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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第33講　傳統發酵技術的應用和發酵工程及其應用
[素養目標]
1．通過果酒和果醋的制作，認識不同類型微生物的應用，并根據各自特點理解其操作過程。(生命觀念、科學思維)
2．結合泡菜的制作，科學認識生活中用到的生物學知識。(生命觀念、科學探究)
3．結合生活或生產實例，舉例說出發酵工程的原理及進行簡單的設計和制作。(生命觀念、科學探究)
　傳統發酵技術的應用
一、發酵與傳統發酵技術
1．發酵的概念
發酵是人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。
2．傳統發酵技術
(1)概念：直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保存下來的面團、鹵汁等發酵物中的微生物進行發酵、制作食品的技術。
(2)類型：以混合菌種的固體發酵和半固體發酵為主。
二、傳統發酵食品的制作
1．泡菜的制作
(1)菌種來源：附著在植物體表面的乳酸菌，常見種類有乳酸鏈球菌和乳酸桿菌。
(2)原理：乳酸菌的無氧呼吸，反應簡式為C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。
2．制作過程
(1)配制鹽水：用清水和食鹽配制質量百分比為5%～20%的鹽水，煮沸冷卻待用。
(2)原料裝壇：將新鮮的蔬菜洗凈，切分成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續裝至八成滿。
(3)鹽水裝壇：將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使其沒過全部菜料，蓋好壇蓋。
(4)封壇發酵：向壇蓋邊沿的水槽中注滿水，并在發酵過程中注意經常向水槽中補充水，根據室內溫度控制發酵時間。
3．果酒和果醋的制作
(1)制作原理與發酵條件
(2)制作過程
①器具的清洗、消毒：發酵瓶、榨汁機要用洗潔精清洗干凈，并用體積分數為70%的酒精消毒，晾干備用。
②材料的選擇和處理：選擇新鮮的葡萄，先用清水沖洗1～2次，再去除枝梗和腐爛的籽粒，瀝干。
③榨汁裝瓶：用榨汁機榨取葡萄汁，將葡萄汁裝入發酵瓶，要留大約1/3的空間，蓋好瓶蓋。
④酒精發酵：將溫度控制在18～30 ℃，每隔12 h左右將瓶蓋擰松一次，發酵時間為10～12 d，可通過發酵瓶口取樣來對發酵的情況進行監測。
⑤醋酸發酵：當葡萄酒制作完成后，打開瓶蓋，蓋上一層紗布，進行葡萄醋的發酵。溫度嚴格控制在30～35 ℃，時間為7～8 d。
1．(選擇性必修3 P5黑體)發酵的實質是將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。(√)
2．(選擇性必修3 P5文字與反應簡式)乳酸菌是厭氧細菌，無氧呼吸產物是乳酸與CO2。(×)
3．(選擇性必修3 P6“探究·實踐”)亞硝酸鹽會危害人體健康，一定要禁止食用。(×)
4．(選擇性必修3 P7“探究·實踐”)葡萄酒的自然發酵中，起主要作用的是突變型酵母菌。(×)
5．(選擇性必修3 P7正文與反應簡式)只要O2充足醋酸發酵的產物是一樣的。(×)
6．(選擇性必修3 P7“探究·實踐”)制作果酒和果醋的連續過程中要保持溫度恒定。(×)
1．選擇性必修3 P7“探究·實踐”：制作泡菜(節選)(1)用水密封泡菜壇的目的是________________________________________________________________________，
這說明泡菜制作需要在________條件下進行。
(2)泡菜壇只能裝八成滿，其主要原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)給泡菜壇內創造無氧環境　無氧
(2)在泡菜發酵初期，由蔬菜表面帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活躍，它們可進行發酵，發酵產物中有較多的CO2，如果泡菜壇裝得太滿，發酵液可能會溢出壇外
2．選擇性必修3 P7“探究·實踐”：制作果酒和果醋(節選)在葡萄酒的制作過程中，發酵液中會產生氣泡，這是因為________________；如果是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發酵時間的延長，由果皮進入發酵液的______________________會越來越多，因而發酵液的顏色會逐漸加深變成深紅色。果醋發酵過程中一般不會出現氣泡，發酵完成時，在發酵液的液面上會出現一層菌膜，這是________膜。
