文档内容
第 32 讲 传统发酵技术的应用与发酵工程
内容要求——明考向 近年考情——知规律
(1)举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技
术生产的；(2)阐明发酵工程利用微生物进行发酵来生
2021·湖北卷(3)、2021·辽
产特定的产物；(3)举例说明发酵工程在医药、食品及
宁卷(8)、2021·全国乙卷
其他工农业生产上的应用；(4)利用乳酸菌发酵制作泡
(37)、2020全国卷Ⅲ(37)
菜(活动)；(5)利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋
(活动)。
考点一 传统发酵技术的应用
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023 版 创新设计 高考总复习
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1.发酵与传统发酵技术
(1)发酵的概念：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)传统发酵技术：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F229.TIF" \* MERGEFORMATINET2.泡菜制作
(1)菌种来源：附着在蔬菜上的乳酸菌。
(2)制作原理：在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
反应式：C H O ――→ 2C H O （乳酸 ）＋能量
6 12 6 3 6 3
（3）制作流程：
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（4）关键操作：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F231.TIF" \* MERGEFORMATINET3.制作果酒和果醋
（1）果酒制作与果醋制作的比较
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（2）具体流程及相关操作目的
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（1）泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件（×）
（2）泡菜坛的选择、发酵过程中坛沿要注满水都有利于泡菜的无氧发酵（√）
（3）泡菜制作过程可以随时取出食用不同酸味的泡菜（×）
（4）醋酸菌在无氧条件下利用乙醇产生乙酸（×）
（5）酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度高于果醋发酵温度（×）
（6）在果酒发酵后期松松瓶盖的间隔时间可延长（√）
（7）在家庭中用新鲜葡萄制作果酒时，需给发酵装置适时排气（√）
（8）在制作葡萄酒的过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行反复冲洗，这样才可以洗得彻底（×）
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选择性必修3 P “探究·实践”
6
1.为什么泡菜坛只能装八成满？
提示 泡菜坛装得太满时，会使盐水不容易完全淹没菜料，从而导致菜料变质腐
烂；同时发酵液可能会溢出坛外。泡菜坛留出一定空间，也方便拿取泡菜。
选择性必修3 P “探究·实践”
7
2.在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发
酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？
提示 制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发
酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁
机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不
要完全揭开瓶盖等。
选择性必修3 P “探究·实践”
6
3.乳酸菌是厌氧菌，发酵时需控制严格的无氧环境。尝试说出泡菜制作过程中制造
无氧环境的措施。
提示 ①选择气密性好的泡菜坛。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实，盐水没
过全部菜料。④盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并
注意在发酵过程中经常向水槽中补充水。
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1.日常生活中要多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是在腌制过程中，蔬菜中
的硝酸盐会被微生物还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐摄入过量或在特定条件下，会危
害人体健康。
2.制作的泡菜“咸而不酸”的原因：可能是食盐浓度过高、发酵温度过低导致泡菜
未能正常发酵。
3.葡萄酒呈现深红色的原因是在酒精发酵过程中，葡萄皮中的色素进入发酵液。
4.果酒发酵时先通气后密封的目的是酵母菌是兼性厌氧菌，因此果酒发酵时先通
气使酵母菌大量繁殖，后密封使酵母菌进行酒精发酵。INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023 版 创新设计 高考总复习
