课后篇巩固提升
基础巩固
1.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,酵母菌能大量繁殖,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 答案C 解析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原因是不适应缺氧和酸性环境。 2.在酿制果醋的过程中,下列相关说法正确的是( )
A.果醋的制作需用醋酸菌,醋酸菌是兼性厌氧型细菌,需先通一段时间氧气后密封 B.在发酵过程中,温度控制在18~25 ℃,发酵效果最好
C.当氧气、糖源充足时,醋酸菌可将葡萄中的糖分解成醋酸而酿制成果醋 D.醋酸菌对氧气特别敏感,在深层发酵时缺氧导致醋酸菌代谢减慢 答案C 解析果醋制作利用的是醋酸菌,其代谢类型为异养需氧型。在制作果醋的过程中,要将温度严格控制在30~35℃。当糖源和氧气充足时,醋酸菌将糖分解为醋酸;当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌可将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。醋酸菌对氧气的含量特别敏感,在进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。
3.为酿制杨梅酒,小明将杨梅榨成汁后分别装入甲、乙、丙三个发酵瓶中,如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.发酵瓶乙的发酵产物为果酒,发酵瓶甲和丙中的为果醋
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B.三个发酵装置所需的最适温度均为30~35 ℃ C.发酵瓶乙和丙每隔一段时间需打开排气管排气 D.甲、乙、丙三个发酵瓶可产生相同的气体 答案D 解析由于发酵瓶甲充气口打开,不能进行酒精发酵,发酵瓶乙和丙中得到的是果酒。果酒发酵的最适温度是18~25℃。三个发酵瓶都产生CO2,故都需定期排气。发酵瓶丙中液体过多,排气管在瓶中的管口被浸没,不能正常排气。
4.在果酒制作实验结束时,要检验是否有酒精产生,正确的操作步骤是( ) A.先在试管中加入适量的发酵液,然后再加入硫酸和饱和的重铬酸钾溶液的混合液 B.先在试管中加入适量的发酵液,然后再加入饱和的重铬酸钾溶液,混匀后滴加硫酸 C.先在试管中加入适量的发酵液,然后再加入硫酸,混匀后滴加饱和的重铬酸钾溶液 D.先在试管中加入适量的发酵液,然后再加入硫酸,混匀后滴加饱和的重铬酸钾溶液,并加热 答案C 5.下列关于利用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述,正确的是( ) A.为了提高果酒的产量,果汁应尽量装满发酵瓶 B.果醋发酵阶段应封闭充气口,防止杂菌污染 C.果酒和果醋的制作过程中,每天需适时打开瓶盖
D.果酒制成后,需将装置移到温度较高的环境中进行醋酸发酵 答案D 解析葡萄汁装入发酵瓶时,要留出大约1/3的空间,这样既有利于酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,又可防止果酒发酵时产生的大量CO2使果汁溢出。醋酸发酵是有氧发酵,发酵时应打开瓶盖并在瓶口盖层纱布,以防杂菌污染。制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。醋酸菌的最适生长温度比酵母菌的高。
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过程中发生的物质变化。
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下列相关叙述错误的是( )
A.用图甲装置制作果酒时,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.用图甲装置制作果醋时,发酵后期阀a要关闭 C.图乙中过程②只能发生在无氧条件下 D.图乙中过程③和④都需要氧气的参与 答案B 解析由于在制作果酒过程中,发酵初期需要的氧气来自装置中发酵液以上的空气,所以阀a无须打开;果酒制作过程中,无论是酵母菌的有氧呼吸还是无氧呼吸,都会产生CO2,所以要偶尔打开阀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,醋酸菌是好氧细菌,所以阀a要始终打开,B项错误。图乙中过程②是无氧呼吸(乙醇发酵)第二阶段,需要在无氧条件下进行,C项正确。过程③是有氧呼吸第二、三阶段,需要氧气条件,过程④发生在醋酸发酵过程,也需要氧气,D项正确。
7.小李的妈妈在小李的指导下制作果酒,但发酵后毫无酒味,她自己分析了一下原因等小李帮她确认:①瓶口密闭缺氧,抑制了酵母菌的繁殖;②在制作中将葡萄汁煮沸消毒;③在处理葡萄时先去枝梗再冲洗,导致杂菌污染;④发酵温度过高,使酵母菌发酵最终产生了醋酸。 若你是小李,你认为原因是( )
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④ 答案C 解析葡萄酒自然发酵过程中的菌种来自葡萄皮上的野生酵母菌,煮沸消毒会杀死菌种使发酵失败;清洗葡萄时要先冲洗再去枝梗,否则容易造成杂菌污染葡萄内部果肉,使发酵失败;密闭缺氧条件下,发酵温度过高,使酵母菌发酵减慢,此时不能进行醋酸发酵。