提示：酵母菌發酵產生CO2　花青素　醋酸菌
1．泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽的變化[科學思維]
發酵時期 乳酸菌 乳酸 亞硝酸鹽
發酵初期 少(有O2，乳酸菌活動受抑制) 少 增加(硝酸鹽還原菌的作用)
發酵中期 最多(乳酸抑制其他菌活動) 積累、增多、pH下降 下降(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)
發酵后期 減少(乳酸繼續積累，pH繼續下降，抑制其活動) 繼續增多，pH繼續下降 下降至相對穩定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
變化曲線
注意 亞硝酸鹽是硝酸鹽還原菌促進硝酸鹽還原形成的，而不是硝化細菌氧化氨形成的
2.制作泡菜的注意事項[科學探究]
(1)營造無氧環境
①選擇的泡菜壇要密封性好；②加入蔬菜后要注入煮沸冷卻的鹽水，使鹽水沒過全部菜料；③蓋上壇蓋后要在壇蓋邊沿的水槽中注滿清水。
(2)控制適宜的發酵溫度
溫度過高易致雜菌滋生；溫度過低不利于乳酸發酵，會使發酵時間延長。
(3)控制發酵時間
一般在腌制10天后，亞硝酸鹽含量開始下降。但泡菜發酵時間并不是越長越好，一方面發酵時間過長，可能會產生其他有害物質，另一方面，發酵時間過長，乳酸含量過高，口味不佳。
3．果酒制作與果醋制作的比較[科學思維]
果酒制作 果醋制作
發酵菌種 酵母菌 醋酸菌
生物學分類 單細胞，真核生物 單細胞，原核生物
代謝方式 異養兼性厭氧型 異養需氧型
菌種來源 附著在葡萄皮上的野生型酵母菌 空氣中
發酵產物 酒精、二氧化碳 醋酸、水
發酵 條件 溫度 一般控制在18～30 ℃ 30～35 ℃
時間 10～12 d 7～8 d
氧氣 初期需氧，后期不需氧 始終需要氧
4.果酒和果醋改進裝置及其分析[科學探究]
裝置的使用：使用該裝置制作果酒時，應該關閉充氣口；制作果醋時，應將充氣口連接充氣泵，輸入空氣。
[探究意圖：以家庭泡菜的制作為情境信息考查實驗與探究能力]
　家庭泡菜的制作方法：新鮮的蔬菜經過整理、清潔后，放入徹底清潔并用白酒擦拭過的泡菜壇中，然后向壇中加入鹽水、香辛料及一些“陳泡菜水”，密封后置于陰涼處，最適環境溫度為28～30 ℃。有時制作的泡菜會“咸而不酸”或“酸而不咸”。在實驗室或工廠化生產泡菜時，還要跟蹤檢測泡菜腌制過程中產生的亞硝酸鹽含量。
(1)說出泡菜制作的原理。
提示：泡菜制作的原理是在缺氧的環境條件下，乳酸菌發酵可產生大量乳酸。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是什么？
提示：泡菜鹽水濃度過高，乳酸菌會通過滲透作用失水，抑制乳酸菌生長，制作的泡菜會“咸而不酸”。
(3)向泡菜壇加入“陳泡菜水”的作用是什么？
提示：提供乳酸菌菌種。
突破點1　
1．關于發酵的敘述，不正確的是(　　)
A．發酵就是無氧呼吸
B．發酵是將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程
C．酒精發酵是由活的酵母菌引起的
D．利用微生物能夠生產出人們所需多種產物的原因是不同的微生物具有產生不同代謝物的能力
解析：發酵包括有氧發酵和無氧發酵，A錯誤；發酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程，B正確；酒精發酵是由活的酵母菌引起的，C正確；不同的微生物具有產生不同代謝物的能力，因此利用微生物能夠生產出人們所需的多種產物，D正確。
答案：A
2．下列有關傳統發酵技術的敘述，不正確的是(　　)
A．傳統發酵以混合菌種的固體發酵和半固體發酵為主
B．在制作腐乳的過程中，多種微生物參與了豆腐的發酵，其中起主要作用的是毛霉
C．腐乳味道鮮美的原因在于大分子蛋白質被分解成了小分子的肽和氨基酸
D．傳統發酵技術都是直接利用的天然原料中的微生物
解析：傳統發酵技術是指直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發酵保存下來的發酵物中的微生物進行發酵、制作食品的技術，D錯誤。
答案：D
突破點2　
3．下列關于泡菜制作的敘述，正確的是(　　)
A．主要菌種是真菌
B．制作過程不必嚴格執行無菌操作
C．所用裝置不需要密封
D．所用菌種需要人工接種
解析：制作泡菜的主要菌種是乳酸菌，不是真菌，A錯誤；乳酸菌耐酸性環境，其產生的乳酸可以抑制其他微生物的生長，泡菜制作過程不必嚴格執行無菌操作，B正確；乳酸菌是厭氧細菌，泡菜制作的過程需要密封，C錯誤；泡菜制作過程所用的菌種來源于蔬菜表面，D錯誤。
