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選修一生物技術實踐,選考內(nèi)容,第一講傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用,1．發(fā)酵菌種(1)圖中A可表示__________發(fā)酵菌種的細胞模式圖，該菌種主要來自________________上的野生型__________。(2)圖中B可表示__________發(fā)酵菌種的細胞模式圖，該菌種可從__________的表面的菌膜獲取。,考點一果酒和果醋的制作,酒精,附著在葡萄皮,酵母菌,醋酸,變酸的酒,2．果酒和果醋的制作,有氧,充足,缺少,18℃～25℃,20℃,30℃～35℃,需氧,不需氧,氧氣,沖洗,醋酸,果酒,果醋,紅葡萄皮的色素進入發(fā)酵液,人工培養(yǎng),判斷下列說法的正誤。(1)醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。()(2)酵母菌是嗜溫菌，所以果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度。()(3)在果酒發(fā)酵后期擰開瓶蓋的間隔時間可延長。(),,,√,(4)在家庭中用鮮葡萄制作果酒時，需給發(fā)酵裝置適時排氣。()(5)在制作果酒、果醋時，適當加大接種量可以提高發(fā)酵速率、抵制雜菌生長繁殖。()(6)利用葡萄發(fā)酵產(chǎn)生果酒的后期，加入醋酸菌即可產(chǎn)生醋酸。()(7)在葡萄酒制作中，采摘的葡萄應反復沖洗，且要先除枝梗再沖洗(),√,√,,,1．如圖為果酒和果醋制作的實驗裝置圖。請據(jù)圖思考下列問題：甲、乙、丙的作用分別是什么？[提示]通入空氣(氧氣)、排氣、取樣(對發(fā)酵的情況進行及時的監(jiān)測。)2．圖中發(fā)酵瓶中葡萄汁的量是否恰當？為什么？[提示]不恰當，因為葡萄汁的量不能超過發(fā)酵瓶體積的2/3，而且不能將排氣口淹沒。,3．醋酸菌進行醋酸發(fā)酵時，無論是利用糖源還是酒精，甲都需要打開，請說明原因。[提示]醋酸菌是需氧菌，在生活過程中始終需要氧氣，如果氧氣中斷則會引起醋酸菌的死亡。4．果酒擱置時間過久為什么會有酸味？[提示]醋酸菌在缺乏糖源時，可以將酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸。,1．果酒和果醋制作步驟的比較,2.制作果酒和果醋的發(fā)酵裝置分析(1)各部位的作用①充氣口：在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣。②排氣口：排出酒精發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2；與排氣管相連的長而彎曲的膠管，可有效阻止空氣中微生物的進入，避免來自空氣的污染。③出料口：用來取樣。,(2)該裝置的使用方法：使用該裝置制作果酒時，應該關閉充氣口，制作果醋時，應將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。3．果酒和果醋制作的注意事項(1)材料的選擇與處理：選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄沖洗，再除去枝梗，以防葡萄汁流失及污染。沖洗以洗去灰塵為目的，且不要太干凈，以防洗去野生型酵母菌。(2)防止發(fā)酵液被污染①榨汁機要清洗干凈并晾干。②發(fā)酵瓶要洗凈并用體積分數(shù)為70%的酒精消毒，或用洗潔精洗滌。③裝入葡萄汁后要封閉充氣口。,(3)控制好發(fā)酵的條件①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留約1/3空間，目的是先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖，耗盡O2后再進行酒精發(fā)酵；防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。②嚴格控制溫度：18～25℃利于酵母菌的繁殖和酒精發(fā)酵；30～35℃利于醋酸菌的繁殖和醋酸發(fā)酵。③充氣：酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，需封閉充氣口；醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵，需適時通過充氣口充氣。,[高考警示](1)發(fā)酵都是利用微生物的呼吸作用，不只是細菌的呼吸作用，所以酵母菌、毛霉等也都是發(fā)酵常用菌種。(2)對于發(fā)酵中的數(shù)字的記憶：發(fā)酵溫度(果酒18℃～25℃，果醋30℃～35℃)；裝瓶體積不超過2/3；消毒用體積分數(shù)為70%的酒精；沖洗次數(shù)1～2次。(3)充氣：酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，需封閉充氣口；醋酸發(fā)酵為有氧發(fā)酵，需不斷通過充氣口充氣。