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1.果酒和果醋发酵改进装置及其分析
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2.泡菜发酵过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐含量的变化
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F234.TIF" \* MERGEFORMATINET
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。INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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考向1 结合果酒和果醋的制作过程考查科学探究能力
1（. 2020·江苏卷，18）某同学在线提交了在家用带盖玻璃瓶制作果酒和果醋的实验
报告，他的做法错误的是（ ）
A.选择新鲜的葡萄略加冲洗，除去枝梗后榨汁
B.将玻璃瓶用酒精消毒后，装满葡萄汁
C.酒精发酵期间，根据发酵进程适时拧松瓶盖放气
D.酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再进行乙酸发酵
答案 B
解析 制作葡萄酒时，选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄略加冲洗，并除去枝梗，
A正确；发酵瓶要清洗干净，用洗洁精洗涤，并用体积分数为70%的酒精消毒，葡
萄汁装入发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，不能装满，这样既可以为酵母菌大量
繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时发酵液溢出，B错误；酒精发酵过程
中会产生二氧化碳，为了释放出二氧化碳，要根据发酵进程适时拧松瓶盖放气，C
正确；由于乙酸发酵使用的菌种为醋酸菌，醋酸菌为好氧细菌，为了给乙酸发酵提
供充足的氧气，并防止空气中的杂菌污染，酒精发酵后去除瓶盖，盖一层纱布，再
进行乙酸发酵，D正确。
2.（2021·辽宁卷，8改编）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，再接入活化的醋酸菌，发酵5天。下列有关叙述错
误的是（ ）
A.乙醇既是乙酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖
B.酵母菌和醋酸菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C.酵母菌和醋酸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
答案 B
解析 当缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，同时乙醇
还可抑制杂菌繁殖，A正确；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸菌以二分裂的方
式进行增殖，B错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵生产乙
醇；醋酸菌为好氧菌，需持续通入无菌氧气，C正确；酒精发酵的适宜温度范围是
18～30 ℃，乙酸发酵的适宜温度范围为30～35 ℃，D正确。
3.（2022·河北衡水金卷）下面是果酒和果醋制作的实验流程以及某同学设计的果酒和果醋的发酵装置。根据图示回答下列问题：
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F235.TIF" \* MERGEFORMATINET
（1）图A中方框内的实验流程是___________________________________。
（2）冲洗的主要目的是 ，冲洗应特别注意不能 ，以防止菌种的
流失。
（3）图B装置中的充气口在 时关闭，在 时连接充气泵，并连
续不断地向内 。
（4）排气口在酒精发酵时排出的气体是由 产生的 ，在乙酸发酵
时排出的是_________________________________。
（5）写出与（4）题有关的反应式：
①_______________________________________________；
②________________________________________________。
（6）若果汁中含有醋酸菌，在酒精发酵旺盛时，醋酸菌能否将果汁中的葡萄糖发酵
为醋酸？ ，说明原因： 。
答案 （1）乙酸发酵 （2）除去污物 反复冲洗 （3）酒精发酵 乙酸发酵 泵入
空（氧）气 （4）酵母菌 CO （含氧量少的）空气、CO （5）
2 2
①C H O ――→2C H OH＋2CO ＋能量 ②C H O ＋2O ――→2CH COOH＋
6 12 6 2 5 2 6 12 6 2 3
2H O＋2CO ＋能量，C H OH＋O ――→CH COOH＋H O＋能量 （6）不能 因
2 2 2 5 2 3 2
为酒精发酵时的缺氧环境能抑制醋酸菌生长，且醋酸菌的发酵需要充足的氧气
解析 酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧时进行有氧呼吸，将葡萄糖彻底氧化分解，
无氧时进行酒精发酵，反应式分别为C H O ＋6O ――→6CO ＋6H O＋能量，
6 12 6 2 2 2
C H O ――→2C H OH＋2CO ＋能量。因此在制作果酒时，应在缺氧的环境中进
6 12 6 2 5 2
行。醋酸菌是好氧细菌，能够利用糖在有氧时生成乙酸；在糖源不足时，将乙醇变
