高考传统发酵技术的应用(建议用时：40分钟)1．(2020·威海市高三模拟)人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长，果酒、果醋在人类生活中有众多的用途。下列关于果酒、果醋制作的说法正确的是( )A．在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌和绝大多数微生物都能够生长繁殖B．在变酸的酒的表面观察到的菌膜是乳酸菌大量繁殖而形成的C．在氧气、碳源充足的条件下，醋酸菌能将葡萄汁中的糖分解成醋酸D．在果酒、果醋的制作过程中，需要注意随时通过充气口充气C [在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌能够生长繁殖，而其他绝大多数微生物都不能生长繁殖，A错误；在变酸的酒的表面观察到的菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的，B错误；由分析可知，在氧气、碳源充足的条件下，醋酸菌能将葡萄汁中的糖分解成醋酸，C正确；在果醋的制作过程中，需要注意随时通过充气口充气，而在果酒的制作过程中，要关闭充气口，D错误。]2．下列关于传统发酵技术中相关微生物的叙述，正确的是( )A．在葡萄酒的制作过程中，密封时间越长，酵母菌产生的酒精量就越多B．果醋的生产过程中，具有协同作用的菌种是酵母菌和醋酸菌C．毛霉属于单细胞细菌，没有由核膜包被的细胞核D．乳酸菌是厌氧型细菌，在无氧条件下，也可以将葡萄糖分解成酒精和CO2B [随着发酵加深，营养物质逐渐消耗，代谢废物逐渐积累，酵母菌生存条件逐渐恶化，酵母菌死亡数量增加，产生的酒精量减少，A错误；生产果醋时，酵母菌使糖转变成酒精，然后醋酸菌使酒精转变为醋酸，二者起协同作用，B正确；毛霉是真核生物，有核膜包被的细胞核，C错误；乳酸菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产物是乳酸，不是酒精和二氧化碳，D错误。]-8-/8
高考3．(2020·某某市南开区高三模拟)甲、乙、丙、丁四个生物兴趣小组分别按如下流程进行科学探究活动，据此分析正确的是( )甲：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒乙：植物组织→形成愈伤组织→长出丛芽→生根→试管苗丙：让豆腐长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制→获得腐乳丁：原料加工→配制盐水→装坛调味→封坛发酵→获得泡菜A．甲组在发酵时打开排气口的间隔时间可逐渐延长B．乙组形成的愈伤组织加上人工种皮可以制成人工种子C．丙组所加卤汤中酒的含量为20%左右适宜D．丁组按照水盐质量比4∶1配制好后直接装坛发酵即可A [果酒发酵后期，由于营养物质减少等原因导致酵母菌数目下降，产生的二氧化碳减少，因此甲组在发酵时打开排气口的间隔时间可逐渐延长，A正确；乙组形成的愈伤组织再分化形成的胚状体加上人工胚乳和人工种皮可形成人工种子，B错误；为防止酒精含量过高而影响腐乳的风味，一般酒精含量应控制在12%左右，C错误；制作泡菜时，按照清水与盐的质量比为4∶1配制盐水，盐水入坛前要煮沸冷却，以防污染，D错误。]4．(多选)啤酒是经酵母菌发酵酿制的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒发酵从在冷却的麦芽汁(提供麦芽糖)接种酵母菌开始，整个发酵过程可以分为酵母恢复阶段、有氧呼吸阶段、无氧呼吸阶段，其中，酵母恢复阶段酵母菌细胞基本不繁殖，只是为细胞分裂做准备。下列叙述正确的是( )A．用于发酵的麦芽汁需要煮沸，目的是杀死麦芽汁中的微生物B．酵母菌接种后，给麦芽汁充入大量氧气的目的是促进酵母菌增殖C．有氧呼吸阶段，发酵液糖度下降，大量产生泡沫，但不产生酒精D．酒精在无氧呼吸阶段产生，麦芽汁的糖度越高啤酒的酒精度越低ABC -8-/8
高考[啤酒发酵要防止杂菌污染，用于发酵的麦芽汁需要煮沸，目的是杀死麦芽汁中的微生物，A正确；酵母菌接种后，有氧呼吸阶段需要消耗氧气进行有氧呼吸，促进酵母菌增殖，B正确；有氧呼吸阶段，酵母菌通过有氧呼吸消耗糖类等有机物会导致发酵液糖度下降，有氧呼吸产生二氧化碳但不产生酒精，C正确；酒精在无氧呼吸阶段产生，酒精是酵母菌无氧呼吸消耗麦芽汁的糖产生的，因此，麦芽汁的糖度越高啤酒的酒精度越高，D不正确。]5．请回答下列与发酵应用有关的问题：图1图2(1)用白萝卜、豇豆、辣椒为材料制作泡菜，图1和图2分别是三种材料制作过程泡制液的化学指标变化，根据微生物活动情况和乳酸积累量，发酵过程分为以下阶段：初期，蔬菜入坛，表面会带有微生物，由于泡菜罐加盖并水封，会使代谢类型为________的细菌的生命活动逐渐受到抑制；中期，乳酸菌大量繁殖，泡菜液体pH为3.5～3.8，如图1所示，此时，绝大部分微生物的活动受到抑制，原因是________________；后期，乳酸达到1.2%以上时，乳酸菌活性受到抑制，泡制液pH保持相对稳定，结合图1和图2曲线趋势，在泡制________天后可食用，是因为________的含量降低，且结合考虑泡菜的____________等均较好。(2)国外制作青贮饲料时可用乳酸菌水剂喷洒，在青贮缸中厌氧条件下利用乳酸菌发酵产生乳酸，提高青贮品质。若从泡菜汁中分离提纯乳酸菌，首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤液进行________，再用________的方法在专用的培养基中进行筛选。该培养基需含有_____________，以便于观察是否产酸，而后将提纯的乳酸菌通过液体发酵罐继续生产。[解析]-8-/8