8.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( )
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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 答案D 解析酵母菌的最适生长温度约为20℃,酒精发酵时一般将温度控制在18~25℃,A项错误。应先隔绝空气进行酒精发酵,再供氧进行果醋发酵,B项错误。与人工接种的发酵相比,自然发酵受很多杂菌影响,产品品质差,C项错误。
9.据《史记·大宛列传》记载,张骞奉汉武帝之命,出使西域,看到“宛左右以蒲陶(即葡萄)为酒,富人藏酒至万馀石,久者数十岁不败”。下列有关叙述错误的是( ) A.在榨汁前对葡萄的处理是先去除枝梗再清洗葡萄 B.装置密闭发酵过程中,酒精度的变化是先增加后趋于稳定
C.“富人藏酒至万馀石,久者数十岁不败”说明在葡萄酒中微生物的繁殖受到抑制 D.若葡萄酒偏酸,可能是装置密闭不严导致醋酸菌繁殖的结果 答案A 解析选择新鲜的葡萄酿酒,在榨汁前对葡萄的处理是先清洗葡萄再去除枝梗,这样做的目的是避免污染,A项错误;将装置密闭后再进行发酵,在发酵过程中,酒精度的变化情况是先逐渐增加,最后趋于稳定,B项正确;《史记·大宛列传》记载“富人藏酒至万馀石,久者数十岁不败”,意思是酿制的酒有些经几十年也不会腐败变质,原因是在酸性、缺氧及含酒精的葡萄酒中,微生物的繁殖受到抑制,C项正确;若最终获得的果酒偏酸,最可能的原因是装置密闭不严导致空气进入,醋酸菌进行有氧发酵产生了醋酸,D项正确。
10.猕猴桃果实肉肥多汁,营养丰富,有“VC之王”的美称,由它制成的果酒和果醋富含多种氨基酸及维生素,颜色鲜亮,味道柔和,深受人们喜爱。下图是猕猴桃加工成果酒和果醋的简易制作流程,请回答下列有关问题。
(1)用猕猴桃酿制果酒时,不可过度清洗,原因
是 。制果酒的过程中,在不同时间内对发酵液样品进行检测,发现发酵液的pH一直下降,原因可能
是 。
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(2)工业上大量制作猕猴桃果酒时,接种的菌种是 ,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,目的是 。随着发酵程度的加深,液体密度会逐渐变低(可用密度计测量),其原因
是 。若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件? 。
(3) 开瓶后的果酒不及时饮尽会变酸且表面长出菌膜,原因是 。醋酸发酵区别于酒精发酵的环境条件主要是 。
答案(1)过度清洗会使猕猴桃表皮上的野生型酵母菌大量流失 酵母菌呼吸作用产生的CO2溶于发酵液中,使pH下降 (2)酵母菌 在有氧条件下,酵母菌迅速繁殖,数量增加 营养物质被消耗,并且有水生成 适宜的温度、pH、通气量 (3)醋酸菌大量繁殖 温度高,需氧 解析(1)果酒自然酿制用的酵母菌来自猕猴桃的表皮,过度清洗会使酵母菌流失。酵母菌呼吸作用产生CO2,CO2溶于发酵液中,使发酵液的pH下降。(2)果酒发酵的菌种是酵母菌。果酒工业制作过程中,接种完成后要先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,在有氧条件下,酵母菌迅速繁殖,数量增加,有利于后期发酵。果酒发酵过程中,营养物质被消耗,并且有水生成,所以随着发酵程度的加深,液体密度会逐渐变低。发酵过程中要控制好温度、pH和通气量。(3)变酸的果酒表面的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的。果酒制作的温度是18~25℃,果醋制作的温度是30~35℃,果酒制作是厌氧发酵,果醋制作是需氧发酵。
11.下图所示是利用酵母菌和醋酸菌制作果酒和果醋的装置示意图,请回答下列问题。
(1)制葡萄酒时,要将温度控制在 ;制葡萄醋时,要将温度控制在 。
(2)制作 时,应将开关2打开,以便 。 (3)长而弯曲的胶管1在发酵过程中的作用是 。 (4)制作葡萄酒时将时间控制在 d左右,可通过[ ] 对发酵的情况进行及时的检测。
(5)制果醋的过程中,将时间控制在 d。
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(6)用酵母菌制酒时,为保证发酵罐中有较多的酵母菌,可先 ,酵母菌达到一定数量后,则应该 ,以获得大量 。
(7)现有两个品牌颜色一样的红葡萄酒,其中一个是用100%的红葡萄汁酿造的,另一个是以化学物质用人工方法勾兑而成的。现提供小苏打、小烧杯若干,请简述能鉴别出两个品牌红葡萄酒的实验思路。 。
