专题17传统发酵技术的应用 ：【二轮复习】备战2023年高考生物必备知识大串讲

专题17 传统发酵技术的应用

【考点梳理.逐个击破】

1. 发酵与发酵技术

发酵工程：是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。

2. 发酵

（1）发酵概念

发酵是指人们利用_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）发酵原理

不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力  ，因此利用它们既可以生产出人们所需要的多种产物。

（3）发酵类型

好氧发酵：醋酸发酵

厌氧发酵：酒精发酵 、乳酸发酵

探究.实践一：泡菜的制作

1．发酵原理

 (1)菌种：乳酸菌 。

 (2)原理：在 无氧 条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成 乳酸 。

 反应式：C6H12O6―→2C3H6O3（乳酸）+能量

2．实验流程

3．亚硝酸盐含量的测定

 (1)原理

 亚硝酸盐＋对氨基苯磺酸 →反应物＋N­1­萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红 色染料

 (2)方法：比色法。即用显色反应后的样品与已知浓度的 标准显色液 进行对比，并估算泡菜中亚硝酸盐的含量。亚硝酸盐溶液的浓度越高，颜色越深；浓度越低，颜色越浅。

 (3)操作步骤   →→→

探究.实践二：制作果酒和果醋

制作果酒：

1.参与发酵的主要微生物及来源：_新鲜水果的果皮表面附着的野生酵母菌 ；

2.发酵原理

①许多_新鲜水果的果皮表面__附着有大量的不同种类的__野生酵母菌_；

②在这些酵母菌的作用下，水果可以发酵成果酒（通过有氧呼吸 大量繁殖，通过无氧呼吸 产酒精）；

③相关反应式

3.发酵条件：

①温度：将温度控制在_18-30℃_进行发酵；

②氧气含量：氧气充足的情况下，_大量繁殖_；无氧条件下，进行_酒精发酵_；

3. 制作流程:

制作果醋：

1. 参与发酵的主要微生物及来源：_ 空气中的醋酸菌或人工接种的醋酸菌_；
2. 发酵原理

①在_有氧_的条件下，果酒经醋酸菌的作用可以进一步发酵成果醋 ；

②当糖源充足时，醋酸菌还可以直接将糖分解为醋酸 ；

③相关反应式

3. 发酵条件：

①温度：发酵温度为_30-35℃_；

②氧气含量：氧气供应_充足_

4. 制作流程（以乙醇为底物的类型为例）

【真题重现.精选精炼】

1．（2022·海南·高考真题）为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是（    ）

A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本

B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基

C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落

D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法

2．（2022·湖北·高考真题）废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是（　　）

A．该生产过程中，一定有气体生成

B．微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料

C．该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质

D．沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理

3．（2022·湖北·高考真题）关于白酒、啤酒和果酒的生产，下列叙述错误的是（　　）

A．在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气

B．白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程

C．葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质，也存在于线粒体

D．生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌

4．（2022·山东·高考真题）青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是（    ）

A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖

B．可用深层通气液体发酵技术提高产量

C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中

D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌

5．（2022·湖南·高考真题）“清明时节雨纷纷，路上行人欲断魂。借问酒家何处有，牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境，思考科学问题。下列观点错误的是（　　）

A．纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分

B．杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性

C．花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联

D．“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸

6．（2021·海南·高考真题）关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是（    ）

A．发酵所利用的微生物都属于原核生物 B．发酵过程都在无氧条件下进行

C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性

7．（2021·江苏·高考真题）某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（　　）

A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器

B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多

C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时

D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深

8．（2021·湖北·高考真题）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（    ）

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CO2

C．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

9．（2021·辽宁·高考真题）利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是（　　）

A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖

B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖

C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同

D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度

10．（2021·天津·高考真题）下列操作能达到灭菌目的的是（    ）

A．用免洗酒精凝胶擦手 B．制作泡菜前用开水烫洗容器

C．在火焰上灼烧接种环 D．防疫期间用石炭酸喷洒教室

11．（2021·北京·高考真题）野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点，除用于生态治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是（　　）

A．种植此类草本植物可以减少水土流失

B．菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用

C．用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源

D．菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移

12．（2022·河北·高考真题）番茄灰霉病菌严重影响番茄生产，枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治，研究者设计了相关实验。回答下列问题：

(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时，取适量________菌液涂布于固体培养基上，将无菌滤纸片（直径5mm）在________菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心，数秒后取出滤纸片，培养皿倒置培养后测量________大小以判定抑菌效果。

(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物，液体培养时应采用________（填“静置”或“摇床震荡”）培养。培养过程中抽样检测活菌数量时，应采用________（填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”），其原因是________。

(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是________。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时，SDS的作用是________。

(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时，常以其________作为保藏对象。

13．（2022·全国·高考真题）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。

实验所用的培养基成分如下。

培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。

培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。

操作步骤：

①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；

②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。

回答下列问题。

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是____________。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成____________（答出2种即可）等生物大分子。

(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是____________。

(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示（“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“-”表示无透明圈），推测该同学的实验思路是__________。

(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是____________，理由是___________。

14．（2022·全国·高考真题）化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。

回答下列问题。

(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有______（答出2点即可）。

(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______；用菌株C生产S的最适碳源是______。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______（答出2点即可）等营养物质。

(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是______。

(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：______。

(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是______（答出1点即可）。