高考 (1)泡菜发酵初期，由于泡菜罐加盖并水封，隔绝空气，会使代谢类型为好氧型的细菌的生命活动逐渐受到抑制。发酵中期，乳酸菌大量繁殖，较低的pH会使不耐酸菌的酶的活性受到抑制。发酵后期，乳酸生产过多，酸度的进一步下降也会使乳酸菌自身受到抑制。硝酸盐对人体无直接危害，但转化成亚硝酸盐后，就会产生危害。分析图1和图2曲线趋势中的数据可以看出，10～12天后亚硝酸盐的含量降低到最低水平，此时泡菜的口味、色泽、口感如硬脆等均较好，可以适量食用。(2)从泡菜汁中可分离提纯乳酸菌，首先对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤液进行稀释，再用涂布平板的方法在专用的培养基中进行初步筛选乳酸菌。所用培养基须经高压蒸汽灭菌法进行灭菌。培养基中需含有酸碱指示剂，以便于观察是否产酸。[答案] (1)好氧(或需氧)型 较低的pH抑制了不耐酸菌的酶的活性 10～12(填10天、或12天均可) 亚硝酸盐 口味、色泽、口感如硬脆 (2)稀释 涂布平板 酸碱指示剂(填酚红等也可以)6．回答下列有关微生物应用的问题。(1)利用酵母菌发酵生产果酒时，为尽快得到更多果酒，首先要将淀粉类原料糖化为葡萄糖，在这个过程中，除需要添加相应酶制剂外，还需要控制温度，原因是酶______________。若从反应液中提取出酵母菌进行培养，应将酵母菌接种在________(填“牛肉膏蛋白胨”“伊红美蓝”或“麦芽汁琼脂”)培养基中，置于适宜条件下培养。(2)利用酵母菌发酵产生的果酒进一步发酵得到果醋时，除需要加入醋酸菌外，还需要调整的两个环境条件是______________。给予适宜的条件，即使没有经过严格的灭菌过程，也能够获得果酒、果醋，这是因为__________________________。(3)利用毛霉腌制腐乳时，要随着豆腐层的加高而增加盐的用量，原因是_____________；卤汤中酒精的含量应控制在12%左右，原因是________________________。(4)在泡菜的腌制过程中，要注意控制腌制的条件，如________等(答出3点即可)，若条件不适，容易造成细菌的大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。[解析]-8-/8
高考 (1)由酶的特性可知，酶催化化学反应需要适宜的温度，且在最适温度时酶的催化能力最强。伊红美兰为鉴别培养基，不适合酵母菌的培养，培养酵母菌用麦芽汁琼脂培养基，因为它的碳氮比高于牛肉膏蛋白胨培养基，而且麦芽汁含糖高，更适合酵母菌的繁殖。(2)醋酸发酵属于有氧发酵，需要通入氧气，醋酸菌的最适生长温度为30～35℃。酵母菌无氧发酵产生的酒精和醋酸菌的发酵产生的醋酸均能抑制其他微生物的生长。(3)越接近瓶口杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系，一般控制在12%左右，酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，使腐乳成熟期延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。(4)泡菜腌制过程中，要控制腌制时间、温度和食盐的用量，温度过高、食盐用量不足10%、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。[答案] (1)在最适温度条件下催化能力最强 麦芽汁琼脂 (2)通入氧气、温度为30～35℃ 酵母菌、醋酸菌的发酵产物会抑制其他微生物的生长 (3)盐可抑制微生物生长，越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大 酒精含量过高，腐乳成熟时间延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，豆腐腐败 (4)腌制的时间、温度和食盐用量7．(2020·滨州市高三三模)在葡萄酒的发酵生产过程中，分别用不同方法定期抽样检测培养液中的酵母菌和细菌的数量，结果如图所示。下列说法正确的是( )A．对细菌进行计数常采用平板划线法B．可用血细胞计数板对培养液中的酵母菌进行计数C．发酵的起始阶段中细菌种群密度大于酵母菌D．导致细菌数量下降的原因是培养液pH升高B-8-/8
高考 [平板划线法不能用于细菌的计数，可用稀释涂布平板法对细菌计数，A错误；可用血细胞计数板对培养液中的酵母菌进行计数，B正确；图中纵轴细菌的计数单位和酵母菌的计数单位不同，发酵的起始阶段中细菌种群密度约为103个/mL，而酵母菌的种群密度约为106个/mL，C错误；葡萄酒的发酵生产过程中，随着发酵的进行，培养液的pH降低，所以导致细菌数量下降的原因可能是培养液pH降低，以及缺氧的环境，D错误。]8．如图1是某同学制作果酒、果醋的实验流程示意图。图1图2(1)发酵罐1和发酵罐2中的微生物在结构上的主要区别是前者__________________________________________________。要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，除了满足适宜的温度、pH等条件外，还需注意_____________________________________________________________________________________________________________。(2)判断发酵罐1中优势菌种的数量最简单的实验方法是_______，通过此种方法统计获得的优势菌种的数量往往_______(填“大于”或“小于”)发酵罐1优势菌种活菌的实际数量。(3)图2表示分离纯化菌种的操作过程，过程一代表的分离方法是_____________法，过程二代表的分离方法是____________法，欲从发酵罐2中分离出优势菌种并进行计数应选用过程_________。(4)分离并获得菌种后，若需长期保存，应使用__________法。-8-/8