(4)酒精發(fā)酵為無氧發(fā)酵，并不是嚴格密封。前期通氣，利于酵母菌的繁殖；在酵母菌發(fā)酵的過程中需封閉充氣口，定期打開排氣口，排出發(fā)酵時產(chǎn)生的CO2。,(1)完成圖1中的實驗流程__________。(2)圖2裝置中的充氣口在__________過程中要關閉，否則可能發(fā)生使發(fā)酵液變酸的反應__________________________________(寫出該反應式)，而排氣口在該過程中應開放，排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，目的是__________________________________________________________。(3)葡萄酒呈現(xiàn)紅色的原因是____________________________________，重鉻酸鉀在酸性條件下與酒精反應呈__________色。,醋酸發(fā)酵,酒精發(fā)酵,C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O,避免空氣中其他微生物進入發(fā)酵裝置(防止空氣中的微生物污染),紅色葡萄皮中的色素溶解在發(fā)酵液中,灰綠,(4)果酒和果醋的制作分別利用了酵母菌和__________兩種微生物的發(fā)酵原理，后者在結(jié)構上的主要特點是__________________________。[解析]在酒精發(fā)酵階段，充氣口應關閉，否則酵母菌會進行有氧呼吸、不能產(chǎn)生酒精。酵母菌為真菌，屬于真核生物，醋酸菌為細菌，屬于原核生物，兩者在結(jié)構上的主要區(qū)別是有無以核摸為界限的細胞核。,醋酸菌,無以核膜為界限的細胞核,1．圖1是果酒和果醋制作的實驗流程，圖2是某同學設計的果酒和果醋的發(fā)酵裝置。根據(jù)圖示回答下列問題：(1)完成圖1中的實驗流程：__________。(2)沖洗的主要目的是__________，沖洗應特別注意不能__________，以防止菌種的流失。,〔變式訓練〕,醋酸發(fā)酵,洗去浮塵,反復沖洗,(3)圖2裝置中的充氣口在__________時關閉，在__________時連接充氣泵，并連續(xù)不斷地向內(nèi)_________________。(4)排氣口在果酒發(fā)酵時排出的氣體是由__________________產(chǎn)生的__________，在果醋發(fā)酵時排出的是__________________________。,果酒發(fā)酵,果醋發(fā)酵,泵入空氣(氧氣),酵母菌無氧呼吸,CO2,(含氧量少的)空氣和CO2,(5)寫出與(4)題有關的化學反應式：____________________________________________________________________________________。(6)若果汁中含有醋酸菌，在果酒發(fā)酵旺盛時，醋酸菌能否將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸？說明原因_________________________________________________________________________________。(7)在酒精發(fā)酵時瓶內(nèi)溫度一般應控制在____________。醋酸發(fā)酵時溫度一般應控制在____________。(8)果酒制作完成后，可以用______________來檢測酒精的生成，酒精與之反應呈現(xiàn)__________色。,不能。因為果酒發(fā)酵時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，,且醋酸菌的發(fā)酵條件是氧氣充足,18℃～25℃,30℃～35℃,酸性重鉻酸鉀,灰綠,(4)在果酒制作過程中排氣口排出的是CO2，而在果醋制作過程中因醋酸菌是好氧細菌，需要連續(xù)充氣，因此排氣口排出的既有CO2，又有含氧量較低的空氣。(5)醋酸菌發(fā)酵的條件是氧氣充足，在果酒發(fā)酵旺盛時的缺氧環(huán)境能抑制醋酸菌生長，所以醋酸菌不能將果汁中的糖發(fā)酵為醋酸。(6)醋酸菌和酵母菌正常生長都需要一定的溫度，在適宜溫度時可得到較多代謝產(chǎn)物。(7)酒精與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應呈現(xiàn)灰綠色。,1．腐乳的制作(1)腐乳制作的原理①菌種：多種微生物(如青霉、酵母、曲霉、毛霉等)的協(xié)同作用，起主要作用的是__________。②菌種作用特點：產(chǎn)生蛋白酶、脂肪酶，分解有機物。,考點二腐乳和泡菜的制作,毛霉,氨基酸,甘油,脂肪酸,(2)制作流程讓豆腐上長出__________→__________→______________→密封腌制。(3)影響條件①溫度：控制在______________。②菌種的來源：空氣中的毛霉孢子或優(yōu)良__________。