为乙酸，反应式为C H O ＋2O ――→2CH COOH＋2H O＋2CO ＋能量，C H OH
6 12 6 2 3 2 2 2 5
＋O ――→CH COOH＋H O＋能量。在果酒制作过程中，排气口排出的是CO ，而
2 3 2 2
在果醋制作过程中，因醋酸菌是好氧细菌，需要连续充气，因此排气口排出的既有
CO ，又有含氧量较低的空气。
2
考向2 泡菜的制作，考查实验设计及方案实施能力4（. 2022·江苏百校联考，14）有关泡菜中亚硝酸盐含量的研究表明，亚硝酸盐的含
量高低和亚硝酸盐含量峰值时间的早晚与食盐的浓度有关（见下图），下列有关叙
述不正确的是（ ）
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A.食盐的浓度越高，亚硝酸盐生成快。亚硝酸盐含量峰值出现的早
B.取食泡菜时，时间别太长，防止空气进入
C.臭味的产生可能与取食过程中带入坛内油脂类物质有关
D.所用的食盐水经煮沸后可除去水中的氧气并杀灭杂菌
答案 A
解析 从图中可以看出，亚硝酸盐含量上升最快的是食盐浓度为5%时，其峰值出
现最早，当食盐浓度上升到7%，亚硝酸盐含量上升相对较慢，A错误；泡菜的制作
原理是利用乳酸菌在无氧条件下进行乳酸发酵，所以取食泡菜时，时间别太长，防
止空气进入，对乳酸菌有抑制作用，B正确；如果在取食过程中混入油脂，可能会
破坏发酵过程，使泡菜出现臭味，C正确；泡菜制作过程中，所用的食盐水经煮沸
后可除去水中的氧气并杀灭杂菌，D正确。
5（. 2022·湖南师大附中调研）泡菜制作方便、口味独特，深受人们喜爱。泡菜的腌制
方式、时间、温度等条件对泡菜品质有很大的影响，泡菜制作过程中的微生物数量
和亚硝酸盐含量变化也受人们的关注，利用生物学知识对泡菜腌制过程进行科学
管理意义重大。请回答下列问题：
（1）泡菜腌制过程中，进行发酵的主要微生物在细胞结构上属于 生物。不
能 采 用 加 入 抗 生 素 的 方 法 来 抑 制 杂 菌 的 原 因 是
_______________________________。
（2）在泡菜腌制的过程中，要注意相关条件的控制。首先，要选择合格的泡菜坛，并
用水封的方式密闭处理，以保证坛内发酵所需的 环境。另外，温度过高、
用量过少、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量 。泡菜
坛内常常会出现一层白膜，这是由产膜酵母繁殖形成的，酵母菌的代谢类型为。
（3）我们在日常生活中应多吃新鲜蔬菜，不宜多吃腌制蔬菜的原因是
_____________________________________________________________。
答案 （1）原核 抗生素会抑制乳酸菌的生长和繁殖 （2）无氧 食盐 增加
异养兼性厌氧型 （3）腌制蔬菜含有亚硝酸盐，亚硝酸盐在特定条件下会在体内
转化成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用
解析 （1）用于发酵泡菜的主要微生物是乳酸菌，其在细胞结构上属于原核生物。
由于细菌对抗生素（乳酸菌属于细菌）敏感，因此在泡菜的制作过程中，不能加入
抗生素，否则会抑制发酵菌种——乳酸菌的生长和繁殖。（2）乳酸菌是厌氧菌，向坛
盖边沿的水槽中注满水，目的是保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境。在泡菜腌
制的过程中，要注意控制腌制的时间、温度和食盐的用量。温度过高、食盐用量过
少、腌制时间过短，容易造成细菌大量繁殖，亚硝酸盐含量增加。酵母菌属于异养
兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸。
（3）日常生活中不宜多吃腌制蔬菜，是由于腌制蔬菜含有亚硝酸盐，亚硝酸盐在特
定条件下会在体内转化成亚硝胺，亚硝胺具有致癌作用。
考点二 发酵工程及其应用
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1.发酵工程的概念
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。
2.发酵工程基本环节分析
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F236+.TIF" \* MERGEFORMATINET
提醒 ①传统发酵技术得到的产品一般不进行分离、提纯，而发酵工程得到的产
品须根据发酵产品类型进行分离、提纯。
②发酵生产排出的气体和废弃物不能直接排放到外界环境中，以避免对环境造成
污染。
3.发酵工程的应用
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（1）在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种（√）
（2）分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法（√）
（3）在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌（√）
（4）乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产（×）
（5）发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关（√）
（6）单细胞蛋白是从微生物细胞中提取出来的（×）
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怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？
提示 发酵条件直接会影响微生物的生长和发酵产品的质量，发酵条件包括温度、
