2025版高考生物一轮总复习教师用书选择性必修3第10单元生物技术与工程第1讲传统发酵技术的应用发酵工程及其应用考点一传统发酵技术的应用

第十单元生物技术与工程第1讲传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用考情研读·备考定位课标要求核心素养1.举例说明日常生活中某些食品是运用传统发酵技术生产的。2．阐明利用微生物进行发酵来生产特定的产物。3．举例说明发酵工程在医药、食品及其他工农业生产上的应用。1.发酵菌种的结构与功能的关系。(生命观念)2．分析比较果酒、果醋和泡菜的制作原理。(科学思维)3．关注食品安全，倡导健康的生活方式。(社会责任)4．设计实验探究发酵的条件。(科学探究)考点一传统发酵技术的应用必备知识·夯实基础知|识|巩|固一、发酵与传统发酵技术1．发酵的概念发酵是人们利用微生物，在适宜的条件下，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．传统发酵技术二、传统发酵食品的制作1．腐乳制作(1)原理：蛋白质eq\o(→,\s\up7(蛋白酶))小分子的肽和氨基酸。脂肪eq\o(→,\s\up7(脂肪酶))甘油和脂肪酸。(2)腐乳制作过程中参与的微生物：毛霉是一种丝状真菌，其繁殖方式为孢子生殖，代谢类型是异养需氧型。2．泡菜的制作(1)乳酸菌发酵制作泡菜的原理：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量(用方程式表示)。(2)制作泡菜的方法步骤(3)泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化发酵时期乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少(有O2，乳酸菌活动受抑制)少增加(硝酸盐还原菌的作用)发酵中期最多(乳酸抑制其他菌活动)积累、增多、pH下降下降(硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解)发酵后期减少(乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动)继续增多，pH继续下降下降至相对稳定(硝酸盐还原菌被完全抑制)变化曲线注意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3.果酒和果醋的制作(1)原理和条件项目制作果酒制作果醋发酵菌种酵母菌醋酸菌代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型发酵过程有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量O2、糖源充足时：C6H12O6＋2O2eq\o(→,\s\up7(酶))2CH3COOH(乙酸)＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源时：C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up7(酶))CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量对氧的需求前期需氧，后期不需氧一直需氧产物检测闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色)酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝(2)方法步骤思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。(√)(2)乳酸菌是在有氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸的一类细菌的总称。(×)(3)酵母菌是厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵。(×)(4)膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。(√)(5)工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。(√)延|伸|探|究1．在泡菜制作过程中营造“无氧环境”的3项措施是什么？提示：a.选择的泡菜坛要密封性好。b.加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料。c.盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。2．盐水要煮沸后冷却使用的目的是什么？提示：煮沸的目的是除去水中的氧气，杀灭盐水中的其他杂菌。冷却的目的是保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响。3．制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～30℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35℃？