答案：B
4．利用卷心菜發酵制作泡菜的過程中，乳酸菌、酵母菌細胞數量和pH的變化如圖所示。下列敘述不正確的是(　　)
A．酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的細胞核
B．發酵初期乳酸菌建立了明顯的菌種優勢
C．前6天pH下降主要由乳酸菌代謝引起
D．發酵中期酵母菌通過無氧呼吸為細胞增殖提供能量
答案：A
1．泡菜發酵時間是不是越長越好？說明理由。
提示：泡菜發酵時間長，亞硝酸鹽含量低，但是發酵時間過長，會產生其他有害物質。
2．為什么含有抗生素的牛奶不能發酵成酸奶？
提示：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的發酵作用。抗生素能夠殺死或抑制乳酸菌的生長，因此含有抗生素的牛奶不能發酵成酸奶。
突破點3　
5．(多選) (2021·山東卷改編)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法正確的是(　　)
A．無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B．自然發酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是野生型酵母菌
C．葡萄酒的顏色是葡萄皮中的色素進入發酵液形成的
D．制作過程中隨著發酵的進行發酵液中糖含量增加
解析：無氧條件下酵母菌進行無氧呼吸，產生酒精和二氧化碳及少量能量，繁殖能力弱，能存活但不能大量繁殖，A正確；自然發酵制作葡萄酒時，起主要作用的是葡萄表面存留的野生型酵母菌，B正確；葡萄皮中含有豐富的色素，發酵過程中，這些色素釋放出來使葡萄酒顯示相應的顏色，C正確；釀酒過程中，酵母菌進行呼吸作用的底物是葡萄糖，發酵液中的糖由于不斷消耗而不斷減少，D錯誤。
答案：ABC
6．下面是利用微生物制作葡萄酒的流程示意圖，請回答下列有關問題：
→→→→
(1)葡萄酒制作的原理是利用________分解葡萄糖生成________，該物質在無氧條件下，轉變成酒精。
(2)葡萄除梗應在沖洗后完成，原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)葡萄酒制作過程中，在沒有嚴格滅菌的條件下，通過控制________和________措施，使酵母菌大量繁殖而成為優勢菌種。由于酵母菌能在缺氧、________的發酵液生長繁殖，而其他微生物不能，所以果酒制作過程不需嚴格滅菌。
(4)在葡萄酒制作過程中出現葡萄酒變酸現象，其原因可能是發酵液中混有乳酸菌發酵產生乳酸；也可能是____________________，導致醋酸菌生長繁殖，產生醋酸。
解析：(1)葡萄酒是利用酵母菌將葡萄糖分解成丙酮酸，在無氧條件下該物質轉變成酒精。(2)葡萄先沖洗再除梗是為了避免除梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。(3)在有氧條件下酵母菌會大量繁殖，故應控制溫度和通入氧氣。在缺氧時酵母菌能進行無氧呼吸產生二氧化碳，使發酵液變酸，而其他微生物不能生長，所以果酒制作過程不需要嚴格滅菌。(4)酒變酸也有可能是發酵容器密閉不嚴，酒精在醋酸菌的作用下生成了醋酸。
答案：(1)酵母菌　丙酮酸　(2)避免除梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會　(3)溫度　通入氧氣　酸性　(4)發酵容器密閉不嚴
　發酵工程及其應用
一、發酵工程的基本環節
發酵工程一般包括菌種的選育，擴大培養，培養基的配制、滅菌，接種，發酵，產品的分離、提純等方面。
二、發酵工程的應用
1．在食品工業上的應用
(1)生產傳統的發酵產品。
(2)生產各種各樣的食品添加劑。
(3)生產酶制劑。
2．在醫藥工業上的應用
(1)青霉素的發現和產業化生產推動了發酵工程在醫藥領域的應用和發展。
(2)發酵工程逐步擴展到了其他抗生素、多種氨基酸、激素和免疫調節劑等的生產領域。
3．在農牧業上的應用
(1)生產微生物肥料。
(2)生產微生物農藥。
(3)生產微生物飼料。
4．在其他方面的應用
發酵工程正滲透到幾乎所有的工農業領域，在助力解決糧食、環境、健康和能源等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻。
1．(選擇性必修3 P22~23圖1 9文字)在菌種確定之前就要選擇原料制備培養基。(×)
2．(選擇性必修3 P22~23圖1 9文字)發酵罐內發酵是發酵工程的中心環節。(√)
