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【備考2024】生物高考一輪復(fù)習(xí)
第35講　傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)酵工程及應(yīng)用
[課標(biāo)要求] 1.舉例說明日常生活中的某些食品是運(yùn)用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的2.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能，工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品3.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價值
[核心素養(yǎng)](教師用書獨(dú)具) 1.發(fā)酵菌種的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。(生命觀念)2.比較制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的原理、流程、發(fā)酵條件等的異同。(科學(xué)思維)3.設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究理想的發(fā)酵條件。(科學(xué)探究)4.關(guān)注食品安全，倡導(dǎo)健康的生活方式。(社會責(zé)任)
考點(diǎn)1　發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念及泡菜的制作
1．發(fā)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(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。
2．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)
3．泡菜的制作
(1)菌種來源：植物體表面天然的乳酸菌。
(2)原理：在無氧條件下，乳酸菌將葡萄糖分解成乳酸。
(3)反應(yīng)式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。
(4)制作流程
1．腐乳的制作僅是毛霉參與了豆腐的發(fā)酵。 (×)
提示：多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉。
2．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主。 (√)
3．制作傳統(tǒng)泡菜是利用植物體表面天然的乳酸菌來進(jìn)行發(fā)酵的。 (√)
4．制作泡菜時泡菜壇一般只裝九成滿。 (×)
提示：泡菜發(fā)酵時易膨脹，制作泡菜時泡菜壇一般只裝八成滿。
5．泡菜制作過程中，有機(jī)物的干重和種類將減少。 (×)
提示：泡菜制作過程中，有機(jī)物的干重將減少，而有機(jī)物的種類將增加。
6．泡菜發(fā)酵過程中泡菜壇沿要注滿水，有利于泡菜的無氧發(fā)酵。 (√)
1．制作傳統(tǒng)泡菜的鹽水需煮沸并冷卻后才可使用，原因是什么？(選擇性必修3　P6“探究·實(shí)踐”)
提示：加熱煮沸是為了殺滅雜菌，冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響。
2．制作傳統(tǒng)泡菜時無須嚴(yán)格滅菌，但隨著發(fā)酵的進(jìn)行，乳酸菌逐漸成為優(yōu)勢菌種，試分析其原因。(選擇性必修3　P6“探究實(shí)踐”)
提示：泡菜壇內(nèi)形成了缺氧、酸性的環(huán)境，不利于大多數(shù)微生物生長。
1．從開始制作到泡菜質(zhì)量最佳這段時間內(nèi)，泡菜液逐漸變酸，這段時間內(nèi)泡菜壇中乳酸菌和其他雜菌的消長規(guī)律是_____________________________，
原因是________________________________________________________。
提示：乳酸菌數(shù)量增加，雜菌數(shù)量減少　乳酸菌比雜菌更為耐酸
2．泡菜的制作方法不當(dāng)，很容易造成泡菜變質(zhì)，甚至發(fā)霉變味，試分析可能的原因是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：泡菜壇密封不嚴(yán)(或鹽和水的比例不適當(dāng))引起雜菌滋生、泡菜變質(zhì)
1．泡菜制作中的注意事項
(1)材料的選擇及用量
①蔬菜應(yīng)新鮮，若放置時間過長，蔬菜中的硝酸鹽易被還原成亞硝酸鹽。
②用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%～20%的鹽水。鹽的濃度過高，乳酸發(fā)酵受抑制，泡菜風(fēng)味差；用量過低，雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。
(2)防止雜菌污染
①每次取樣用具要洗凈，要迅速封口。
②鹽水要煮沸后冷卻，煮沸的作用一是除去水中的氧，二是殺滅鹽水中的雜菌。
(3)氧氣需求
①泡菜壇要選擇火候好、無裂紋、無砂眼、壇沿深、蓋子吻合好的，目的是創(chuàng)造無氧環(huán)境，有利于乳酸菌發(fā)酵，防止蔬菜腐爛。
②泡菜壇壇蓋邊沿的水槽內(nèi)注滿水，以保證壇內(nèi)乳酸菌發(fā)酵所需的無氧環(huán)境，注意在發(fā)酵過程中經(jīng)常補(bǔ)水。
(4)控制適宜的溫度
若溫度偏高則有害菌活動能力強(qiáng)；若溫度偏低則不利于乳酸發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵時間延長。
2．泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌、乳酸的變化
項目 乳酸菌 乳酸 亞硝酸鹽
發(fā)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(fā)酵中期 最多(乳酸抑制其他菌活動) 積累、增多、pH降低 降低(硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解)
