Question

20．下面是家庭釀酒的具體操作過程：先將米煮熟，待冷卻至30℃時，加少許水和一定量的酵母菌菌種，與米飯混勻后置于一瓷壇內并在米飯中挖一洞，加蓋后置于適當的地方保溫（28℃），一段時間后即成．現請你從以下幾個方面對其發酵過程作一簡單的分析．
（1）在米飯中間挖一個洞的目的是增加氧氣的含量，保證酵母菌在一開始時進行有氧呼吸，從而有利于酵母菌數量的增加．
（2）請你在下圖的坐標上畫出發酵壇內酵母菌種群數量增長的曲線．

（3）在家庭釀酒過程中，產生大量的水，這些水的主要來源是酵母菌呼吸作用產生．
（4）上述過程中，酵母菌所進行的兩種代謝若消耗等物質的量的營養物質（葡萄糖），所產生的氣體的體積之比為3：1．
（5）請你在上圖的坐標中繪出發酵壇內有氧呼吸和無氧呼吸此消彼長的變化過程的曲線圖，用實線和虛線分別表示有氧呼吸和無氧呼吸．

Answer 1

分析 參與果酒制作的微生物是酵母菌，其新陳代謝類型為異養兼性厭氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧條件下，反應式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在無氧條件下，反應式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．

解答 解：（1）在有氧條件下，酵母菌可以通過有氧呼吸而大量繁殖，因此在米飯中間挖一個洞的目的是增加氧氣，促進酵母菌的有氧呼吸，增加酵母菌的數量．
（2）發酵壇內酵母菌種群數量先增長后保持相對穩定，其增長的曲線圖如下：

（3）在家庭釀酒過程中，酵母菌先通過有氧呼吸大量繁殖，后通過無氧呼吸產生酒精，因此該過程中產生的大量水主要是酵母菌呼吸作用產生的．
（4）上述過程中，酵母菌有氧呼吸的總反應式為：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；無氧呼吸的總反應式為：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．若酵母菌在這兩種代謝中消耗等物質的量的葡萄糖，則所產生的氣體的體積之比為3：1．
（5）開始時，壇內有少量氧氣，酵母菌先進行有氧呼吸，但隨著氧氣的消耗，有氧呼吸逐漸減弱，無氧呼吸逐漸增強，如圖所示：
．
故答案為：
（1）氧氣     有氧呼吸
（2）見圖

（3）酵母菌呼吸作用產生
（4）3：1
（5）見圖

點評 本題考查果酒和果醋的制作，要求考生識記參與果酒和果醋制作的微生物及其代謝類型，掌握果酒和果醋制作的原理及條件，能理論聯系實際，結合所學的知識合理解釋生活中的生物學問題．