3．(選擇性必修3 P24正文)發酵工程在食品工業、醫藥工業和農牧業等許多領域得到了廣泛的應用。(√)
1．選擇性必修3 P23“思考·討論”節選：
(1)微生物菌種資源豐富，選擇發酵工程用的菌種時需要考慮的因素有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：在低成本的培養基上能迅速長繁殖；生產所需代謝物的產量高，發酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等
(2)怎樣對發酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？
提示：要對溫度、pH、溶解氧等發酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必要的營養組分。
2．選擇性必修3 P22～23圖1 9：某生產谷氨酸的發酵裝置，在中性和弱堿性條件下會積累谷氨酸，但在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N 乙酰谷氨酰胺，由此可知________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：環境條件不僅影響微生物的生長繁殖，而且也會影響微生物的代謝物的形成
1．發酵工程中心環節的分析[生命觀念]
2．啤酒的工業化生產流程及發酵過程[科學思維]
(1)啤酒發酵的工業化生產流程及操作目的
(2)啤酒發酵的過程及內容
(3)“精釀”啤酒與“工業”啤酒的區別
[探究意圖：以發酵工程為情境信息考查創新能力]
選擇性必修3 P28“拓展應用1”：
(1)青霉素發酵是高耗氧過程，如何能夠保證在發酵過程中給微生物持續高效地供氧呢？(提示：血紅蛋白具有攜帶O2的能力)
提示：可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉入青霉素生產菌來提高菌體對氧的吸收和利用率。
(2)在發酵過程中，總有頭孢霉素產生。人們通過對青霉素生產菌代謝途徑的研究發現，在青霉素與頭孢霉素的合成過程中，它們有一個共同的前體，這個前體經過兩種不同酶的作用分別合成兩個產物。如何改造青霉素生產菌使其只生產青霉素，或者只生產頭孢霉素呢？
提示：可以對兩種酶的基因進行改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產菌只生產某種特定產物。
突破點1　
1．隨著人們對發酵原理的認識，微生物純培養技術的建立，以及密閉式發酵罐的設計成功，發酵工程逐步形成。下列有關描述，錯誤的是(　　)
A．性狀優良的菌種可以從自然界中篩選，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得
B．發酵工程與傳統發酵技術最大的區別就是前者可以利用微生物來進行發酵
C．在發酵過程中，環境條件不僅會影響微生物的生長和繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成
D．發酵產品可以是微生物細胞本身，也可以是代謝物
解析：發酵工程與傳統發酵技術都是利用微生物進行發酵，區別在于發酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。
答案：B
突破點2　
2．(2021·廣東卷)中國科學家運用合成生物學方法構建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖)為原料，在實驗室發酵生產PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價值。工藝流程如圖。
回答下列問題：
(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養基中將蔗糖作為________，并不斷提高其濃度，經多次傳代培養(指培養一段時間后，將部分培養物轉入新配的培養基中繼續培養)以獲得目標菌株。培養過程中定期取樣并用________________的方法進行菌落計數，評估菌株增殖狀況。此外，選育優良菌株的方法還有____________________等(答出兩種方法即可)。
(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強等特性，研究人員設計了一種不需要滅菌的發酵系統，其培養基鹽濃度設為60 g/L，pH為10，菌株H可正常持續發酵60 d以上。該系統不需要滅菌的原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________(答出兩點即可)。