發(fā)酵后期 減少(乳酸繼續(xù)積累，pH繼續(xù)降低，抑制其活動) 繼續(xù)增多，pH繼續(xù)降低，直至穩(wěn)定 降低至相對穩(wěn)定(硝酸鹽還原菌被完全抑制)
1．市場上購買的真空包裝酸菜，在沒有漏氣的狀態(tài)下發(fā)生了“脹袋”現(xiàn)象，同學(xué)A懷疑是雜菌污染導(dǎo)致的，同學(xué)B懷疑是乳酸菌大量繁殖導(dǎo)致的，你支持誰的觀點(diǎn)并說明理由。
提示：支持A的觀點(diǎn)，乳酸菌代謝過程中不產(chǎn)生氣體。
2．請嘗試?yán)L制出泡菜制作過程中乳酸菌、亞硝酸鹽及乳酸隨發(fā)酵時間的變化曲線。
提示：如圖
3．制作泡菜時，同樣的材料和腌制條件，不同壇中各時期測得的亞硝酸鹽含量不同，分析最可能的原因。
提示：泡菜制作過程中使用的菌種為天然菌種，由于各壇中微生物的種類和數(shù)量不同，盡管不同壇中使用了同樣的材料和腌制條件，但在各時期測得的亞硝酸鹽含量仍會不同。
考查發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的概念
1．關(guān)于發(fā)酵的敘述，不正確的是 (　　)
A．發(fā)酵就是無氧呼吸
B．發(fā)酵是將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程
C．酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的
D．利用微生物能夠生產(chǎn)出人們所需多種產(chǎn)物的原因是不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力
A　[發(fā)酵包括有氧發(fā)酵和無氧發(fā)酵，A錯誤；發(fā)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(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程，B正確；酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的，C正確；不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝物的能力，因此利用微生物能夠生產(chǎn)出人們所需的多種產(chǎn)物，D正確。]
2．下列有關(guān)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，不正確的是 (　　)
A．傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵和半固體發(fā)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(fā)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(zhì)被分解成了小分子的肽和氨基酸
D．傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)都是直接利用天然原料中的微生物
D　[傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)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(fā)酵保存下來的發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)，D錯誤。]
考查泡菜的制作原理、流程等
3．(2021·連云港高三模擬)我國制作泡菜歷史悠久。《中饋錄》中記載：“泡鹽菜法，定要覆水壇。此壇有一外沿如暖帽式，四周內(nèi)可盛水；壇口覆一蓋，浸于水中…… 則所泡之菜不得壞矣。泡菜之水，用花椒和鹽煮沸，加燒酒少許……如有霉花，加燒酒少許。壇沿外水須隔日一換，勿令其干。”下列說法正確的是(　　)
A．“泡菜之水， 用花椒和鹽煮沸”的目的是徹底滅菌
B．“霉花”主要由酵母菌繁殖形成，酵母菌往往來自蔬菜
C．“壇沿外水須隔日一換， 勿令其干”以保證壇內(nèi)適宜濕度
D．分離泡菜汁中的乳酸菌，可用稀釋涂布平板法和MS培養(yǎng)基
B　[“泡菜之水，用花椒和鹽煮沸”的目的包括提升泡菜味道、減少水中的溶氧量和消毒殺菌防止雜菌污染，A錯誤；“霉花”指的是泡菜壇內(nèi)表面的白膜，主要由酵母菌繁殖形成，而酵母菌往往來自蔬菜，B正確；“壇沿外水須隔日一換，勿令其干”以保證壇內(nèi)的無氧環(huán)境，C錯誤；分離泡菜汁中的乳酸菌，可用稀釋涂布平板法，在分離純化所用的培養(yǎng)基中還需要加入碳酸鈣，其作用是中和乳酸菌代謝過程中產(chǎn)生的乳酸和利于乳酸菌的分離，D錯誤。]
4．(不定項)泡菜是一種傳統(tǒng)美食，世界各地都有泡菜的影子，涪陵榨菜、法國酸黃瓜、德國甜酸甘藍(lán)，并稱為世界三大泡菜。下圖表示制作泡菜及測定泡菜中亞硝酸鹽含量的實(shí)驗(yàn)流程示意圖，下列分析正確的是(　　)
A．選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量
B．配制鹽水的濃度不宜過高，防止乳酸發(fā)酵受到抑制
C．為降低亞硝酸鹽含量，需要泡菜發(fā)酵的時間越長越好
D．泡菜發(fā)酵溫度過高過低都會造成雜菌滋生，口感下降
AB　[新鮮原料中亞硝酸鹽含量更低，放置一段時間的原料由于微生物的作用，使亞硝酸鹽的含量增加，故選擇新鮮的原料可以降低亞硝酸鹽的含量，A正確；用清水與鹽配制質(zhì)量百分比為5%～20%的鹽水，鹽水的濃度不宜過高，防止乳酸菌乳酸發(fā)酵受到抑制，B正確；發(fā)酵時間過長，泡菜的品質(zhì)降低，C錯誤；泡菜發(fā)酵溫度過高、食鹽用量過低、腌制時間過短，容易造成雜菌大量滋生，口感下降，D錯誤。]
考點(diǎn)2　果酒和果醋的制作
1．制作原理與發(fā)酵條件
項目 制作果酒 制作果醋
發(fā)酵菌種 酵母菌 醋酸菌
代謝類型 異養(yǎng)兼性厭氧型 異養(yǎng)需氧型
發(fā)酵過程 有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；無氧條件下，酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 O2、糖源充足時：C6H12O6＋2O22CH3COOH＋2CO2＋2H2O＋能量；O2充足、缺少糖源時：C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量
發(fā)酵溫度 18～30 ℃ 30～35 ℃
