专题1 传统发酵技术的应用
课题1 果酒和果醋的制作
基础巩固
1．下列关于果酒和果醋的制作原理、发酵过程的叙述，错误的是( ) A．果酒和果醋的发酵菌种不同，但代谢类型相同
B．制作果酒和果醋时都应用体积分数为70%的酒精对发酵瓶消毒 C．变酸果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌的菌落 D．果酒和果醋的制作可用同一装置，但需控制不同发酵条件
2．如图装置可用于生物技术实践的相关实验，下列有关叙述不正确的是( )
A．两种装置都可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作
B．利用装置乙制作葡萄酒时，葡萄汁装入发酵瓶要留有大约1/3的空间 C．用装置乙制作果酒时温度应控制在30 ℃左右，制作果醋时应适当降温 D．装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染
3．在利用葡萄自然发酵产生果酒的过程中，未经杀菌，但其他杂菌不能生长的原因是( ) A．经冲洗后的葡萄上只有野生型酵母菌无其他杂菌 B．其他杂菌不能利用葡萄汁中的糖作碳源
C．在缺氧和呈酸性的发酵液中，酵母菌能生存，其他杂菌不适应环境而被抑制 D．酵母菌发酵产生大量酒精，杀死了其他杂菌
4．酵母菌培养液常含有一定浓度的葡萄糖，但当葡萄糖浓度过高时，反而抑制微生物的生长，其主要原因是( ) A．碳源供应太充足 B．细胞会发生质壁分离
C．酵母菌代谢旺盛，导致培养基严重缺O2，影响菌体生长 D．葡萄糖不是酵母菌的原料
5．果汁发酵后，检验是否有酒精产生，下列叙述不正确的是( ) A．可以用重铬酸钾检验
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高中生物选修一 B．需要设计对照实验
C．用重铬酸钾检验酒精能出现灰绿色 D．以上的操作需要加热
6．下图中甲是果酒和果醋发酵的装置图，乙是果酒和果醋制作发生的物质变化。
下列相关叙述中，错误的是( )
A．用甲装置制作果酒时，要加入适量的酵母菌，且一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟 B．用甲装置制作果醋时，发酵后期阀门a要关闭 C．乙图中过程②只能发生在缺氧条件下 D．过程③和④都需要氧气的参与
7．酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下均能生长。如果向培养酵母菌的葡萄糖悬浊液中通入空气。在短时间内发生的变化是( )
①乙醇的产量增加 ②乙醇的产量降低 ③葡萄糖消耗下降 ④葡萄糖消耗明显增加 A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
8．乙醇等绿色能源的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产酒精，首先要把秸秆用相应的酶进行预处理，然后用特定的微生物在特定的条件下，进行发酵生产酒精。以下关于处理秸秆的酶、微生物种类和特定的条件的选择正确的是( ) A．淀粉酶、乳酸菌、充足氧气 B．纤维素酶、酵母菌、密封 C．纤维素酶、甲烷杆菌、密封 D．脂肪酶、酵母菌、充足氧气
9．下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述，正确的是( ) A．为了提高果酒的产出量，果汁应尽量装满发酵瓶 B．醋酸发酵阶段应封闭瓶口，防止杂菌污染 C．制作果酒过程中每天需适时打开瓶盖
D．果酒制成后，可将装置转移至温度较高的环境中制作果醋 10．下列防止发酵液被污染的操作中不正确的是( ) A．榨汁机要清洗干净，并晾干 B．发酵瓶要清洗干净，用无水酒精消毒 C．葡萄汁装入发酵瓶后，要密封充气口
D．发酵装置的排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连
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11．如图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：
(1)葡萄酒的酿制原理是先通气进行_________，以增加酵母菌的数量，然后再________获得葡萄酒。
(2)随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变小(可用密度计测量)，原因是__________。 (3)下列叙述中不正确的是( ) A．在甲中进行搅拌是为了增加溶氧量 B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗 C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳 D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生
