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，做了對比實(shí)驗．甲發(fā)酵罐中保留一定量的氧氣，乙發(fā)酵罐中沒有氧氣，其余條件相同且適宜，定期測得的數(shù)據(jù)如圖所示．
①實(shí)驗中，可在酸性條件下，用重鉻酸鉀檢測酒精的生成．
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)驗后檢測發(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抑制酵母菌的無氧呼吸過程．
（3）在釀制葡萄酒時，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)行酶活性的測定，以單位時間內(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}{→}$6CO₂+12H₂O+能量，無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，反應(yīng)式是：C₆H₁₂O₆$\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)行無氧呼吸；甲產(chǎn)生酒精是從第2小時開始的，乙從實(shí)驗開始就產(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)驗中，可在酸性條件下，用重鉻酸鉀檢測酒精的生成．
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)行無氧呼吸，產(chǎn)生的酒精是15mol，則無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)驗后檢測發(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抑制酵母菌的無氧呼吸過程．
（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)行酶活性的測定，以單位時間內(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     酒精增多會抑制酵母菌的無氧呼吸過程
（3）半乳糖醛酸
（4）相對分子質(zhì)量的大小       體積大小

點(diǎn)評 本題以曲線圖為載體，主要考查酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸過程、果膠酶活性的測定、蛋白質(zhì)的分離原理，要求考生熟練識記酵母菌有氧呼吸與無氧呼吸的反應(yīng)式，學(xué)會分析酵母菌細(xì)胞呼吸的曲線含義、應(yīng)用相關(guān)知識結(jié)合題圖曲線對相關(guān)問題進(jìn)行解釋、推理、判斷和進(jìn)行簡單計算的能力．