發(fā)酵時間 10～12天 7～8天
對氧的需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧
產(chǎn)物檢測 聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色) 酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗
2.發(fā)酵過程及注意事項
(1)實(shí)驗(yàn)用具消毒
↓
(2)挑選沖洗葡萄
↓
(3)榨汁
↓
(4)果酒發(fā)酵
↓
(5)取樣檢測
↓
(6)果醋發(fā)酵
1．醋酸菌在無氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。 (×)
提示：醋酸菌在有氧條件下利用乙醇產(chǎn)生醋酸。
2．酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度高于果醋發(fā)酵溫度。 (×)
提示：酵母菌為嗜溫菌，果酒發(fā)酵所需的最適溫度較低。
3．在果酒發(fā)酵后期擰松瓶蓋的間隔時間可延長。 (√)
4．在家庭中用新鮮葡萄制作果酒時，需給發(fā)酵裝置適時排氣。 (√)
5．制作果酒、果醋時，對發(fā)酵瓶、榨汁機(jī)等需用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒。 (√)
6．葡萄酒呈深紅色的原因是發(fā)酵過程中葡萄皮的色素進(jìn)入到發(fā)酵液中。
(√)
1．在制果酒的第4步，每隔12 h左右就要將瓶蓋擰松一次，但又不打開，這樣做的目的是什么？(選擇性必修3　P7“探究·實(shí)踐”)
提示：使二氧化碳排出，不打開瓶蓋是防止氧氣和有害雜菌進(jìn)入 。
2．為縮短果醋的制作周期，應(yīng)采取哪些有效措施？(寫出三點(diǎn))(選擇性必修3　P7“探究·實(shí)踐”)
提示：以果酒為原料；增加醋酸菌的數(shù)量；控制適宜的發(fā)酵溫度。
1．果酒發(fā)酵時，裝入發(fā)酵瓶要留有大約1/3的空間，原因是____________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，防止發(fā)酵時汁液溢出
2．制作果酒時，若酵母菌的數(shù)量充足且溫度適宜，但獲得的發(fā)酵液中酒精濃度較低，則出現(xiàn)該結(jié)果的原因最可能是________________________________
___________________________________________________________________。
提示：培養(yǎng)過程中發(fā)酵瓶密封性不好，混入了氧氣
1．發(fā)酵裝置及各部件的作用
2．制作果酒和果醋過程中產(chǎn)量低的原因
(1)果酒制作中產(chǎn)生的酒精少：
①發(fā)酵前期酵母菌有氧呼吸不足，酵母菌數(shù)量少。
②發(fā)酵后期密封不嚴(yán)，酵母菌發(fā)酵受抑制。
(2)果醋制作中產(chǎn)生醋酸少：發(fā)酵過程中供氧不足所致。
3．自然發(fā)酵狀態(tài)下不容易引起雜菌污染的原因
(1)沖洗步驟可去除部分雜菌。
(2)酸性、無氧的發(fā)酵環(huán)境可以抑制其他雜菌的生長。
(3)酵母菌對酒精的耐受性高于其他雜菌。
研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)葡萄里面的糖分自然發(fā)酵而成的酒精，一般在10%～13%為最佳，發(fā)酵時的溫度和時間會影響果酒發(fā)酵產(chǎn)生酒精的含量。為了找到適合生產(chǎn)的最佳發(fā)酵溫度和時間。請你設(shè)計出探究的思路。
提示：設(shè)置不同的溫度，分別在不同發(fā)酵時間測定發(fā)酵液中酒精的含量，酒精含量最快達(dá)到10%～13%的溫度和相應(yīng)時間為最佳。
考查果酒、果醋的制作原理、流程等
1．(2021·山東等級考)葡萄酒的制作離不開酵母菌。下列說法錯誤的是(　　)
A．無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖
B．自然發(fā)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(jìn)入發(fā)酵液形成的
D．制作過程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)酵液中糖含量增加
D　[酵母菌進(jìn)行有氧呼吸獲得能量大量繁殖，無氧條件下，發(fā)酵產(chǎn)生酒精，故無氧條件下酵母菌能進(jìn)行無氧呼吸存活但不能大量繁殖，A正確；自然發(fā)酵制作葡萄酒時起主要作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B正確；葡萄皮中的色素進(jìn)入發(fā)酵液使葡萄酒呈現(xiàn)顏色，C正確；制作過程中隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)酵液中糖含量減少，D錯誤。故選D。]
2．(不定項)(2021·淄博高三模擬)以蘋果汁為原料，經(jīng)酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵可制得果醋。下列說法錯誤的是(　　)
A．酒精發(fā)酵階段和醋酸發(fā)酵階段的適宜溫度相同
B．酒精發(fā)酵階段和醋酸發(fā)酵階段均有大量氣體產(chǎn)生
C．在醋酸發(fā)酵階段醋酸桿菌將酒精轉(zhuǎn)化為醋酸
D．在醋酸發(fā)酵階段接種乳酸菌可提高醋酸的酸度
ABD　[酒精發(fā)酵階段適宜溫度為18～30 ℃，醋酸發(fā)酵階段的適宜溫度為30～35 ℃，A錯誤；醋酸發(fā)酵階段產(chǎn)生醋酸，無氣體產(chǎn)生，B錯誤；當(dāng)氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸，當(dāng)缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰賹⒁胰┳優(yōu)榇姿幔珻正確；在醋酸發(fā)酵階段接種醋酸菌可提高醋酸的酸度，乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸，不是醋酸，D錯誤。]
考查發(fā)酵條件的控制等