pH、溶解氧、通气量等。温度条件的调控可通过向冷却夹层通入冷水来调控；pH条
件的调控可在培养基中加入缓冲液，在发酵过程中加酸或碱；溶解氧的调控需根
据微生物的代谢类型，若微生物是需氧型的，可通过空气入口通入空气，并调整搅
拌叶轮转速增加溶解氧，若微生物是厌氧型的，需封闭空气入口，建立厌氧环境等。
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MERGEFORMATINET某生产谷氨酸的发酵装置，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸，但在酸性条件
下则容易形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺，由此可知环境条件不仅影响微生物的
生长繁殖，而且也会影响微生物代谢物的形成。
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1.发酵过程的影响因素
（1）温度
微生物分解有机物释放的能量，会引起发酵温度升高；机械搅拌也会产生一部分
热量引起发酵温度升高。此外，发酵罐壁散热，水分蒸发会带走部分热量，使发酵
温度降低。可用冷却水进行温度的调节。
（2）pH
pH发生变化的主要原因是培养液中营养成分的利用和代谢物的积累。例如，谷氨
酸的发酵生产：在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸；在酸性条件下则容易形成
谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺。调节和控制培养液pH的方法：在培养液中添加缓冲
液，在发酵过程中加酸或碱。
（3）溶解氧
好氧型微生物：溶解氧要充足；厌氧型微生物：严格的无氧环境，由发酵罐的通气
口来控制。
2.啤酒的工业化生产流程有8步，分为两个阶段
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\命题规律探究.tif" \*
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考向 结合发酵工程及其应用，考查社会责任
1（. 2018·江苏卷，16）某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究
下列叙述错误的是（ ）
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A.夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B.乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C.正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D.可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
答案 B
解析 果酒发酵的适宜温度为18～30 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行
降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此发酵过程中不需要通入空
气，B错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压
不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程
中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
2（. 2022·山东潍坊期中）发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩
大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。下列关于发酵工程的认识错
误的是（ ）
A.发酵工程具有条件温和、产物单一、污染小的特点
B.发酵工程的产品包括微生物的代谢产物和菌体本身
C.通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧和pH等
D.发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵
答案 D
解析 传统发酵技术和发酵工程都是利用各种微生物的代谢来实现相关产品的生
产的，D错误。
3.（2022·福建厦门期中）下图所示为发酵工程生产产品的流程图，据图回答：
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\X238.tif" \* MERGEFORMATINET（1）若能生产人生长激素的工程菌是通过①培育的，①应该是 ；若高产青
霉素菌种是通过②培育的，②应该是 。
（2）根据培养基的用途，可以将它们分为 培养基和 培养基。各种
培养基的具体配方不同，但一般都含有 等营养成分。
培养基在使用之前要用 进行灭菌。
（3）整个过程的中心环节是 ，在该时期要随时取样检测培养基中的
等。同时，要严格控制 等发酵条件，因为环境条件不仅会影响微生物的生
长繁殖，而且会影响微生物 的形成。
（4）在发酵过程中要不断搅拌的目的是① ；②
。
（5）发酵产品分离、提纯时要根据产品的类型不同选择合适的方法。如果发酵产品
是菌体本身，常常采用 等方法分离、提纯；如果发酵产品是微生物的代谢
物，还要根据 采取适当的方法分离、提纯。
答案 （1）基因工程 诱变育种 （2）选择 鉴别 碳源、氮源、水、无机盐 高
压蒸汽灭菌法 （3）发酵过程 微生物数量、产物浓度 溶氧量、pH和温度 代