答案(1)18~25 ℃ 30~35 ℃ (2)果醋 充入无菌空气 (3)排出气体,避免杂菌污染 (4)10~12 3 出料口 (5)7~8 (6)通气 关闭充气口 酒精 (7)将适量的小苏打分别放入装有等量的两个品牌的红葡萄酒的小烧杯中,出现颜色变化的即为红葡萄汁酿造的 解析用同一个装置制作果酒和果醋,最重要的是理解微生物的代谢特点。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件。20℃左右最适合酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在18~25℃;而醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。醋酸菌是好氧细菌,在将酒精变为醋酸时需要氧的参与,因此要适时地向发酵液中充入无菌空气;充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出CO2的;出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,其目的是防止空气中微生物的污染,其作用类似于巴斯德的鹅颈瓶,且可以排出气体。使用图示装置制葡萄酒时,可以先通气,使酵母菌大量繁殖,达到一定数量后,则应该关闭充气口;制葡萄醋时,应将充气口连接气泵,充入无菌空气。红葡萄汁酿造的果酒中含天然色素,这些色素可与小苏打反应呈现颜色变化,而用化学方法勾兑的酒则不呈现颜色变化,依此可将两种酒区分开来。
能力提升
12.将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验,下列相关操作不正确的是( )
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a B.经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况 C.实验开始前对改装后的整个装置进行气密性检查 D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通 答案B - 6 -
解析打开阀a,装置内通入O2,可用来探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式,A项正确。经管口3取样可以检测酒精的产生情况,如果检测CO2的产生情况,需要将管口2通入澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液中,B项错误。由于要制造无氧或有氧环境,实验开始前必须对改装后的整个装置进行气密性检查,C项正确。管口2是排气口,将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通,可以检测CO2的产生情况,D项正确。
13.杨梅是浙江省的特色水果之一,为对其进行深加工,某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制,基本工艺流程如下图所示。
请回答下列问题。
(1)在制备杨梅酒的过程中,甲罐顶上弯管中存少量水除了对罐内压力有一定调节作用外,其主要目的是 ,发酵一段时间后,观察到发酵罐内液面不再有 ,说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋的过程中,乙罐内先填充经灭菌处理的木材刨花,然后加入含 菌的培养液,使该菌 在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵,杨梅醋的pH可通过控制杨梅酒的 来调节。
(3)在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中,某物质浓度随时间变化的示意图如下,该物质是 。
答案(1)防止空气进入 气泡冒出 (2)醋酸 附着 流速 (3)酒精
解析(1)甲罐顶上弯管中存少量水主要是为了防止空气进入,也可调节罐内压力;发酵一段时间后,发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕。(2)在制备杨梅醋的过程中,乙罐中填充的木材刨花要经过灭菌,然后加入含有醋酸菌的培养液,使醋酸菌附着在刨花上,通过调
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节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。(3)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程,分析图示曲线(先上升、后下降)可知,该物质应为酒精。
14.苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题。
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如上图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的 中进行,其产物乙醇与 溶液在酸性条件下反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。
(2)第二阶段是在醋酸菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。
(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”)第二阶段。