3．(2021·大連高三聯(lián)考)某小組利用塑料飲水杯、充氧泵、空氣過濾器、回旋式單向閥硅膠管等材料制作的一種新型的果酒、果醋兩用發(fā)酵裝置，如下圖。請分析回答：
(1)制作果酒和果醋利用的微生物分別是______、______。
(2)圖中________和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進(jìn)行充氧操作，________能為通入的空氣進(jìn)行無菌過濾，從而對發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實(shí)現(xiàn)無菌換氣。
(3)釀制果酒時一般將溫度控制在________℃，圖示裝置一般要先通氣后緊閉軟管夾，通氣的目的是______________________________________________
___________________________________________________________________。
若要檢測果汁發(fā)酵后是否有酒精產(chǎn)生，可從出料口取2 mL發(fā)酵液加入試管，再滴加0.5 mL________溶液，觀察是否呈現(xiàn)________色。
(4)圖中排氣構(gòu)件由回旋式單向閥通過硅膠塞連接于排氣口而成，使用前先在單向閥內(nèi)裝入約1/3體積冷卻的開水，這樣處理的主要好處有____________
______________________________________________________(至少答兩點(diǎn))。
[解析]　(1)參與果酒制作的微生物是酵母菌，參與果醋制作的微生物是醋酸菌。
(2)由圖示裝置可知，通電后的充氧泵和不銹鋼氣泡石能為發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液進(jìn)行充氧操作，空氣過濾器能為通入的空氣進(jìn)行無菌過濾，從而對發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液實(shí)現(xiàn)無菌換氣。
(3)酵母菌發(fā)酵的最適溫度為18～30 ℃。通氣的目的是為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣。用酸性重鉻酸鉀可以檢測酒精，即在試管中加入(2 mL)發(fā)酵液，再滴加(0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀)的硫酸溶液，觀察溶液是否呈現(xiàn)灰綠色。
(4)排氣構(gòu)件使用前先在單向閥內(nèi)裝入約1/3體積冷卻的開水，利用水封的原理，不僅能將發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體及時排出發(fā)酵罐，并通過單向閥中氣泡的生成了解發(fā)酵狀況，還能有效隔絕外界空氣對發(fā)酵介質(zhì)的氧化及外界雜菌的污染，同時排氣不需要人工控制，使用方便。
[答案]　(1)酵母菌　醋酸菌　(2)充氧泵　空氣過濾器　(3)18～30　有利于酵母菌的繁殖　酸性重鉻酸鉀　灰綠　(4)能將發(fā)酵過程產(chǎn)生的氣體及時排出發(fā)酵罐、可通過單向閥中氣泡的生成了解發(fā)酵狀況、能有效隔絕外界空氣對發(fā)酵介質(zhì)的氧化及外界雜菌的污染、排氣不需要人工控制，使用方便
考點(diǎn)3　發(fā)酵工程及應(yīng)用
1．發(fā)酵工程
利用微生物的特定功能，通過現(xiàn)代工程技術(shù)，規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。
2．發(fā)酵工程的基本環(huán)節(jié)
3．發(fā)酵工程的應(yīng)用
(1)在食品工業(yè)上的應(yīng)用：①生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品；②生產(chǎn)各種各樣的食品添加劑；③生產(chǎn)酶制劑。
(2)在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用：①生產(chǎn)抗生素、多種氨基酸；②生產(chǎn)激素和免疫調(diào)節(jié)劑等。
(3)在農(nóng)牧業(yè)上的應(yīng)用：①生產(chǎn)微生物肥料；②生產(chǎn)微生物農(nóng)藥；③生產(chǎn)微生物飼料。
(4)其他方面的應(yīng)用：如利用嗜熱菌、嗜鹽菌生產(chǎn)洗滌劑等。
1．在發(fā)酵工程中，可通過誘變育種、基因工程育種獲得菌種。 (√)
2．分離、提純酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)的單細(xì)胞蛋白，可采用過濾、沉淀等方法。 (√)
3．發(fā)酵工程中所用的菌種大多是單一菌種。 (√)
4．利用發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)的微生物農(nóng)業(yè)藥物僅是利用其代謝產(chǎn)物來防治病蟲害的。 (×)
提示：利用發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)的微生物農(nóng)業(yè)藥物是利用微生物或其代謝產(chǎn)物來防治病蟲害的。
5．發(fā)酵工程的產(chǎn)品主要包括微生物的代謝產(chǎn)物、酶及菌體本身。 (√)
6．谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時，在酸性條件下積累較多的谷氨酰胺。 (×)
提示：谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)時，在酸性條件下則易形成谷氨酰胺和N 乙酰谷氨酰胺。
1．發(fā)酵罐中設(shè)計攪拌葉輪進(jìn)行攪拌的意義是什么？(選擇性必修3　P23“發(fā)酵罐示意圖”)
提示：使菌種與發(fā)酵底物更能充分接觸，提高發(fā)酵效率。
2．單細(xì)胞蛋白可以作為食品添加劑。單細(xì)胞蛋白是微生物產(chǎn)生的單一純凈的蛋白質(zhì)嗎？(選擇性必修3　P27“異想天開”改編)
提示：不是，單細(xì)胞蛋白是微生物菌體。
1．生產(chǎn)啤酒時，需進(jìn)行后發(fā)酵的原因是____________________________