提示：温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为28℃，因此需要将温度控制在其最适温度范围内；而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35℃，因此要将温度控制在30～35℃。剖析难点·考点突破重|难|精|讲果酒和果醋改进装置及其分析精|准|命|题考向一围绕泡菜的制作，考查科学探究能力》例1老坛酸菜古称菹，《周礼》中就有其名。北魏的《齐民要术》中更是详细介绍了祖先用白菜(古称菘)等原料腌制酸菜的多种方法。2022年3·15消费者权益日曝光的“土坑酸菜”由于制作过程中操作不规范导致其中含有的杂质较多，给食品安全留下隐患。下列说法正确的是(C)A．腌制酸菜主要是利用植物体表面天然的酵母菌在无氧环境中进行发酵B．“土坑酸菜”发酵过程中可以添加一定量的抗生素抑制杂菌生长，防止其腐败变质C．腌制的酸菜“咸而不酸”的原因很可能是加入食盐过多，抑制了菌种发酵D．酸菜要尽快食用，以免腌制发酵时间过长导致亚硝酸盐含量增加解析：制作酸菜所用微生物是乳酸菌，其代谢类型是异养厌氧型，在无氧条件下，分解葡萄糖产生乳酸，A错误；乳酸菌属于细菌，抗生素能够杀死乳酸菌或抑制其生长，B错误；“咸而不酸”的原因可能是加盐过多，使乳酸菌生长的环境溶液浓度过高，乳酸菌失水，抑制了乳酸菌的发酵，C正确；发酵初期由于硝酸盐还原菌的作用使亚硝酸盐增加，发酵中期硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解含量下降，发酵后期，亚硝酸盐含量下降至相对稳定，通常在腌制泡菜的第10天食用，亚硝酸盐含量较少，D错误。〔变式训练1〕泡菜是我国的传统食品之一，其制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组查阅资料得到如图曲线。下列有相关叙述错误的是(A)A．乳酸菌发酵的产物是乳酸和亚硝酸盐B．用水密封泡菜坛的目的是为了创造无氧环境C．与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用D．pH呈下降趋势的原因是乳酸菌发酵产物的积累解析：乳酸菌发酵的产物是乳酸，亚硝酸盐不是乳酸菌发酵的产物，A错误；乳酸菌是严格厌氧微生物，制作泡菜时用水密封泡菜坛，其目的是创造无氧的环境，B正确；从图中曲线可看出第8天后亚硝酸盐含量与之前相比含量降低，因此与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，C正确；在此过程中乳酸菌进行了乳酸发酵，产生了乳酸，导致泡菜坛内pH下降，D正确。考向二结合果酒和果醋的制作过程，考查科学探究能力》例2(2021·湖南卷)中国的许多传统美食制作过程蕴含了生物发酵技术。下列叙述正确的是(B)A．泡菜制作过程中，酵母菌将葡萄糖分解成乳酸B．馒头制作过程中，酵母菌进行呼吸作用产生CO2C．米酒制作过程中，将容器密封可以促进酵母菌生长D．酸奶制作过程中，后期低温处理可产生大量乳酸杆菌解析：在泡菜制作过程中，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸，A错误；在馒头制作过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生CO2，从而使馒头变得松软，B正确；在米酒制作过程中，将容器密封的目的是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，将容器密封不利于酵母菌生长，C错误；在酸奶制作过程中，后期低温处理的目的是抑制微生物的生长，延长保质期，D错误。〔变式训练2〕(2023·海南八校联考)杨梅果实风味独特、酸甜适中，具有很高的营养和保健价值。如图是制作杨梅酒和杨梅醋的流程图。请回答下列问题：(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的缺氧、呈酸性条件抑制了杂菌的生长。常用来检测酒精的化学试剂是酸性重铬酸钾。(2)果酒制作过程中，酵母菌无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质，该阶段应该将温度控制为18～30_℃；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是该温度下与果酒发酵相关的酶活性高，发酵速度快。(3)杨梅醋的发酵过程中，除必需的营养物质外，还需要往发酵液中持续地通入无菌氧气(或无菌空气)。(4)如图表示果酒发酵过程中，发酵液的糖度(葡萄糖的浓度)和酒精度(酒精浓度)随时间变化的曲线。发酵前24h，糖度变化很小，酒精度上升很慢，其原因是此阶段酵母菌主要进行有氧呼吸，大量增殖。96h后酒精度和糖度的变化都趋于平缓，其原因是营养物质的消耗、高浓度的酒精会抑制酵母菌的代谢而影响发酵。解析：(1)传统发酵中，发酵液虽然未经过严格的灭菌处理，但杂菌却不能正常生长繁殖，这是由于果酒发酵的缺氧、呈酸性条件抑制了杂菌的生长。酒精可用酸性重铬酸钾检测。(2)酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，果酒发酵的适宜温度是18～30℃；温度适宜时果酒发酵时间较短，原因是该温度下与果酒发酵