③鹵湯配制a．鹵湯的成分：__________________。b．酒的作用：抑制__________的生長，同時能使腐乳具有__________的香味。c．香辛料的作用：調(diào)制_____________，防腐__________。,毛霉,加鹽腌制,加鹵湯裝瓶,15℃～18℃,毛霉菌種,酒及各種香辛料,微生物,獨特,腐乳的風味,殺菌,抑制微生物,腐乳的口味,12%,乳酸,②制作流程③操作關鍵a．泡菜壇的選擇：應選用火候好、__________、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的泡菜壇。,無裂紋,b．腌制的條件：控制腌制的時間、__________和食鹽的用量。防止__________，嚴格密封。(2)測定亞硝酸鹽含量①亞硝酸鹽的危害：當攝入總量較多時，可引起__________或死亡。在特定條件(適宜的pH、溫度和一定的微生物作用)下，亞硝酸鹽可以轉(zhuǎn)變成致癌物——__________。,溫度,雜菌污染,中毒,亞硝胺,玫瑰紅色,深些,低,標準顯色,比色,(3)據(jù)幾種發(fā)酵食品制作方法填空表中甲～丁為腐乳、泡菜、果醋、果酒等發(fā)酵食品制作裝置圖，回答下列問題：,a.請?zhí)畛觫佟苁称访Q：①：_______，②：________，③：________，④：__________。b．請?zhí)畛觫荨嗑N名稱：⑤：__________，⑥：__________，⑦：__________，⑧：__________，其中__________、__________為真核生物，__________、__________為原核生物。,果酒,果醋,腐乳,泡菜,酵母菌,醋酸菌,毛霉,乳酸菌,酵母菌,毛霉,醋酸菌,乳酸菌,判斷下列說法的正誤。(1)將腐乳坯堆積起來會導致堆內(nèi)溫度升高，影響毛霉生長。()(2)腐乳制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。()(3)將長滿毛霉的豆腐裝瓶腌制時，底層和近瓶口處需加大用鹽量。()(4)制作腐乳的菌種只有毛霉。()(5)在腐乳制作過程中，鹽的用量要適宜，酒的含量一般控制在12%左右。(),√,√,,,√,(6)制作泡菜時，鹽水煮沸后可以立即使用。()(7)泡菜壇的選擇、發(fā)酵過程中壇沿要注滿水都有利于泡菜的無氧發(fā)酵。()(8)泡菜的制作前期需要通入氧氣，后期應嚴格保持無氧條件。()(9)影響泡菜腌制的因素包括時間、溫度和食鹽的用量等()(10)測定亞硝酸鹽的含量時，樣品中亞硝酸鹽含量不同則會形成不同濃度的玫瑰紅(),,√,,√,√,1．下圖為乳酸菌的數(shù)量、乳酸和亞硝酸鹽的含量隨時間變化的曲線，請將三幅圖分別填上“縱軸標識”。①～③縱軸標識依次為__________、_____________、__________。,為乳酸菌,為亞硝酸鹽,為乳酸,2．如何制造泡菜制作中的“無氧環(huán)境”？[提示](1)選擇的泡菜壇要密封性好；(2)加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料；(3)蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。3．在泡菜制作過程中亞硝酸鹽的含量有怎樣的變化規(guī)律？為什么要測定亞硝酸鹽的含量？[提示]在泡菜制作過程中，亞硝酸鹽的含量先增加后減少。測定亞硝酸鹽含量的目的是掌握取食泡菜的時機。,1．影響腐乳品質(zhì)的條件,2.腐乳制作的注意事項(1)用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈后要用沸水消毒。(2)裝瓶腌制時，操作要迅速小心，且要逐層加鹽，離瓶口表面的鹽要鋪厚一些。(3)加入鹵湯后，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。,[高考警示]傳統(tǒng)腐乳制作與現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)的區(qū)別(1)條件要求：傳統(tǒng)腐乳制作不需要滅菌，現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)必須在嚴格無菌條件下進行。(2)菌種來源：傳統(tǒng)腐乳制作，菌種來自空氣中的毛霉孢子；現(xiàn)代腐乳生產(chǎn)，菌種是經(jīng)過篩選的優(yōu)良毛霉菌種，并且直接接種在豆腐上。,3．泡菜制作的注意事項(1)材料的選擇及用量①蔬菜應新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。②清水和鹽的質(zhì)量比為4∶1，鹽水要煮沸后冷卻。煮沸有兩大作用，一是除去水中的氧氣，二是殺滅鹽水中的其他細菌。(2)防止雜菌污染：每次取樣用具要洗凈，要迅速封口。(3)氧氣需求①泡菜壇要選擇透氣性差的容器，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。