(4)如果用葡萄酒来制作葡萄醋，请写出反应式：_____________________________。醋酸菌最适生长温度范围是______________________。
12．某同学利用图1所示装置制作苹果酒和苹果醋，请分析回答有关问题：
(1)可分别利用酵母菌和__________菌制作果酒和果醋，这两种微生物的主要区别是后者为__________(填“厌氧”、“好氧”或“兼性厌氧”)微生物。
(2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约1/3的空间，目的是__________________________。 (3)酵母菌利用苹果汁进行酒精发酵的反应式为____________________________，密封充气
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口后可用________________检测是否有酒精生成。
(4)要利用苹果酒继续发酵生产苹果醋，接种发酵所用菌种后，需要将发酵温度改变为________，并____________________________。
(5)图2中能表示装置内液体发酵过程中pH变化的曲线是________。
13．图1为某同学设计的用于制作果酒和果醋的发酵装置。图2为某研究小组的同学在对杨梅酒和杨梅醋的生产工艺进行考察后，绘制出的基本工艺流程图。请据图回答下列问题：
(1)用图1装置制作果酒时，充气管上的夹子在__________过程中要关闭。
(2)在用图1装置制作果酒的过程中，因某一步骤操作失误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作失误是______________。对该装置进行的改进是________________________。 (3)若利用图1装置制作果醋，装置上的改变是______________。
(4)图2中甲罐顶上的排气管被设计成了弯曲状的管，其目的是_______________________。发酵一定时间后，观察到发酵罐内液面不再有______产生，说明发酵基本完毕。 走进高考
14．(2014·江苏卷，24改编)某同学设计了右图所示的发酵装置，下列有关叙述不正确的是( )
A．该装置可阻止空气进入，用于果酒发酵 B．该装置便于果酒发酵中产生的气体排出
C．去除弯管中的水，该装置可满足果醋发酵时底层发酵液中大量醋酸菌的呼吸
D．去除弯管中的水后，该装置与巴斯德的鹅颈瓶作用相似
15．(2013·江苏卷，14)某研究性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是( )
A．酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高 B．先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵 C．与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好 D．适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖
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[答案]精析
1．A [果酒的制作菌种是酵母菌，是兼性厌氧菌，制作果醋的醋酸菌是好氧菌。] 2．C [两种装置都可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作；利用装置乙制作葡萄酒时，葡萄汁装入发酵瓶要留有大约1/3的空间；用于装置乙制作果酒时温度应控制在18～25 ℃，制作果醋时温度应控制在30～35 ℃；装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染。]
3．C [冲洗的目的是洗去浮尘，在冲洗过程中，杂菌和酵母菌被洗掉的机会是均等的；异养微生物都能利用糖；其他杂菌不能生长的根本原因是其他微生物不适应缺氧和酸性环境。] 4．B [酵母菌培养时，外界葡萄糖浓度过高，会导致酵母菌失水过多，影响代谢甚至死亡。] 5．D [用重铬酸钾检验酒精的实验不需加热。]
6．B [由于在制作果酒过程中，第一阶段需要的氧气来自装置中发酵液以上的空气，所以阀门a无需打开；果酒制作过程中，无论是有氧呼吸阶段还是无氧呼吸阶段，都会产生CO2，所以要偶尔打开阀门b，以排出装置中的CO2，A项正确；由于制作果醋所需的微生物是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，所以阀门a要始终打开，B项错误；乙图中过程②是无氧呼吸，需要在无氧条件下进行，C项正确；有氧呼吸(①＋③)需要氧气条件，醋酸发酵(④)也需要氧气，D项正确。]