(4)醋酸菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒体。 答案(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有 解析(1)图中过程①是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,②是无氧呼吸的第二阶段,过程③是有氧呼吸的第二、三阶段。酵母菌是兼性厌氧微生物,有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸均在细胞质基质内进行。利用乙醇在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色来检验乙醇。有氧呼吸的第二、三阶段在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度快。(2)醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气充足时才能进行旺盛的生命活动,因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,需要在有氧条件下才能完成。(3)酵母菌发酵温度一般控制在18~25℃,而制作苹果醋时要将温度控制在30~35℃。(4)醋酸菌属于原核生物,其细胞中只有核糖体一种细胞器,不含有线粒体等其他细胞器。
15.天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图所示。
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为
酶 。
(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。通气能提高 ,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
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(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下图所示。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸菌密度变化,趋势如下图所示。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸菌密度变化的主要环境因素是 。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案(1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌的数量 (3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动,或下) ③种间竞争(或竞争) 解析(1)酶的催化需要适宜的温度,在最适温度条件下酶的催化能力最强,所以在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。(2)酵母菌是兼性厌氧微生物,发酵初期发酵罐先通气是为了让酵母菌大量繁殖,增加酵母菌的数量。(3)①从图中可以看出,与颠倒前相比,B层醋酸菌密度变化是先快速增长后趋于稳定。醋酸菌是好氧细菌,颠倒后B层醋酸菌有充足的氧气、养料(发酵产生的乳酸)及适宜的pH,所以其密度迅速增大。②乳酸菌是厌氧细菌,所以发酵过程中,发酵缸中颠倒前的B层醋醅和颠倒后的A层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。③不同的乳酸菌之间竞争养料和空间,所以它们之间是竞争关系。
16.“每天喝一点,健康多一点”,这是某酒厂推出新款果酒时提出的消费理念,下图为该果酒生产的工艺流程图,据图回答下列问题。
选料→ →粉碎→灭菌→接种→发酵→ →果酒
(1)流程中 处的内容分别为 、 。
(2)制作果酒时,温度应该控制在 ,果酒酿造过程中如果果汁灭菌不合格,含有醋酸菌,则在酒精发酵旺盛时,醋酸菌能否将果汁中的糖发酵为醋酸? 。说明理由: 。
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(3)果酒制作离不开酵母菌,与醋酸菌相比,酵母菌在结构上的主要特点是 。
答案(1)冲洗 过滤 (2)18~25 ℃ 不能 因为醋酸菌是好氧细菌,而果酒发酵的条件是无氧环境(或因醋酸菌需要在有氧且温度是30~35 ℃条件下,才能将糖转化为醋酸,而此时发酵罐中的条件是无氧且温度是18~25 ℃) (3)有成形的细胞核
解析(1)果酒生产的工艺流程为:选料→冲洗→粉碎→灭菌→接种→发酵→过滤→果酒。(2)醋酸菌的最适生长温度为30~35℃。如果果汁中含有醋酸菌,由于果酒发酵是无氧环境,且温度(18~25℃)不适合醋酸菌生存,因而醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。(3)醋酸菌是原核生物,细胞中无细胞核,酵母菌是真核生物,细胞中有细胞核及多种细胞器。
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