2025年上學(xué)期高三生物果酒和果醋的制作試題一、制作原理與發(fā)酵條件（一）果酒制作的原理果酒制作的核心微生物是酵母菌，其代謝類型為兼性厭氧型真菌。在有氧條件下，酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖，反應(yīng)式為：C?H??O?+6O?→6CO?+6H?O+能量；在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，反應(yīng)式為：C?H??O?→2C?H?OH+2CO?+能量。酵母菌的最適繁殖溫度為20℃左右，酒精發(fā)酵的適宜溫度范圍為18～25℃，pH值需控制在4.0～5.8的偏酸性環(huán)境中。（二）果醋制作的原理果醋制作依賴醋酸菌，其為好氧型原核生物。當(dāng)氧氣和糖源充足時(shí)，醋酸菌直接將葡萄糖分解為醋酸，反應(yīng)式為：C?H??O?→3CH?COOH；當(dāng)缺少糖源但氧氣充足時(shí)，醋酸菌可將乙醇先轉(zhuǎn)化為乙醛，再進(jìn)一步氧化為醋酸，反應(yīng)式為：2C?H?OH+O?→2CH?CHO+2H?O，2CH?CHO+O?→2CH?COOH。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～35℃，且整個(gè)發(fā)酵過程需持續(xù)通入氧氣。（三）發(fā)酵條件對(duì)比項(xiàng)目果酒制作果醋制作菌種酵母菌（真核生物）醋酸菌（原核生物）氧氣需求前期需氧（繁殖），后期無氧（發(fā)酵）全程需氧溫度范圍18～25℃30～35℃pH值4.0～5.8偏酸性（適宜醋酸菌生長(zhǎng)）發(fā)酵時(shí)間10～12天7～8天二、實(shí)驗(yàn)流程（一）果酒與果醋制作的通用流程材料選擇與處理：挑選新鮮葡萄，先沖洗（1～2次，避免過度沖洗導(dǎo)致野生酵母菌流失），再除去枝梗，防止汁液流失和雜菌污染。榨汁：將處理后的葡萄放入榨汁機(jī)榨取葡萄汁，榨汁前需對(duì)榨汁機(jī)進(jìn)行清洗和消毒。發(fā)酵裝置準(zhǔn)備：發(fā)酵瓶用70%酒精消毒，裝入葡萄汁時(shí)預(yù)留約1/3空間，既保證酵母菌初期有氧呼吸繁殖所需氧氣，又防止發(fā)酵過程中CO?導(dǎo)致液體溢出。發(fā)酵管理：果酒階段：封閉充氣口，溫度控制在18～25℃，定期通過排氣口釋放CO?（注意排氣口需彎曲設(shè)計(jì)以防止雜菌污染）。果醋階段：若利用果酒制作果醋，需打開充氣口通入無菌空氣，溫度調(diào)至30～35℃；若直接利用糖源發(fā)酵，可省略酒精發(fā)酵步驟，直接接種醋酸菌并通入氧氣。（二）簡(jiǎn)易裝置與實(shí)驗(yàn)室裝置的差異簡(jiǎn)易裝置：家庭制作可使用塑料瓶，通過擰松瓶蓋排氣，制醋時(shí)打開瓶蓋并覆蓋紗布；實(shí)驗(yàn)室裝置：需包含充氣口（果醋階段連接氣泵）、排氣口（彎曲設(shè)計(jì)防污染）和出料口（取樣檢測(cè)），嚴(yán)格控制溫度和氧氣供應(yīng)。三、注意事項(xiàng)（一）防止雜菌污染的關(guān)鍵措施器具消毒：榨汁機(jī)、發(fā)酵瓶等用70%酒精擦拭或洗潔精清洗后晾干。操作規(guī)范：先沖洗葡萄再去枝梗，避免破損果實(shí)被雜菌污染；發(fā)酵過程中取樣工具需滅菌處理。環(huán)境控制：發(fā)酵液的酸性和缺氧環(huán)境（果酒階段）可抑制多數(shù)雜菌，但需避免發(fā)酵裝置漏氣或溫度異常波動(dòng)。（二）發(fā)酵條件的精準(zhǔn)控制溫度管理：果酒發(fā)酵時(shí)若溫度低于18℃，酵母菌活性降低導(dǎo)致發(fā)酵緩慢；高于25℃則可能引發(fā)雜菌繁殖。果醋發(fā)酵溫度若超過35℃，醋酸菌易失活。氧氣調(diào)節(jié)：果酒發(fā)酵前期需氧階段若氧氣不足，酵母菌繁殖量少，影響后期產(chǎn)酒率；果醋發(fā)酵時(shí)氧氣供應(yīng)不足會(huì)導(dǎo)致乙醛積累，影響醋酸產(chǎn)量。