_______________________________________________________________。
提示：主發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液不能適合飲用，要在低溫、密閉的環(huán)境下儲存一段時間后進(jìn)行后發(fā)酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒
2．嗜熱菌、嗜鹽菌可以用來生產(chǎn)洗滌劑，嗜低溫菌有助于提高_(dá)______
______________________________________________________________。
提示：熱敏性產(chǎn)品的質(zhì)量
1．?dāng)嚢枞~輪在發(fā)酵過程中的作用
(1)通過葉輪的攪拌作用，使培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)得到充分的混合，盡可能使微生物在發(fā)酵罐里的每一處均能得到充足的氧氣和培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)。
(2)良好的攪拌有利于微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻介質(zhì)。
(3)攪拌能使發(fā)酵液充分混合，發(fā)酵罐的發(fā)酵液中的固型物質(zhì)保持懸浮狀態(tài)。
2．發(fā)酵罐中發(fā)酵條件的控制
(1)溫度的控制：發(fā)酵過程中可以通過溫度傳感器和控制裝置進(jìn)行檢測和由冷卻水進(jìn)、出口水流來調(diào)整。
(2)溶解氧的控制：通過通氣量和攪拌速度加以調(diào)節(jié)。
(3)pH的控制：可以通過pH計檢測，并由加料裝置添加酸和堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在培養(yǎng)基中添加pH緩沖液等。
計算機(jī)應(yīng)用的發(fā)酵工程中實(shí)現(xiàn)了對溫度、酸堿度、通氣量、轉(zhuǎn)速的自動記錄和自動控制。
3．與傳統(tǒng)的容器相比，發(fā)酵罐最明顯的優(yōu)勢
發(fā)酵罐能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，最大限度地利用原料和設(shè)備，獲得高產(chǎn)量和高效率。
(1)進(jìn)行嚴(yán)格滅菌，能使空氣按需要流通，從而提供良好的發(fā)酵環(huán)境。
(2)實(shí)施攪拌、振蕩以促進(jìn)微生物生長。
(3)對溫度、壓力、空氣流量實(shí)行自動控制。
(4)通過各種生物傳感器測定發(fā)酵罐內(nèi)菌體濃度、營養(yǎng)成分、產(chǎn)品濃度等，并用電腦隨時調(diào)節(jié)發(fā)酵進(jìn)程。
1．微生物菌劑通常有液態(tài)和固態(tài)兩種。下圖是通過發(fā)酵工程制備菌劑的流程。
你認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)首選制備液態(tài)還是固態(tài)的微生物菌劑？并闡述理由。
提示：液態(tài)的微生物菌劑。原因是制備方法簡單(無需選擇合適載體、干燥、粉碎等操作)、成本低、使用方便、啟動時間短。
2．目前在經(jīng)濟(jì)作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是來自赤霉菌(屬于真菌)進(jìn)行發(fā)酵工程的產(chǎn)品。為提高發(fā)酵過程中赤霉素的產(chǎn)量，研究人員采用分階段變溫調(diào)控的發(fā)酵工藝后，與恒溫發(fā)酵相比，GA3的產(chǎn)量明顯提高。發(fā)酵過程中菌絲干重、殘?zhí)菨舛燃癎A3濃度的變化如圖所示。
嘗試分析發(fā)酵過程中殘?zhí)菨舛认陆档脑颉?br/>提示：菌絲生長、各種代謝物(或赤霉素合成)所需的碳源及能量都主要由糖類提供。
微生物工業(yè)發(fā)酵的基本過程
1．發(fā)酵工程在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)牧業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在發(fā)酵過程中，發(fā)酵條件的控制至關(guān)重要。下列關(guān)于發(fā)酵條件的控制的敘述不正確的是(　　)
A．環(huán)境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，而且會影響微生物代謝物的形成，因此發(fā)酵過程要嚴(yán)格控制發(fā)酵條件
B．發(fā)酵過程中微生物代謝產(chǎn)熱和機(jī)械攪拌產(chǎn)熱，會使發(fā)酵溫度升高，因此要及時調(diào)節(jié)發(fā)酵罐溫度
C．培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的利用和代謝物的積累，可能會導(dǎo)致發(fā)酵液pH發(fā)生改變，如工業(yè)釀酒會導(dǎo)致pH上升
D．現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵對發(fā)酵條件的監(jiān)測和控制是通過計算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，可以使發(fā)酵過程處于最佳狀態(tài)
C　[果酒制作過程中不僅會產(chǎn)生酒精，還會產(chǎn)生大量的二氧化碳，因此利用酵母菌制作果酒的過程中，發(fā)酵液的pH會下降，C錯誤。]
2．(2021·濟(jì)南高三二模)發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品。常用好氧菌谷氨酸棒狀桿菌利用圖1的發(fā)酵罐來大量生產(chǎn)味精，發(fā)酵流程如圖2所示。下列敘述正確的是(　　)
圖1
圖2
A．發(fā)酵中所使用的谷氨酸棒狀桿菌菌種可從自然界篩選，也可通過誘變育種、雜交育種或者基因工程育種獲得
B．為了保證發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，圖中發(fā)酵配料及發(fā)酵罐需經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌
C．在發(fā)酵過程中，通過加料口取樣，隨時監(jiān)測產(chǎn)物濃度和微生物數(shù)量