,②泡菜壇壇蓋邊沿的水槽內(nèi)注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，并注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常補水。(4)溫度：發(fā)酵過程溫度控制在室溫即可，最好控制在26℃～36℃。溫度過高則易滋生雜菌，溫度過低則發(fā)酵時間延長。4．泡菜和腐乳的制作比較,[高考警示]亞硝酸鹽含量測定中各種試劑及藥品的作用,根據(jù)相關知識，回答關于下列果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的相關問題：(1)葡萄汁裝入瓶中時要留出大約1/3的空間。在以后的過程中，每隔12h左右將瓶蓋擰松一次(不是打開瓶蓋)，此后再擰緊，這樣做的目的是_________________________________________________。所使用的發(fā)酵液能使酵母菌生長繁殖而絕大多數(shù)其他微生物無法適應，因為這種發(fā)酵液具有______________的特點。,放出發(fā)酵產(chǎn)生的大量CO2，同時盡量不讓氧氣進入瓶中,缺氧、呈酸性,加鹽腌制,析出豆腐中的水分，使豆腐塊,變硬,抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質(zhì),12%,延長,不足以抑制微生物的生長,消滅雜菌,無氧呼吸,[解析](1)每隔12h左右將瓶蓋擰松一次，目的是放出發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂。不打開瓶蓋可以防止空氣中的雜菌、O2進入發(fā)酵瓶。(2)制作腐乳時，豆腐上長出毛霉后要加鹽腌制，目的是析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬，還能抑制雜菌生長。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右，酒精含量過高會延長腐乳成熟時間，含量過低不足以抑制微生物的生長。(3)鹽水煮沸可以消滅雜菌，乳酸發(fā)酵的實質(zhì)是乳酸菌的無氧呼吸。,〔變式訓練〕,毛霉,制作果醋和腐乳,滅菌,(3)利用酵母菌釀酒時，一開始持續(xù)通入空氣，導致酵母菌數(shù)量________(填“增多”、“不變”或“減少”)，然后再密封，使酒精________(填“增產(chǎn)”、“減產(chǎn)”或“不產(chǎn)生”)。(4)制作腐乳過程中在腐乳表面往往有一層致密的皮，這層皮實際上是微生物的__________，對人體無害。在制作腐乳過程中加鹽的作用是__________________________和______________________________________。(5)在制作泡菜的過程中，要檢測亞硝酸鹽的含量。亞硝酸鹽與某些化學物質(zhì)發(fā)生反應后形成__________色染料。先將泡菜樣品及一系列已知濃度的亞硝酸鹽溶液分別與化學物質(zhì)發(fā)生顯色反應，再通過不同顏色的__________，可以估測出泡菜樣品中亞硝酸鹽的含量。,增多,增產(chǎn),菌絲,析出豆腐中的水分使其變硬,抑制微生物生長，避免豆腐塊腐敗變質(zhì),玫瑰紅,對比,課末總結(jié),〔思維導圖〕,〔探究高考明確考向〕,菌種,發(fā)酵時間,好氧菌,(3)如果在實驗后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是___________________________________________________________________________。(4)從大豆到豆豉，大豆中的成分會發(fā)生一定的變化，其中，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)開_____________，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)開_____________。,延長發(fā)酵時間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對應的時間即為最,佳發(fā)酵時間,氨基酸和肽,脂肪酸和甘油,[解析](1)實驗使用甲、乙兩種菌種，并在32h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果，所以該實驗的自變量是菌種和發(fā)酵時間。(2)如果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵容器內(nèi)上層大豆的發(fā)酵效果比底層的好，說明該發(fā)酵菌是好氧型微生物。(3)如果在實驗后，發(fā)現(xiàn)32h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時間呈直線上升關系，則無法確定發(fā)酵的最佳時間；若要確定最佳發(fā)酵時間，還需要做的事情是延長取樣觀測時間，觀測發(fā)酵結(jié)果，最好的發(fā)酵效果所對應的時間即為最佳發(fā)酵時間。