(3)研究人員在工廠進行擴大培養，在適宜的營養物濃度、溫度、pH條件下發酵，結果發現發酵液中菌株H細胞增殖和PHA產量均未達到預期，并產生了少量乙醇等物質，說明發酵條件中__________可能是高密度培養的限制因素。
(4)菌株H還能通過分解餐廚垃圾(主要含蛋白質、淀粉、油脂等)來生產PHA，說明其能分泌________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)為提高菌株H對蔗糖的耐受能力和利用效率，可將蔗糖作為唯一碳源，并不斷提高其濃度，經多次傳代培養以獲得目標菌株。在培養過程中定期取樣進行菌落計數，評估菌株增殖狀況，可用稀釋涂布平板法。此外，還可以通過誘變育種、基因工程育種等方法選育優良菌株。(2)培養基中鹽濃度過高會使細胞失水導致細胞代謝紊亂，過高的pH會導致細胞中蛋白質變性失活，因此不耐鹽和酸堿耐受力低的雜菌在該培養基中均無法生長繁殖，所以題述系統不需要滅菌。(3)根據菌株H發酵系統是開放式的系統及圖示信息中有空氣、攪拌器，可推知發酵需要氧氣，再依據發酵液中菌株H細胞增殖和PHA產量均未達到預期并有少量乙醇產生，可知氧氣可能是高密度培養的限制因素。(4)菌株H可以分解餐廚垃圾，而餐廚垃圾主要含蛋白質、淀粉、油脂，由此可推知菌株H可分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶。
答案：(1)唯一碳源　稀釋涂布平板　誘變育種、基因工程育種　(2)培養基中鹽濃度過高會使細胞失水導致細胞代謝紊亂，過高的pH會導致細胞中蛋白質變性失活，因此不耐鹽和酸堿耐受力低的雜菌在該培養基中均無法生長繁殖　(3)氧氣　(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．發酵是指人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉化為人類所需要的產物的過程。
2．酵母菌是一類兼性厭氧微生物，在無氧條件下進行酒精發酵。
3．醋酸菌是好氧細菌，當O2、糖源都充足時能將糖分解成醋酸；當缺少糖源時則將乙醇轉化為乙醛，再將乙醛變為醋酸。
4．單細胞蛋白是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢料等為原料，通過發酵獲得的大量的微生物菌體。
真題再現　感悟考情
1．(2021·浙江卷)用白蘿卜制作泡菜的過程中，采用適當方法可縮短腌制時間。下列方法中錯誤的是(　　)
A．將白蘿卜切成小塊
B．向容器中通入無菌空氣
C．添加已經腌制過的泡菜汁
D．用沸水短時處理白蘿卜塊
解析：將白蘿卜切成小塊可以擴大白蘿卜與腌料的接觸面積，縮短腌制時間，A正確；泡菜制作所需菌種為乳酸菌，制作過程中應保持無氧環境，向容器中通入無菌空氣不利于腌制，B錯誤；泡菜汁中含有一定量的發酵菌種，所以在腌制過程中，加入一些已經腌制過的泡菜汁可縮短腌制時間，C正確；用沸水短時處理，可抑制某些微生物的繁殖，提高泡菜品質，也可縮短腌制時間，D正確。
答案：B
2．(2020·山東卷)我國的釀酒技術歷史悠久，古人在實際生產中積累了很多經驗。《齊民要術》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發，如魚眼湯，凈淘米八斗，炊作飯，舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化，冒出魚眼大小的氣泡，把八斗米淘凈，蒸熟，攤開冷透。下列說法錯誤的是(　　)
A．“浸曲發”過程中酒曲中的微生物代謝加快
B．“魚眼湯”現象是微生物呼吸作用產生的CO2釋放形成的
C．“凈淘米”是為消除雜菌對釀酒過程的影響而采取的主要措施
D．“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡
解析：酒曲中含有大量的微生物，“浸曲發”的過程中，水分充足，酒曲中的微生物在適宜的條件下代謝會加快，A項正確；形成“魚眼湯”的原因是酒曲中的微生物進行呼吸作用產生了大量的CO2，向外釋放時形成了氣泡，B項正確；“凈淘米”主要是將米清洗干凈，“蒸熟”可以消除雜菌對釀酒過程的影響，C項錯誤；“舒令極冷”是將蒸熟的米溫度降低，這樣在米與酒曲混合時可以防止蒸熟的米溫度過高導致酒曲中的微生物死亡，D項正確。
答案：C
3．(2020·江蘇卷)某同學在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實驗報告，他的做法錯誤的是(　　)