D．圖中發(fā)酵過程需通入無菌空氣，并通過攪拌使培養(yǎng)液與菌種充分接觸后關(guān)閉通氣口
B　[谷氨酸棒狀桿菌屬于原核生物，不能進(jìn)行有性生殖，無法通過雜交育種獲得，A錯誤；嚴(yán)格滅菌可以殺死發(fā)酵配料及發(fā)酵罐中的所有微生物，防止雜菌污染，從而保證發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，B正確；在發(fā)酵過程中，應(yīng)通過放料口取樣，隨時監(jiān)測產(chǎn)物濃度和微生物數(shù)量，C錯誤；谷氨酸棒狀桿菌屬于好氧菌，在發(fā)酵過程中要不斷地通入無菌空氣，不能關(guān)閉通氣口，D錯誤。]
發(fā)酵工程在生產(chǎn)上的應(yīng)用
3．(2021·日照高三二模)維生素C(Vc)是人和許多動物必需的營養(yǎng)物質(zhì)。我國微生物學(xué)家分別利用氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌，采用兩次微生物發(fā)酵的方法，使Vc的生產(chǎn)步驟更加簡單。下列有關(guān)利用兩次微生物發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)Vc的敘述，錯誤的是(　　)
A．可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌
B．生產(chǎn)過程中可用顯微鏡直接計數(shù)法檢測單位體積的培養(yǎng)液中的兩種活菌數(shù)目
C．生產(chǎn)過程中需要對發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，以防止雜菌污染
D．可用誘變或基因工程方法培育更加高產(chǎn)的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌菌種
B　[在當(dāng)稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物被分散成單個細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個菌落，故可用稀釋涂布平板法分離純化生產(chǎn)所需的氧化葡萄糖酸桿菌和假單孢桿菌，A正確；顯微鏡直接計數(shù)法檢測細(xì)菌時無法區(qū)分死菌和活菌，B錯誤；生產(chǎn)過程中為防止外來雜菌污染，以獲得純凈培養(yǎng)物，需要對發(fā)酵設(shè)備和培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，C正確；誘變育種利用物理或化學(xué)因素處理生物，誘發(fā)生物產(chǎn)生基因突變，從中選擇優(yōu)良變異，基因工程將外源目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，按照人意愿改造生物的性狀，D正確。]
4．(2021·長春高三質(zhì)檢)啤酒是以大麥為主要原料經(jīng)酵母菌發(fā)酵制成的，其工業(yè)化生產(chǎn)流程如下：①大麥種子發(fā)芽，釋放淀粉酶；②加熱殺死種子胚但不使淀粉酶失活；③將干燥的麥芽碾磨成麥芽粉；④淀粉分解，形成糖漿；⑤糖漿加入啤酒花，蒸煮；⑥加入酵母菌，發(fā)酵；⑦過濾，77 ℃保溫30 min；⑧過濾、分裝啤酒進(jìn)行出售。回答下列問題：
(1)大麥種子細(xì)胞中合成淀粉酶的場所是________。
(2)流程⑤蒸煮的目的是終止酶的進(jìn)一步作用，并________________。流程⑥在加入酵母菌前，需進(jìn)行的操作為________，該操作的目的是____________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)77 ℃保溫30 min的操作類似于巴氏消毒法，該操作的目的既能殺死啤酒中的微生物，又能保證________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)若要進(jìn)一步研究淀粉酶的特性，需從發(fā)芽大麥種子中提取和分離淀粉酶，主要步驟是原料處理→________→純化→純度鑒定。
[解析]　(1)淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，在細(xì)胞中的核糖體內(nèi)合成。
(2)流程⑤蒸煮的目的是終止酶的進(jìn)一步作用，并對糖漿進(jìn)行消毒(或滅菌)。流程⑥在加入酵母菌前，還應(yīng)進(jìn)行的操作為冷卻，以防止高溫殺死酵母菌(或保持酵母細(xì)胞的活性)。
(3)77 ℃保溫30 min的操作類似于巴氏消毒法，溫度不是很高，該操作的目的既能殺死啤酒中的微生物，又能保證啤酒中的營養(yǎng)成分不被破壞(流失)。
(4)從生物組織樣品中提取并分離淀粉酶(蛋白質(zhì))，主要步驟是原料處理→粗分離→純化→純度鑒定。
[答案]　(1)核糖體　(2)對糖漿進(jìn)行消毒(或?qū)μ菨{進(jìn)行滅菌)　冷卻　避免殺死菌種(或保持酵母細(xì)胞的活性)　(3)啤酒中的營養(yǎng)成分不被破壞(或啤酒中的營養(yǎng)成分不流失)　(4)粗分離
1．核心概念
(1)(選擇性必修3 P5)發(fā)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(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。
(2)(選擇性必修3 P27)單細(xì)胞蛋白：是以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業(yè)的廢液等為原料，通過發(fā)酵獲得了大量的微生物菌體。
2．結(jié)論語句
(1)(選擇性必修3 P6)酵母菌是兼性厭氧微生物，在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。
(2)(選擇性必修3 P7)醋酸菌是好氧細(xì)菌，當(dāng)O2、糖源都充足時能將糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時則將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿帷?br/>(3)(選擇性必修3 P22~23)發(fā)酵工程一般包括菌種的選育，擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種、發(fā)酵，產(chǎn)品的分離、提純等方面。