pH值監(jiān)控：發(fā)酵過程中pH值若低于2.5或高于8.0，酵母菌和醋酸菌均會(huì)失活，可通過添加緩沖液調(diào)節(jié)。（三）常見問題及解決方案發(fā)酵液不產(chǎn)氣：可能因酵母菌數(shù)量不足（葡萄沖洗過度）或溫度過低，需重新接種酵母菌并調(diào)整溫度。果酒變酸：可能是發(fā)酵過程中充氣口未關(guān)閉導(dǎo)致醋酸菌污染，或溫度超過25℃，需嚴(yán)格密封并控制溫度。果醋風(fēng)味不佳：若糖源不足，醋酸菌會(huì)分解乙醇不完全，產(chǎn)生異味，需保證初始糖濃度或添加額外碳源。四、典型例題分析（一）原理理解類例題1：下列關(guān)于果酒和果醋制作中物質(zhì)變化的敘述，正確的是（）A.過程①（有氧呼吸）和②（無氧呼吸）都只能發(fā)生在缺氧條件下B.過程③（醋酸菌分解葡萄糖）和④（醋酸菌分解乙醇）都需要氧氣參與C.酵母菌和醋酸菌的細(xì)胞器中都含有線粒體D.發(fā)酵過程中pH值均逐漸升高答案：B解析：有氧呼吸（過程①）需在有氧條件下進(jìn)行，A錯(cuò)誤；醋酸菌為需氧菌，無論是分解葡萄糖還是乙醇均需氧氣，B正確；醋酸菌為原核生物，無線粒體，C錯(cuò)誤；果酒發(fā)酵中產(chǎn)生CO?使pH降低，果醋發(fā)酵產(chǎn)生醋酸也使pH降低，D錯(cuò)誤。（二）實(shí)驗(yàn)流程類例題2：某同學(xué)設(shè)計(jì)果酒和果醋發(fā)酵裝置如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.制作果酒時(shí)應(yīng)關(guān)閉充氣口，打開排氣口B.制作果醋時(shí)需將充氣口連接氣泵，持續(xù)通入空氣C.排氣口彎曲設(shè)計(jì)的目的是防止空氣中的雜菌污染D.發(fā)酵瓶中葡萄汁的裝入量應(yīng)占瓶容積的2/3以上答案：D解析：葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時(shí)需預(yù)留1/3空間，以便酵母菌有氧呼吸繁殖和防止CO?溢出，D錯(cuò)誤；果酒發(fā)酵為無氧環(huán)境，需關(guān)閉充氣口，A正確；醋酸菌需氧，需打開充氣口，B正確；彎曲排氣口可避免空氣中雜菌進(jìn)入，C正確。（三）條件分析類例題3：在果酒發(fā)酵過程中，若發(fā)酵瓶中氧氣未耗盡就密封，會(huì)導(dǎo)致酒精產(chǎn)量下降，原因是__________。若要進(jìn)一步提高果醋產(chǎn)量，可采取的措施有__________（至少答兩點(diǎn)）。答案：氧氣未耗盡時(shí)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，不產(chǎn)生酒精，導(dǎo)致產(chǎn)酒率降低；措施包括：通入無菌空氣、維持30～35℃溫度、補(bǔ)充碳源等。解析：酵母菌在有氧條件下優(yōu)先進(jìn)行有氧呼吸，只有無氧時(shí)才進(jìn)行酒精發(fā)酵。果醋產(chǎn)量受氧氣、溫度和碳源影響，需保證充足氧氣、適宜溫度及碳源供應(yīng)。（四）綜合應(yīng)用類例題4：某生物興趣小組利用如圖1流程制作果酒和果醋，并使用圖2裝置進(jìn)行發(fā)酵。（1）圖1中“酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵”的流程是否唯一？請(qǐng)說明理由。（2）若將圖2裝置用于果醋發(fā)酵，需對(duì)裝置做哪些調(diào)整？（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，甲組同學(xué)制作的果酒帶有明顯酸味，乙組同學(xué)制作的果醋產(chǎn)量極低，請(qǐng)分析可能的原因。答案：（1）不唯一。醋酸菌在糖源和氧氣充足時(shí)可直接利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生醋酸，無需先進(jìn)行酒精發(fā)酵。