A．選擇新鮮的葡萄略加沖洗，除去枝梗后榨汁
B．將玻璃瓶用酒精消毒后，裝滿葡萄汁
C．酒精發酵期間，根據發酵進程適時擰松瓶蓋放氣
D．酒精發酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進行醋酸發酵
解析：制作果酒時，選擇新鮮的葡萄，榨汁前將葡萄略加沖洗后再除去枝梗，避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會，A項正確。制作果酒過程中會產生二氧化碳氣體，因此，玻璃瓶用酒精消毒后裝入葡萄汁時不能裝滿，應該留有1/3的空間，B項錯誤。酒精發酵過程中會產生二氧化碳，要適時擰松瓶蓋放氣，C項正確。酒精發酵后再進行醋酸發酵，醋酸發酵需要有氧環境，所以要去除瓶蓋，蓋一層紗布是為了防止空氣中灰塵等的污染，D項正確。
答案：B
4．(2018·江蘇卷)某高校采用如圖所示的發酵罐進行葡萄酒主發酵過程的研究，下列敘述錯誤的是(　　)
A．夏季生產果酒時，常需對罐體進行降溫處理
B．乙醇為揮發性物質，故發酵過程中空氣的進氣量不宜太大
C．正常發酵過程中罐內的壓力不會低于大氣壓
D．可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵
解析：利用酵母菌進行酒精發酵時，一般將溫度控制在18～30 ℃，因此夏季生產果酒時，需要對發酵罐體進行降溫處理，A正確；發酵過程中，進氣口閥門應該關閉，以保證發酵罐的無氧環境，使酵母菌進行無氧呼吸產生酒精，B錯誤；正常發酵過程中，由于酵母菌進行無氧呼吸產生CO2，所以發酵罐內的壓力增大，高于大氣壓，C正確；葡萄酒的發酵過程消耗葡萄糖，所以可以通過監測發酵過程中殘余糖的濃度來決定何時終止發酵，D正確。
答案：B
5．(2021·全國乙卷)工業上所說的發酵是指微生物在有氧或無氧條件下通過分解與合成代謝將某些原料物質轉化為特定產品的過程。利用微生物發酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業通過發酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問題：
(1)米曲霉發酵過程中，加入大豆、小麥和麥麩可以為米曲霉的生長提供營養物質，大豆中的________可為米曲霉的生長提供氮源，小麥中的淀粉可為米曲霉的生長提供________。
(2)米曲霉發酵過程的主要目的是使米曲霉充分生長繁殖，大量分泌制作醬油過程所需的酶類，這些酶中的________、________能分別將發酵池中的蛋白質和脂肪分解成易于吸收、風味獨特的成分，如將蛋白質分解為小分子的肽和________。米曲霉發酵過程需要提供營養物質、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養厭氧”“異養厭氧”或“異養好氧”)微生物。
(3)在發酵池發酵階段添加的乳酸菌屬于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖的產物是__________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質量的重要因素，據圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質是________(答出1點即可)。
解析：(1)微生物培養基成分一般包括碳源、氮源、無機鹽、水、生長因子等。含有氮元素且能被微生物利用的物質稱為氮源，大豆中的蛋白質可為米曲霉的生長提供氮源，含有碳元素且能被微生物所利用的物質稱為碳源，小麥中的淀粉屬于多糖，含有C、H、O，可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白酶可將大分子的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可將脂肪分解成甘油和脂肪酸。米曲霉發酵過程需提供營養物質，需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養好氧型。(3)乳酸菌屬于細菌，為原核生物。酵母菌為異養兼性厭氧型生物，在無氧條件下分解葡萄糖可生成乙醇和CO2。發酵過程中加入的食鹽可以抑制雜菌的生長。
答案：(1)蛋白質　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養好氧　(3)原核生物　乙醇和CO2　食鹽

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