1．(2020·山東等級考)我國的釀酒技術(shù)歷史悠久，古人在實(shí)際生產(chǎn)中積累了很多經(jīng)驗(yàn)。《齊民要術(shù)》記載：將蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲發(fā)，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(fā)”過程中酒曲中的微生物代謝加快
B．“魚眼湯”現(xiàn)象是微生物呼吸作用產(chǎn)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(dǎo)致酒曲中的微生物死亡
C　[由題意可知，“浸曲發(fā)”是將酒曲浸泡活化，在活化的過程中微生物代謝加快，A正確；“魚眼湯”是指冒出魚眼大小的氣泡，氣泡是微生物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的，B正確；釀酒過程中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會抑制其他微生物的生長，而“凈淘米”是防止一些雜質(zhì)影響酒的品質(zhì)，C錯誤；由題意可知，“舒令極冷”是將蒸熟的米攤開冷透，其目的是防止蒸熟的米溫度過高使酒曲中的微生物死亡，D正確。]
2．(2020·江蘇高考)某同學(xué)在線提交了在家用帶蓋玻璃瓶制作果酒和果醋的實(shí)驗(yàn)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(fā)酵期間，根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程適時擰松瓶蓋放氣
D．酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進(jìn)行醋酸發(fā)酵
B　[制作葡萄酒時，選擇新鮮的葡萄，榨汁前先將葡萄略加沖洗，并除去枝梗，A正確；發(fā)酵瓶要清洗干凈，用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒，或用洗潔精洗滌，葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，要留有大約1/3的空間，不能裝滿，這樣既可以為酵母菌大量繁殖提供適量的氧氣，又可以防止發(fā)酵旺盛時發(fā)酵液溢出，B錯誤；酒精發(fā)酵過程中會產(chǎn)生二氧化碳，為了釋放出二氧化碳，要根據(jù)發(fā)酵進(jìn)程適時擰松瓶蓋放氣，C正確；由于醋酸發(fā)酵使用的菌種為醋酸菌，醋酸菌為好氧細(xì)菌，為了給醋酸發(fā)酵提供充足的氧氣，并防止空氣中的雜菌污染，酒精發(fā)酵后去除瓶蓋，蓋一層紗布，再進(jìn)行醋酸發(fā)酵，D正確。]
3．(2021·全國乙卷)工業(yè)上所說的發(fā)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(zhì)轉(zhuǎn)化為特定產(chǎn)品的過程。利用微生物發(fā)酵制作醬油在我國具有悠久的歷史。某企業(yè)通過發(fā)酵制作醬油的流程示意圖如下。
回答下列問題：
(1)米曲霉發(fā)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(yǎng)物質(zhì)，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(fā)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(fā)酵池中的蛋白質(zhì)和脂肪分解成易于吸收、風(fēng)味獨(dú)特的成分，如將蛋白質(zhì)分解為小分子的肽和______。米曲霉發(fā)酵過程需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、通入空氣并攪拌，由此可以判斷米曲霉屬于________(填“自養(yǎng)厭氧”“異養(yǎng)厭氧”或“異養(yǎng)好氧”)微生物。
(3)在發(fā)酵池發(fā)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(chǎn)物是____________________。在該階段抑制雜菌污染和繁殖是保證醬油質(zhì)量的重要因素，據(jù)圖分析該階段中可以抑制雜菌生長的物質(zhì)是____________________(答出1點(diǎn)即可)。
[解析]　(1)大豆的主要營養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)，可為米曲霉的生長提供氮源。淀粉屬于多糖，組成元素有C、H、O，可為米曲霉的生長提供碳源。(2)蛋白質(zhì)和脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以將蛋白質(zhì)水解為小分子的肽和氨基酸。依題意可知，米曲霉發(fā)酵過程中需要提供營養(yǎng)物質(zhì)，且需要通入空氣并攪拌，故米曲霉的代謝類型為異養(yǎng)好氧型。(3)乳酸菌為原核生物；酵母菌為兼性厭氧微生物，在無氧條件下可以通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。在發(fā)酵池發(fā)酵階段存在乳酸菌和酵母菌，它們產(chǎn)生的乳酸和酒精均會抑制雜菌生長，同時，加入的食鹽也有抑制雜菌生長的作用。
[答案]　(1)蛋白質(zhì)　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　異養(yǎng)好氧　(3)原核生物　酒精和CO2　乳酸(或酒精、食鹽)
4．(2020·浙江1月選考節(jié)選)回答與泡菜制作有關(guān)的問題：
(1)用蘿卜等根菜類蔬菜制作泡菜，用熱水短時處理，可抑制某些微生物產(chǎn)生________，從而使成品泡菜口感較脆。同時，該處理也會使泡菜發(fā)酵時間縮短，其原因是________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)泡菜發(fā)酵初期，由于泡菜罐加蓋并水封，會使__________菌被逐漸抑制。發(fā)酵中期，乳酸菌大量繁殖，會使________菌受到抑制。發(fā)酵后期，乳酸生產(chǎn)過多，會使乳酸菌受到抑制。