（2）打開充氣口并連接氣泵，將溫度控制在30～35℃。（3）甲組：果酒發(fā)酵時(shí)充氣口未關(guān)閉，導(dǎo)致醋酸菌污染；乙組：溫度未達(dá)到30～35℃或充氣不足，醋酸菌活性低。解析：醋酸菌的代謝途徑具有多樣性，直接利用糖源發(fā)酵是其重要途徑之一。果醋發(fā)酵需持續(xù)供氧和適宜溫度，而果酒發(fā)酵需嚴(yán)格無氧環(huán)境。五、拓展探究題（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題某研究小組欲探究不同溫度對(duì)果酒發(fā)酵速率的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：材料：新鮮葡萄、干酵母、發(fā)酵瓶等。分組：A組（15℃）、B組（20℃）、C組（25℃），每組3個(gè)重復(fù)。指標(biāo)：每天測(cè)定發(fā)酵液中酒精濃度和CO?產(chǎn)生量。請(qǐng)回答：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________，無關(guān)變量包括__________（至少答兩點(diǎn)）。（2）預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果（用曲線圖表示酒精濃度隨時(shí)間變化趨勢(shì)）。（3）若B組第5天酒精濃度達(dá)到峰值，而C組第7天才達(dá)到相同濃度，可能的原因是什么？答案：（1）溫度；葡萄汁濃度、酵母菌接種量、pH值等。（2）曲線圖趨勢(shì)：25℃組前期酒精濃度上升最快，但可能因溫度過高后期酵母菌失活；20℃組酒精濃度持續(xù)上升且峰值最高；15℃組上升緩慢，峰值最低。（3）25℃時(shí)酵母菌前期繁殖快，但高溫可能導(dǎo)致部分酵母菌提前失活，需更長(zhǎng)時(shí)間積累酒精；20℃為酵母菌最適發(fā)酵溫度，活性穩(wěn)定，產(chǎn)酒效率高。（二）誤差分析題某同學(xué)在制作果酒時(shí)，將葡萄汁煮沸滅菌后冷卻，再接種酵母菌，結(jié)果發(fā)酵失敗，請(qǐng)分析可能的原因。答案：煮沸滅菌殺死了葡萄汁中的天然酵母菌和其他微生物，若接種的酵母菌數(shù)量不足或活性低，無法進(jìn)行有效發(fā)酵；此外，高溫可能破壞葡萄汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響酵母菌生長(zhǎng)。解析：傳統(tǒng)果酒制作依賴葡萄皮上的野生酵母菌，煮沸滅菌會(huì)徹底去除天然菌種，若人工接種量不足或菌種活性差，將導(dǎo)致發(fā)酵失敗。六、實(shí)驗(yàn)操作題（一）裝置分析題下圖為果酒和果醋發(fā)酵裝置示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）圖中①、②、③分別代表__________、、。（2）制作果酒時(shí)，裝置需進(jìn)行的處理是__________，目的是__________。（3）若利用該裝置檢測(cè)發(fā)酵過程中CO?產(chǎn)生量，可在③處連接__________，通過__________測(cè)定。答案：（1）充氣口、排氣口、出料口；（2）關(guān)閉充氣口，打開排氣口；營(yíng)造無氧環(huán)境，防止雜菌污染；（3）澄清石灰水（或溴麝香草酚藍(lán)溶液）；溶液變渾濁（或顏色變化）的速率。解析：發(fā)酵裝置的充氣口用于果醋階段供氧，排氣口用于排出CO?并防污染，出料口用于取樣。CO?可通過澄清石灰水變渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃的時(shí)間來檢測(cè)。（二）步驟糾錯(cuò)題某同學(xué)制作果酒的操作步驟如下：①取新鮮葡萄，先去除枝梗，再用清水沖洗3次；②將葡萄榨汁后立即裝入發(fā)酵瓶，直至加滿；③密封發(fā)酵瓶，置于30℃恒溫箱中發(fā)酵；④10天后打開瓶蓋，取樣檢測(cè)酒精濃度。