yǎng)液和空氣須先滅菌。()(4)乳

15、酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生產(chǎn)。()(5)發(fā)酵罐中微生物的生長(zhǎng)繁殖、代謝物的形成速度都與攪拌速度有關(guān)。()(6)發(fā)酵工程的前提條件是分離或提純發(fā)酵產(chǎn)品。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)1疫苗大規(guī)模生產(chǎn)的一種方法是首先在生物反應(yīng)器中使細(xì)胞大量增殖，然后用含有所需抗原的轉(zhuǎn)基因病毒感染生物反應(yīng)器中的細(xì)胞，并使該病毒增殖，最后離心、過濾、純化病毒，獲得所需疫苗，下列說法錯(cuò)誤的是()A發(fā)酵工程包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)、接種、發(fā)酵和代謝產(chǎn)物的分離提純等方面B獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是分離、純化技術(shù)C振蕩培養(yǎng)不僅可以提高培養(yǎng)液的溶氧量，還可以使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸D雞胚通常也是疫苗制備的主要“工廠”解析：選B。獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染，B錯(cuò)誤。2發(fā)酵