Question

5．新熊源的開發和利用會逐漸取代一些傳統能源．現嘗試用馬鈴薯塊莖的淀粉制備燃料酒精：用酶將馬鈴薯淀粉降解成單糖，然后按照圖的酒精發酵裝置，進行操作．請分析回答：
（1）酵母菌發酵產生酒精的過程發生的場所是細胞質基質，其生理過程用方程式表示為C₆H₁₂O₆ $\stackrel{酶}{→}$ 2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
（2）向發酵瓶中加入5g酵母菌，發酵初期，通氣閥
①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于使酵母菌進行有氧呼吸，以便其增值：實驗過程中，通氣閥②需要偶爾短時間打開，其目的是排出部分CO₂保持裝置內氣壓平衡及pH值相對穩定．
（3）第3天，取出少量發酵液，滴加含有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液來檢測酒精．
（4）檢測后發現，盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確、發酵溫度和pH值適宜，但酒精含量比預期低，主要原因是酵母菌數量．請設計簡單的實驗對此原因進行驗證：

組別	加酵母菌種的量	三天后酒精含量
1	5g	+
2	7g	++
3	9g	+++
4	11g	++++
5	13g	+++++

．

Answer 1

分析 酵母菌就可以進行有氧呼吸增值，也可以通過無氧呼吸產生酒精，分析反應條件進行作答．

解答 解：（1）酵母菌通過無氧呼吸產生大量酒精，其無氧呼吸的場所是細胞質基質，反應式為C₆H₁₂O₆ $\stackrel{酶}{→}$ 2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
（2）圖中的發酵裝置是選修一果酒制作裝置的一個改變，通氣閥1是進氣口，發酵初期，通氣閥①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于酵母菌進行有氧呼吸，代謝快，增殖快，繁殖大量酵母菌利于后期發酵；實驗過程中，酵母菌進行酒精發酵，產生CO₂，裝置內氣壓升高，通氣閥②需要偶爾短時間打開，排出部分CO₂保持裝置內氣壓平衡．
（3）重鉻酸鉀在酸性條件下與酒精發生顏色反應，用來鑒定有酒精生成．
（4）影響酵母菌發酵的因素除了菌種、淀粉酶解物充足、操作正確、發酵溫度和PH值外，還有酵母菌數量等因素．可以通過以加入的酵母菌種數量為自變量，以生成的酒精含量為因變量設置實驗進行探究．在表格設計中要注意對照原則，等量原則和單一變量原則．

組別	加酵母菌種的量	三天后酒精含量
1	5g	+
2	7g	++
3	9g	+++
4	11g	++++
5	13g	+++++

故答案為：
（1）細胞質基質  C₆H₁₂O₆ $\stackrel{酶}{→}$ 2CO₂+2C₂H₅OH+能量
（2）使酵母菌進行有氧呼吸，以便其增值 排出部分CO₂保持裝置內氣壓平衡及pH值相對穩定
（3）重鉻酸鉀
（4）酵母菌數量

組別	加酵母菌種的量	三天后酒精含量
1	5g	+
2	7g	++
3	9g	+++
4	11g	++++
5	13g	+++++

點評 本題綜合考查了微生物的利用、實驗探究以及綜合應用，題目綜合屬于中等偏上難度．