請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤并改正。答案：①錯(cuò)誤：先去枝梗后沖洗；改正：先沖洗后去枝梗，避免破損果實(shí)污染。②錯(cuò)誤：裝滿發(fā)酵瓶；改正：裝入量不超過2/3，預(yù)留1/3空間供酵母菌繁殖和CO?緩沖。③錯(cuò)誤：30℃恒溫；改正：溫度應(yīng)控制在18～25℃。④錯(cuò)誤：打開瓶蓋取樣；改正：通過出料口取樣，避免雜菌污染。解析：沖洗與去枝梗的順序、發(fā)酵瓶裝液量、溫度控制及取樣方式均會(huì)影響發(fā)酵效果，需嚴(yán)格遵循無菌操作和發(fā)酵條件要求。七、判斷題（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）酵母菌和醋酸菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中均含有核糖體（）果酒發(fā)酵過程中，每隔12小時(shí)需打開瓶蓋排氣（）制作果醋時(shí)，若缺少糖源，醋酸菌無法進(jìn)行發(fā)酵（）發(fā)酵液的酸性環(huán)境可抑制所有雜菌的生長(zhǎng)（）溫度對(duì)果酒和果醋發(fā)酵的影響機(jī)制相同（）答案：1.√2.×3.×4.×5.×解析：2.應(yīng)擰松瓶蓋而非打開，防止雜菌污染；3.缺少糖源時(shí)醋酸菌可利用乙醇發(fā)酵；4.部分耐酸雜菌仍可生長(zhǎng)；5.酵母菌和醋酸菌的最適溫度不同，對(duì)溫度的敏感性存在差異。八、填空題酵母菌的代謝類型是__________，醋酸菌的代謝類型是__________。果酒發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵瓶中預(yù)留1/3空間的目的是__________和__________。檢測(cè)酒精的試劑是__________，反應(yīng)顏色由__________變?yōu)開_________。制作果醋時(shí)，若直接利用葡萄汁進(jìn)行發(fā)酵，需滿足的條件是__________和__________。答案：兼性厭氧型、需氧型；供酵母菌有氧呼吸繁殖、防止CO?導(dǎo)致發(fā)酵液溢出；酸性重鉻酸鉀溶液、橙色、灰綠色；充足氧氣、30～35℃溫度。九、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述果酒制作中防止發(fā)酵液被污染的具體措施。比較果酒和果醋發(fā)酵過程中氧氣、溫度和pH值的控制差異。某同學(xué)在果醋發(fā)酵時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使持續(xù)通入氧氣，醋酸產(chǎn)量仍較低，請(qǐng)?zhí)岢?種可能的改進(jìn)措施。答案：措施包括：①榨汁機(jī)和發(fā)酵瓶用70%酒精消毒；②先沖洗葡萄后去枝梗；③排氣口采用彎曲設(shè)計(jì)；④取樣工具滅菌處理等。氧氣：果酒前期需氧后期無氧，果醋全程需氧；溫度：果酒18～25℃，果醋30～35℃；pH值：果酒4.0～5.8，果醋偏酸性（約2.5～6.0）。措施：①調(diào)整溫度至30～35℃；②補(bǔ)充葡萄糖等碳源；③檢測(cè)并調(diào)整pH值至適宜范圍；④確保通入的氧氣無菌等。十、實(shí)驗(yàn)分析題某生物興趣小組進(jìn)行果酒和果醋制作實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表：組別處理方式結(jié)果甲葡萄沖洗3次，去枝梗，密封發(fā)酵（20℃）10天后無酒精產(chǎn)生乙葡萄沖洗1次，不去枝梗，密封發(fā)酵（25℃）發(fā)酵液渾濁，有霉味丙葡萄沖洗2次，去枝梗，通氣發(fā)酵（30℃）產(chǎn)生少量酒精，pH值明顯下降丁葡萄汁滅菌后接種醋酸菌，通氣（35℃）醋酸產(chǎn)量高，無異味請(qǐng)分析各組結(jié)果產(chǎn)生的原因：（1）甲