谢物 （4）增加溶氧量 使菌种与培养液充分接触，提高原料的利用率
（5）过滤、沉淀 产物的性质
重温真题 经典再现
1.（2021·山东卷，12）葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是（ ）
A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌
C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的
D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加
答案 D
解析 酵母菌是兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸（彻底的氧化分解，释放大量的
能量，有利于酵母菌的繁殖），又可以进行无氧呼吸（释放少量能量，产生酒精），A正确；自然发酵制作葡萄酒的菌种主要来自于葡萄皮表面的野生型酵母菌，B正
确；制作的葡萄酒的颜色来自葡萄皮中的色素，C正确；随着发酵的进行，酵母菌
进行无氧呼吸，消耗糖，所以糖含量减少，D错误。
2（. 2021·湖北卷，3）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CO
2
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菌
答案 B
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CO ，从而使馒头变得松软，B正确；在米酒制作
2
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。
3（. 2021·海南卷，17）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
答案 D
解析 参与果酒制作的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；参与果醋制作的
醋酸菌是好氧菌，因此果醋发酵需要有氧条件，B错误；不同的发酵过程需要的温
度不同，C错误；果酒、果醋和泡菜发酵后形成的溶液都呈酸性，D正确。
4（. 2021·全国乙卷，37）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分
解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油
在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\21S37.tif" \* MERGEFORMATINET回答下列问题：
（1）米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，
大豆中的 可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长
提供 。
（2）米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过
程所需的酶类，这些酶中的 、 能分别将发酵池中的蛋白质和脂
肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和 。
米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于
（填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”）微生物。
（3）在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于 （填“真核生物”或“原核生
物”）；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是 。在该
阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑
制杂菌生长的物质是 （答出1点即可）。
答案 （1）蛋白质 碳源 （2）蛋白酶 脂肪酶 氨基酸 异养好氧 （3）原核生
物 酒精和CO 乳酸（酒精、食盐）
2
解析 （1）大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于
多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。（2）蛋白质和脂肪的分解
需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。依题意
可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，故米曲霉的
代谢类型为异养好氧型。（3）乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧微生物，在无
氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和 CO 。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵
2
母菌，它们产生的乳酸和酒精均会抑制杂菌生长，同时，加入的食盐也有抑制杂菌
生长的作用。
课后·分层训练
（时间：35分钟）
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考点一 传统发酵技术的应用1（. 2020·北京等级模考，15）发酵食品是中国传统食品中一个重要的类别，承载了
中华民族悠久的历史和丰富的文化内涵。请结合所学发酵知识和生活经验，指出