(4)從大豆到豆豉，在相關微生物的作用下，大豆中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡暮桶被?，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)楦视秃椭舅帷?(1)酵母菌的呼吸代謝途徑如圖所示。圖中過程①和②是蘋果醋生產(chǎn)的第一階段，在酵母菌細胞的_____________中進行，其產(chǎn)物乙醇與__________試劑反應呈現(xiàn)灰綠色，這一反應可用于乙醇的檢驗；過程③在酵母菌細胞的__________中進行，與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度______。,細胞質(zhì)基質(zhì),重鉻酸鉀,線粒體,快,(2)第二階段是在醋酸桿菌的作用下將第一階段產(chǎn)生的乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程，根據(jù)醋酸桿菌的呼吸作用類型，該過程需要在__________條件下才能完成。(3)在生產(chǎn)過程中，第一階段和第二階段的發(fā)酵溫度不同，第一階段的溫度__________(填“低于”或“高于”)第二階段的。(4)醋酸桿菌屬于__________核生物，其細胞結(jié)構中__________(填“含有”或“不含有”)線粒體。,有氧,低于,原,不含有,[解析](1)酵母菌有氧呼吸第一階段及無氧呼吸全過程都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行；酒精與酸性重鉻酸鉀試劑反應呈灰綠色。圖示過程③為細胞有氧呼吸第二、三階段，在線粒體中進行。與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸桿菌的呼吸作用類型為有氧呼吸，所以將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿岬倪^程需在有氧條件下進行。(3)酒精發(fā)酵時一般將溫度控制在18～25℃，醋酸發(fā)酵時一般將溫度控制在30～35℃，故在生產(chǎn)過程中，酒精發(fā)酵溫度低于醋酸發(fā)酵溫度。(4)醋酸桿菌屬于原核生物，其細胞結(jié)構中不含有線粒體。,3．(2015廣東卷)泡菜是我國的傳統(tǒng)食品之一，但制作過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對人體健康有潛在危害。某興趣小組準備參加“科技創(chuàng)新大賽”，查閱資料得到下圖。,(1)制作泡菜時，泡菜壇一般用水密封，目的是________________________________。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有______________________。(2)據(jù)圖，與第3天相比，第8天后的泡菜更適于食用，因為后者________________；pH值呈下降趨勢，原因是__________________________。(3)該小組得到一株“優(yōu)選”乳酸菌(亞硝酸鹽還原酶活力比普通乳酸菌高5倍)，擬參照資料的實驗方案和食鹽濃度(4%～10%)，探究與普通乳酸菌相比用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量的高低，并確定其最適條件。請你設計一個實驗結(jié)果記錄表，并推測實驗結(jié)論。,創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵,丙酮酸、[H](少量ATP),亞硝酸鹽含量低,乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生了乳酸,[答案]實驗結(jié)果記錄表：,實驗結(jié)論預測：“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量低于普通乳酸菌組。[解析](1)制作泡菜時，泡菜壇要選擇密封性好的容器，一般用水密封，以創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。乳酸菌發(fā)酵第一階段的產(chǎn)物有丙酮酸、[H]和少量ATP。(2)第3天時，泡菜中亞硝酸鹽含量達到最高，在第8天后的泡菜中，亞硝酸鹽含量降到最低，故第8天后的泡菜更適于食用。乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸會導致pH值下降。(3)設計的記錄表中要包含乳酸菌類型、食鹽濃度和發(fā)酵時間等自變量，因變量為亞硝酸鹽的含量。通過相互對照確定用“優(yōu)選”乳酸菌制作泡菜過程中亞硝酸鹽含量的高低，并確定最適的發(fā)酵條件。,