7．B [在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸产生CO2和H2O，乙醇的产量降低，而酵母菌数量大大增加，使葡萄糖的消耗明显增加。]
8．B [玉米秸秆的主要成分是纤维素，要把它转化为葡萄糖才能被酵母菌利用发酵生产酒精，所以秸秆预处理用的酶应该是纤维素酶。而发酵产生酒精的微生物是酵母菌，在发酵过程中没有氧气时，才能进行无氧呼吸产生酒精，所以要严格密封。]
9．D [葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约1/3的空间，既有利于酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，又可防止果酒发酵时产生大量二氧化碳使果汁溢出；醋酸发酵是需氧发酵，应通入氧气，发酵时应敞开瓶口并在瓶口盖上纱布以防杂菌污染；制作果酒过程中定时拧松瓶盖既可排出气体又可避免杂菌污染；醋酸菌发酵的适宜温度比酵母菌高。]
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10．B [发酵中所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物，一旦污染菌种，将导致产量大大下降，甚至得不到产品。榨汁机要清洗干净，并晾干；发酵瓶要清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，防止器材上的杂菌进入发酵液；装入葡萄汁后，要密封充气口，防止空气中的杂菌进入；发酵装置的排气口通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，目的是阻挡外界空气中的菌种进入发酵液。]
11．(1)有氧呼吸 密封 (2)由于发酵时糖被消耗，产生酒精和CO2，酒精的密度比糖水低 (3)B
(4)C2H5OH＋O2――→CH3COOH＋H2O 30～35 ℃
[解析] 果酒制作的原理是先通气使酵母菌进行有氧呼吸，以使酵母菌繁殖，增加酵母菌的数量，然后再密封发酵使酵母菌无氧呼吸产生酒精。随着发酵程度加深，糖被消耗，酒精含量增加，酒精的密度比糖水低，液体密度会逐渐降低。在通气使酵母菌大量繁殖时，酵母菌的能量主要来自于葡萄糖，不可能被全部消耗，否则缺少原料，酵母菌不能进行无氧呼吸产生酒精。当氧气充足、糖源不足时，葡萄酒可转化为葡萄醋。醋酸菌最适生长温度范围是30～35 ℃。
12．(1)醋酸 好氧 (2)利于酵母菌进行繁殖；防止发酵旺盛时汁液溢出 (3)C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2 (酸性)重铬酸钾 (4)30～35 ℃ 适时通过充气口充气 (5)②
[解析] (1)制作果醋所用的微生物是醋酸菌。酵母菌是兼性厌氧微生物，而醋酸菌是好氧微生物。(2)加入苹果汁时，瓶内要留出大约1/3的空间，可利于酵母菌进行繁殖，同时防止发酵旺盛时汁液溢出。(3)在酸性条件下，重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。(4)制作果酒时所需的条件是厌氧、18～25 ℃，而制作果醋时所需的条件是有氧、30～35 ℃。(5)初期酵母菌进行酒精发酵时，产生的CO2使溶液pH略微下降，进行果醋发酵时，产生了大量的醋酸，使溶液pH快速下降，所以图2中符合条件的是曲线②。
13．(1)果酒发酵 (2)未及时排气 排气管改用长而弯曲的胶管 (3)去除充气管上的夹子 (4)防止空气中的微生物污染 气泡
[解析] (1)果酒发酵是厌氧发酵，充气管上的夹子在其发酵过程中要关闭。(4)将排气管设计成弯曲状的管，可防止空气中的微生物污染，同时可排出发酵过程中产生的CO2。 14．C [该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入，能用于果酒发酵，A正确；果酒发酵产
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酶
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生的CO2可溶解在弯管的水中，进一步通过水排出，B正确；醋酸菌是好氧菌，因没有通入无菌空气，去除弯管中的水后也不能满足底层发酵液中醋酸菌的呼吸需求，C错误；去除弯管中的水后，该装置的弯管部分也能防止空气中的微生物进入，与巴斯德的鹅颈瓶作用类似，D正确。]
15．D [醋酸菌是嗜热菌，果醋发酵所需的最适温度较高；A错误。进行果酒和果醋发酵实验时，要先隔绝空气进行果酒发酵，再通入氧气进行果醋发酵，B错误；人工接种菌种单一，自然发酵菌种多样，获得的产品品质较差，C错误；适当加大接种量，让菌体快速形成优势菌群，可以抑制杂菌生长，提高发酵速率，D正确。]
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