下列未经发酵的商品是（ ）
A.泡菜 B.食醋 C.豆腐 D.酸奶
答案 C
解析 泡菜的制作需要经过乳酸菌发酵，A不符合题意；食醋的制作需要经过醋
酸菌发酵，B不符合题意；豆腐的制作不需要经过发酵，C符合题意；酸奶是通过
乳酸菌发酵制成的，D不符合题意。
2.（ 2022·山东日照模拟）下列关于果酒、果醋和泡菜制作的叙述，正确的是 （
）
A.制作果酒时，反复冲洗葡萄以避免杂菌污染
B.控制好温度和酸碱度既有利于目的菌的繁殖，又可抑制杂菌的生长
C.制作果醋和泡菜的主要微生物是原核生物，呼吸类型相同
D.发酵过程中所有材料都需要进行严格的灭菌处理，以免杂菌污染
答案 B
解析 传统发酵时，果酒制作过程中不能反复冲洗葡萄，以免葡萄皮上的酵母菌
丢失，A错误；控制好温度和酸碱度既有利于目的菌的繁殖，又可抑制杂菌的生长，
B正确；制作果醋和泡菜的主要微生物分别是醋酸菌、乳酸菌，它们都是原核生物
但呼吸类型不同，醋酸菌是好氧细菌，乳酸菌是厌氧细菌，C错误；传统发酵的操
作过程中进行消毒处理，但没有进行严格的灭菌处理，D错误。
3.（2022·东北师大附中调研）下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是（ ）
A.制作果酒最快捷的途径是先制果醋，再制果酒
B.酿制果醋所需的酵母菌和醋酸菌的发酵底物、条件完全相同
C.制作腐乳需利用毛霉产生的酶分解豆腐中的蛋白质等物质
D.制作果酒、果醋和腐乳过程都应防止微生物的生长、繁殖
答案 C
解析 制作果酒最快捷的途径是利用酵母菌发酵，A错误；酵母菌的发酵底物一
般是葡萄糖，醋酸菌的发酵底物是葡萄糖或乙醇，且发酵条件相同，B错误；毛霉
等多种微生物分泌的蛋白酶，能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，C正确；制
作果酒、果醋和腐乳过程都需要微生物的生长、繁殖，果酒制作利用的菌种是酵母
菌，果醋制作利用的菌种是醋酸菌，腐乳制作利用的菌种是毛霉，D错误。
4（. 2022·山东烟台调研）利用卷心菜发酵制作泡菜的过程中，乳酸菌、酵母菌细胞
数量和pH的变化如图所示。下列叙述不正确的是（ ）INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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A.酵母菌和乳酸菌均有核膜包被的细胞核
B.发酵初期乳酸菌建立了明显的菌种优势
C.前6天pH下降主要由乳酸菌代谢引起
D.发酵中期酵母菌通过无氧呼吸为细胞增殖提供能量
答案 A
解析 乳酸菌是原核生物，细胞内没有核膜包被的细胞核，A错误；根据题图中乳
酸菌和酵母菌的数量变化曲线对比分析可知，发酵初期乳酸菌远多于酵母菌，所
以乳酸菌成了明显的优势菌种，B正确；结合曲线图分析，前6天，由于乳酸菌远
多于酵母菌，其产生的乳酸会降低培养液的pH，C正确；由于整个发酵过程都是
在无氧条件下进行的，在发酵中期，酵母菌只能通过无氧呼吸为细胞增殖提供能
量，D正确。
考点二 发酵工程及应用
5（. 2022·辽宁大连模拟）发酵工程在现代生物工程中的地位越来越重要。下列有关
发酵过程的叙述，错误的是（ ）
A.密闭式发酵罐的设计成功使大规模生产发酵产品得以实现
B.要随时取样，检测培养液的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程
C.在发酵过程中不需要向装置中再添加必需的营养组分
D.要严格控制温度、pH、溶解氧等发酵条件
答案 C
解析 在发酵过程中需要向装置中添加必需的营养组分，C错误。
6.（2022·襄阳四中调研）下列关于发酵工程的说法，错误的是（ ）
A.在菌种选育过程中，可以利用人工诱变或基因工程等手段
B.虽然青霉素是抗生素，但在青霉素生产过程中仍然需要严格灭菌
C.发酵时，发酵条件变化会影响微生物生长，不影响微生物的代谢途径
D.发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取等方法提取答案 C
解析 在菌种选育过程中，可以利用人工诱变和基因工程等手段，A正确；青霉素
是抗生素，但其并不能杀灭所有微生物，所以其生产过程也要灭菌，B正确；在谷
氨酸发酵过程中，pH呈中性和弱碱性时积累谷氨酸，而pH呈酸性时易形成谷氨
酰胺和N乙酰谷氨酰胺，C错误；发酵工程的产品可以采用过滤、沉淀、蒸馏、萃取、
离子交换等方法提取，D正确。
7（. 2022·广东东莞调研）从传统发酵技术到发酵工程，发酵技术的发展为人们提供
了丰富多样的食品和药物等。下列相关叙述错误的是（ ）
A.醋酸菌能以酵母菌的某种代谢产物为原料合成醋酸
B.无氧条件下利用大肠杆菌发酵大规模生产青霉素
C.腐乳味道鲜美是因为毛霉等产生的蛋白酶将蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽
D.甜面酱、酱油、豆豉等都是利用传统发酵技术制作的食品
答案 B
解析 醋酸菌在缺乏糖源时，能以酒精为原料合成醋酸，A正确；青霉素由青霉菌
合成，青霉菌为需氧型生物，需在有氧条件下发酵，另外，青霉素对许多细菌具有
较强的杀伤性，不宜用大肠杆菌生产青霉素，B错误；毛霉等产生的蛋白酶可将豆
腐中的蛋白质分解为氨基酸和小分子的肽，使腐乳味道鲜美、易于消化吸收，C正
确；除泡菜、果酒、果醋、腐乳外，甜面酱、酱油、豆豉等也是利用传统发酵技术制
作的食品，D正确。
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8.（2022·辽宁大连模拟）陈醋是我国发明的传统调味品之一，酿制及食用已有 3
000多年历史。陈醋生产工艺流程如图所示。
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（ 1 ） 在 糖 化 阶 段 添 加 淀 粉 酶 制 剂 需 要 控 制 反 应 温 度 ， 这 是 因 为
