Question

9．某研究小組利用酵母菌發(fā)酵葡萄生產(chǎn)葡萄酒．回答下列問(wèn)題：
（1）欲從土壤中分離野生型酵母菌，最好采用平板劃線法或者稀釋涂布平板法法進(jìn)行接種，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)后，觀察培養(yǎng)基上微生物的菌落，從中選出酵母菌．
（2）為提高生產(chǎn)效率，做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)．甲發(fā)酵罐中保留一定量的氧氣，乙發(fā)酵罐中沒(méi)有氧氣，其余條件相同且適宜，定期測(cè)得的數(shù)據(jù)如圖所示．
①實(shí)驗(yàn)中，可在酸性條件下，用重鉻酸鉀檢測(cè)酒精的生成．
②甲發(fā)酵罐提供氧氣的目的是酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，12h后，甲、乙兩發(fā)酵罐消耗的葡萄糖量之比為4：3．實(shí)驗(yàn)后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、原料充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH值適宜，但酒精含量比預(yù)期低，可能的原因是酒精增多會(huì)抑制酵母菌的無(wú)氧呼吸過(guò)程．
（3）在釀制葡萄酒時(shí)，加入果膠酶將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的和胞間層，可以提高果汁的出汁率，并使果汁澄清，提高葡萄酒的品質(zhì)．
（4）可用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶，生產(chǎn)過(guò)程中需將發(fā)酵液中的果膠酶用凝膠色譜法分離純化，其原理根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)．分離出的果膠酶還需進(jìn)行酶活性的測(cè)定，以單位時(shí)間內(nèi)果汁的體積大小表示酶活性的高低．

Answer 1

分析 1、酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，反應(yīng)式是：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量，無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，反應(yīng)式是：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、由于甲發(fā)酵罐中含有一定量的氧氣，因此甲發(fā)酵罐中進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，由題圖可知，甲發(fā)酵罐中的氧氣是6mol，因此有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳是6mol；乙發(fā)酵罐不含有氧氣，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；甲產(chǎn)生酒精是從第2小時(shí)開(kāi)始的，乙從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始就產(chǎn)生酒精．

解答 解：（1）欲從土壤中分離野生型酵母菌，最好采用平板劃線法或者稀釋涂布平板法進(jìn)行接種，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)后，觀察培養(yǎng)基上微生物的菌落，從中選出酵母菌．
（2）①實(shí)驗(yàn)中，可在酸性條件下，用重鉻酸鉀檢測(cè)酒精的生成．
②甲發(fā)酵罐提供氧氣的目的是酵母菌進(jìn)行有氧呼吸．由于甲發(fā)酵罐中含有一定量的氧氣，因此甲發(fā)酵罐中進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，由題圖可知，甲發(fā)酵罐中的氧氣是6mol，則有氧呼吸消耗的葡萄糖是1mol，產(chǎn)生的酒精是18mol，則無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是9mol，故消耗的葡萄糖共10mol；乙發(fā)酵罐不含有氧氣，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生的酒精是15mol，則無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是7.5mol．因此甲、乙兩發(fā)酵罐消耗的葡萄糖之比為10：7.5=4：3．實(shí)驗(yàn)后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、原料充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH值適宜，但酒精含量比預(yù)期低，可能的原因是酒精增多會(huì)抑制酵母菌的無(wú)氧呼吸過(guò)程．
（3）果膠酶將果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸．
（4）可用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶，生產(chǎn)過(guò)程中需將發(fā)酵液中的果膠酶用凝膠色譜法分離純化，其原理根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)．分離出的果膠酶還需進(jìn)行酶活性的測(cè)定，以單位時(shí)間內(nèi)果汁的體積大小表示酶活性的高低．
故答案為：
（1）平板劃線法或者稀釋涂布平板法     菌落
（2）①重鉻酸鉀    
②酵母菌進(jìn)行有氧呼吸     4：3     酒精增多會(huì)抑制酵母菌的無(wú)氧呼吸過(guò)程
（3）半乳糖醛酸
（4）相對(duì)分子質(zhì)量的大小       體積大小

點(diǎn)評(píng) 本題以曲線圖為載體，主要考查酵母菌的有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程、果膠酶活性的測(cè)定、蛋白質(zhì)的分離原理，要求考生熟練識(shí)記酵母菌有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式，學(xué)會(huì)分析酵母菌細(xì)胞呼吸的曲線含義、應(yīng)用相關(guān)知識(shí)結(jié)合題圖曲線對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理、判斷和進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的能力．