(3)從泡菜汁中可分離制作酸奶的乳酸菌，首先對經(jīng)多次發(fā)酵的泡菜汁進(jìn)行過濾，然后取濾液進(jìn)行________，再用________的方法在某種含牛乳的專用的培養(yǎng)基中進(jìn)行初步篩選。該培養(yǎng)基必須含有________，以便于觀察是否產(chǎn)酸。
(4)自然界中醋酸菌常與乳酸菌共同生長。若要篩選出醋酸菌，則其專用的培養(yǎng)基中應(yīng)添加________。
[解析]　(1)果膠具有將植物細(xì)胞粘合在一起的作用，去掉果膠后，植物組織會變得松散，植物組織松散后就會使泡菜口感變得不脆，抑制果膠酶的作用就可避免植物組織變得松散。高溫使植物細(xì)胞破裂，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)外流，有利于乳酸菌更快地獲得營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行乳酸發(fā)酵。(2)加蓋并加水密封后泡菜罐內(nèi)為無氧環(huán)境，因此可抑制好氧菌的繁殖。在發(fā)酵中期，乳酸菌大量繁殖，通過乳酸發(fā)酵產(chǎn)生了較多乳酸，此時泡菜罐內(nèi)pH較低，不耐酸的菌會受到抑制。(3)經(jīng)多次發(fā)酵的泡菜汁中含有的乳酸菌數(shù)量較多，在涂布分離前需先對菌液進(jìn)行稀釋。鑒定培養(yǎng)基中接種的乳酸菌是否產(chǎn)酸，較為簡便的方法為加入酸堿指示劑，通過觀察其變色情況，即可判斷是否產(chǎn)酸。(4)醋桿菌能在有氧條件下將乙醇轉(zhuǎn)變?yōu)榇姿幔虼诵枰谂囵B(yǎng)基中添加乙醇以篩選出醋桿菌。
[答案]　(1)果膠酶　細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)外流使乳酸菌快速地獲得營養(yǎng)物質(zhì)　(2)好氧　不耐酸的　(3)稀釋　涂布分離　酸堿指示劑　(4)乙醇
5．(2021·廣東選擇性考試)中國科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)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(shí)驗(yàn)室發(fā)酵生產(chǎn)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。
請回答下列問題：
(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(yǎng)基中將蔗糖作為__________，并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)(指培養(yǎng)一段時間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng))以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用__________的方法進(jìn)行菌落計數(shù)，評估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有______________________(答出兩種方法即可)等。
(2)基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，研究人員設(shè)計了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60 g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60 d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(3)研究人員在工廠進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，在適宜的營養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，并產(chǎn)生了少量乙醇等物質(zhì)，說明發(fā)酵條件中__________可能是高密度培養(yǎng)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(zhì)、淀粉、油脂等)來生產(chǎn)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，在液體培養(yǎng)基中，可將蔗糖作為碳源。培養(yǎng)過程中可定期取樣并采用稀釋涂布平板法(或血細(xì)胞計數(shù)法)進(jìn)行菌落計數(shù)，評估菌株增殖狀況。除了上述方法選育能耐受高濃度蔗糖的菌株H外，還可通過誘變育種、基因工程育種來選育優(yōu)良菌株。(2)由題意可知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)的特性，在該系統(tǒng)中，其他雜菌會因鹽濃度過高或pH不適宜而死亡，故不用滅菌。(3)由于產(chǎn)物中產(chǎn)生了少量乙醇，說明發(fā)酵液缺氧導(dǎo)致菌株H進(jìn)行了無氧呼吸，最終菌株H由于能量供應(yīng)不足而使得其細(xì)胞增殖和PHA的產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，所以發(fā)酵條件中氧氣可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。(4)餐廚垃圾主要含有蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等，菌株H能利用餐廚垃圾來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，還有與PHA合成相關(guān)的酶。
[答案]　(1)碳源　稀釋涂布平板法(或血細(xì)胞計數(shù)法)　誘變育種、基因工程育種　(2)培養(yǎng)基是高鹽濃度的液體環(huán)境，雜菌會由于滲透失水而死亡；培養(yǎng)基的液體環(huán)境是堿性的，其他雜菌的酶變性失活，生長繁殖受抑制　(3)氧氣　(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和PHA合成相關(guān)的酶
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