_________________________________________________。
（2）在酒精发酵阶段需添加酵母菌，在操作过程中，发酵罐先通气，后密闭。先通气
的目的是______________________________________________。
技术员定时抽取发酵液，向发酵液中滴加酸性重铬酸钾溶液，以是否呈现色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该
。
（3）利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在 时，将糖分解成醋酸；
二是在缺少糖源时，利用酒精生成醋酸。
（4）研究表明，在陈醋的酿造过程中，起主导作用的是醋酸菌，而乳酸菌也存在于
醋醅中，其代谢产生的乳酸是影响陈醋风味的重要因素。成熟醋醅中乳酸菌的种
类明显减少，主要原因是发酵后期 （至少写出2种）等环境因素
的变化， ，淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 （1）酶在最适温度下催化能力最强 （2）让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，
有利于密闭发酵时获得更多的酒精 灰绿 设计对照实验 （3）氧气和糖源都充
足 （4）氧气、营养物质、pH 加剧了不同种乳酸菌之间的种间竞争
解析 （1）分析流程图可知，糖化阶段就是淀粉在淀粉酶作用下水解产生葡萄糖
的过程，酶在最适温度下活性最强，因此在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温
度。（2）酵母菌属于兼性厌氧型微生物，在有氧条件下能够大量繁殖，在无氧条件
下进行无氧呼吸产生酒精。因此在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后密闭。通气的
目的是让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，有利于密闭时获得更多的酒精。酸性条
件下重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色，故可滴加酸性重铬酸钾溶液观察是否呈现灰
绿色来判断是否有酒精产生，若要使检验的结果更有说服力，应该设计对照实验。
（3）利用醋酸菌获得醋酸的条件有两种情况，一是在氧气和糖源都充足时，醋酸菌
将糖分解成醋酸；二是在缺少糖源时，醋酸菌利用酒精生成醋酸。（4）成熟醋醅中
乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期氧气、营养物质、pH等环境因素的
变化，加剧了不同种乳酸菌之间的种间竞争，淘汰了部分乳酸菌种类。
9（. 2022·山东部分重点中学模拟）泡菜在我国历史悠久，流传广泛，是人们喜爱的
开胃食品。泡菜的制作离不开乳酸菌。请回答下列问题：
（1）欲用新鲜的泡菜滤液分离纯化乳酸菌，首先需要对泡菜滤液进行 后
涂平板，以便分离得到单菌落。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透
明，乳酸菌代谢过程中产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙，故分离纯化时应挑
选出具有 的菌落作为候选菌。
（2）在泡菜制作过程中，需要加入一定量的食盐。如果食盐加入过多，会导致所制
作的泡菜咸而不酸，其原因是_______________________________________。
（3）在泡菜制作过程中，密封发酵坛的目的是 。在泡菜制作过程中，向
发酵坛中加入香辛料的主要作用是 。
（4）为了身体健康，应少吃泡菜，这是因为泡菜中含有较多的亚硝酸盐。测定亚硝
酸盐含量时，从泡菜坛中取样后应迅速封坛，其目的是_________________。答案 （1）梯度稀释 透明圈 （2）食盐浓度过高会抑制乳酸菌的发酵
（3）给乳酸菌发酵提供无氧环境 调制泡菜的风味 （4）防止泡菜被污染
解析 （1）由于泡菜滤液中乳酸菌的浓度高，直接取泡菜滤液培养乳酸菌很难分
离得到单菌落，故分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀
释。由于乳酸菌代谢过程中产生的乳酸可以溶解培养基中的碳酸钙，从而形成透
明圈，故应挑选出培养基中具有透明圈的菌落作为候选菌。（2）盐水浓度过大会抑
制乳酸菌发酵，导致产生的乳酸过少。（3）因为乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，所
以为了给乳酸菌发酵提供无氧环境，发酵坛需要密封。香辛料可以调制泡菜的风
味。（4）测定亚硝酸盐含量时，从泡菜坛中取样后应迅速封坛，防止泡菜被污染。
10（. 2022·山东济宁期中）如图是传统发酵技术的部分制作装置及操作步骤示意图
请据图回答下列问题：
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F240.TIF" \* MERGEFORMATINET
（1）A 和 B 装置中，适用于果醋制作的是 ，判断的理由是
_______________________________________________________________。
（2）在葡萄酒的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于 。
（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当
都充足时，醋酸菌可将糖分解成醋酸；在缺少糖源时，醋酸菌可将乙醇转化为
，再进一步转变为醋酸。