高考[解析] (1)发酵罐1中的微生物是酵母菌，是真核生物，发酵罐2中的微生物是醋酸杆菌，是原核生物，在结构上的主要区别是前者有核膜包被的细胞核。要保证酒精发酵和醋酸发酵的正常进行，需要适宜的温度、pH等条件，酒精发酵不需要通入氧气，醋酸发酵需要连续不断地通入氧气。(2)根据发酵罐1中微生物形态、数量可以判断哪种类型是优势菌种，最简单的方法是显微镜直接计数法；由于显微计数法可能将死的酵母菌计数在内，因此此种方法获得的优势菌种的数量大于活菌的数量。(3)图示过程一是平板划线法，过程二是稀释涂布平板法，欲从发酵罐2分离出优势菌种应选用过程二，原因是过程二不但能分离菌种，还可以计数。(4)分离并获得菌种后，若需长期保存，应使用甘油管藏法。[答案] (1)有核膜包被的细胞核(有成形的细胞核) 酒精发酵时不通入氧气，醋酸发酵时连续不断地通入氧气 (2)显微镜直接计数法 大于 (3)平板划线 稀释涂布平板 二 (4)甘油管藏9．蓝莓是一种营养价值非常高的水果，富含花青素。花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，在pH小于3．0时比较稳定。研究表明花青素具有抗炎症、延缓衰老等作用，因此人们将蓝莓加工，制成了蓝莓汁、果酒、果醋等系列产品。请回答下列问题：(1)从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法的原因是_____________________________________________________。提取的花青素常作为食品添加剂，从安全角度考虑，以下方案最佳的是__________。①盐酸＋甲醇 ②柠檬酸＋乙醇 ③柠檬酸＋丙酮(2)超临界流体萃取是目前最先进的物理萃取技术。萃取剂在常压和室温下为气体，在温度、压力高于临界值时为流体。利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法有哪些优点？______________________________(至少答出2点)。(3)制作蓝莓汁时，为提高出汁率和澄清度，可向果汁中加入________。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行____________。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有___________________(答出2种即可)。-8-/8
高考(4)蓝莓酒如果暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，在炎热的夏天更是如此，其原因是___________________________________________________________________________________________。[解析] (1)根据题意，花青素是一种热敏性活性物质，不易挥发，又易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂中，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素，故从蓝莓中提取花青素不采用水蒸气蒸馏法。甲醇和丙酮有毒性，故从安全角度考虑，最佳方案是②。(2)利用超临界CO2为溶剂，可将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。与传统有机溶剂萃取法相比，超临界流体萃取法的优点有提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等。(3)制作蓝莓汁时，可向果汁中加入纤维素酶和果胶酶，以破坏细胞壁，可提高出汁率和澄清度。酿造蓝莓酒时，若要实现酵母菌的反复利用，可进行酵母细胞的固定化。为保证果酒发酵正常进行，需要严格控制的发酵条件有温度和密闭条件。(4)若将蓝莓酒暴露在空气中，酒味会逐渐消失而散发出酸味，在炎热的夏天更是如此，其原因是有氧条件抑制酵母菌的无氧发酵，而醋酸菌是好氧细菌，在较高温度下更有利于其生长、繁殖。[答案] (1)花青素不易挥发，不能随水蒸气蒸馏出来，且高温会破坏花青素 ② (2)提取率高、无有害溶剂的残留、操作条件温和、对有效成分的破坏少、不燃烧、不污染环境等 (3)纤维素酶和果胶酶 酵母细胞的固定化 温度和密闭条件 (4)醋酸菌是好氧细菌，在较高温度下更有利于其生长、繁殖；有氧条件抑制酵母菌的无氧发酵-8-/8
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