（4）进行果酒制作时，A装置中的发酵液不能装满，从微生物代谢的角度分析，其
目的是 ，该发酵需要的温度条件是
℃。
（5）C 装置是制作 的装置，其中在发酵坛盖沿上加水的目的是
________________________________________________________________。
答案 （1）B 该装置可不断通气，以满足制作果醋时醋酸菌对氧气的需求
（2）附着在葡萄皮上的野生酵母菌 （3）氧气和糖源 乙醛 （4）满足酵母菌进行
有氧呼吸时对氧气的需求 18～30 （5）泡菜 增强密封性，创造无氧环境
解析 （1）A装置属于密封装置，B装置有通气孔，A和B装置中，适用于果醋制
作的是B装置，因为醋酸菌是好氧细菌，发酵容器需要设有通气孔。（2）在葡萄酒
的自然发酵过程中，酵母菌主要来源于附着在葡萄皮上的野生酵母菌。（3）醋酸菌是一种好氧细菌，只有当条件适宜时，才能进行旺盛的生理活动。当糖
源和氧气都充足时，醋酸菌可将糖分解成醋酸；在缺少糖源的条件下，醋酸菌可将
乙醇转化为乙醛，再进一步转变为醋酸。（4）A装置中的发酵液不能装满，因为果
酒制作初期，酵母菌要进行有氧呼吸产生能量以满足自身大量繁殖所需，酵母菌
酒精发酵需要的温度条件是18～30 ℃。（5）C装置是制作泡菜的装置，其中在发
酵坛盖沿上加水的目的是增强密封性，创造无氧环境。
11（. 2022·长沙一中调研）人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。如
图为果酒、果醋制作流程和分离纯化菌种的方法，据图回答下列问题。
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（1）家庭制作果酒时，选择新鲜的葡萄冲洗，应特别注意不能 ，以防止葡
萄皮上的菌种流失。在冲洗之 （填“前”或“后”）去梗，其目的是
。
（ 2 ） 制 作 葡 萄 酒 和 葡 萄 醋 所 用 的 主 要 微 生 物 的 代 谢 类 型 分 别 是
________________________________________________________。
（3）酒精发酵时，每隔一段时间需要拧松瓶盖或打开气阀，目的是
________________________________________________________________。
该过程中检测酒精产生时可用溶有重铬酸钾的 （填“稀盐酸”或“浓硫
酸”）溶液。
（4）为了提高产品的品质，需要人工培养纯净的菌种。图2中获得酒精发酵所需要
的纯净菌种的方法是 ，操作结束时，仍需要对接种工具进行灼烧的目的
是________________________________。
答案 （1）反复冲洗 后 防止杂菌污染 （2）异养兼性厌氧型、异养需氧型
（3）防止产生过多的CO 引起爆炸 浓硫酸 （4）平板划线法 及时杀死接种工
2
具上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者（合理即可）
解析 （1）家庭制作果酒时，菌种来自新鲜的葡萄皮，为防止葡萄皮上的菌种流失，
应特别注意不能反复冲洗。在冲洗之后去梗，其目的是防止杂菌污染。
（2）制作葡萄酒所用的主要微生物是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型，制作
葡萄醋的菌种是醋酸菌，其代谢类型是异养需氧型。（3）酒精发酵时会产生CO ，
2
过多的CO 会使发酵瓶中气压升高，严重时会引起爆炸。橙色的重铬酸钾在酸性
2条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色，可据此检测酒精，因稀盐酸与重
铬酸钾会发生反应，所以在操作中可用溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液。（4）为了提高
产品的品质，需要人工培养纯净的菌种。图2表示平板划线法，划线操作结束时，
仍需要对接种工具进行灼烧，目的是及时杀死接种工具上残留的菌种，避免细菌
污染环境和感染操作者。
12（. 2021·潍坊一中期末）豆豉，古代称为“幽菽”，是一种以大豆为原料利用毛霉、
曲霉或者细菌等微生物发酵制成的食品，是我国传统饮食文化的重要组成部分，
在《齐民要术》、《本草纲目》等都有记载。研究人员用酪蛋白、牛肉膏、磷酸氢二钾、
溴麝香草酚蓝等配制了培养基，对传统豆豉发酵过程中的微生物进行分离纯化，
成功的筛选出了能高产蛋白酶的芽孢杆菌菌株，过程如下图所示。
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（1）该实验制备固体培养基时，通常需要在液体培养基中加入 。接种前，
科研人员随机取若干制备的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是 。
（2）初选时常用 法进行分离，培养前需要梯度稀释的目的是
。
（3）酪蛋白在固体培养基中溶解性差，导致配制的培养基不透明。在培养基中加入
酪蛋白的作用是 ，从功能上说这种培养基属
于 培养基。
（4）富集培养可以迅速增加芽孢杆菌的数量，培养过程宜选用液体培养基的原因
是 。
答案 （1）琼脂 检测制备的空白平板是否被污染 （2）稀释涂布平板 （使聚集
的微生物分散成单个细胞）便于获得单菌落 （3）提供营养物质和鉴别筛选产蛋
白酶的菌株 鉴别 （4）能增大菌体与培养基的接触面积，为菌株的生长和繁殖
提供更多的营养和空间
解析 （1）要制备固体培养基，需要加入琼脂。随机取若干制备的空白平板先培养
一段时间，可以检测制备的空白平板是否被污染。（2）常用稀释涂布平板法进行初
选分离，梯度稀释便于获得单菌落。（3）酪蛋白可以提供营养物质，且可以鉴别筛
选产蛋白酶的菌株。该培养基属于鉴别培养基。（4）液体培养基可以增大菌体与培
养基的接触面积，为菌株的生长和繁殖提供更多的营养和空间。
