Question

某同學嘗試在適宜的條件下制作果酒和果醋，發酵裝置如甲圖所示，在消毒后的錐形瓶中裝入新鮮的葡萄汁后封閉通氣口，進行自然發酵．發酵初期將溫度控制在18～25℃，可見溶液中有大量氣泡產生；中期可以聞到酒香；后期接種醋酸桿菌，適當升高溫度到30～35℃并通氣，酒香逐漸變成醋香．分析并回答下列問題：

（1）發酵開始時封閉通氣口的原因是

 

．
（2）接種醋酸桿菌，適當升高溫度到30～35℃并通氣，可以說明醋酸桿菌

 

．
（3）圖乙中能表示整個發酵過程培養液pH變化的曲線是

 

．
（4）工業生產中可通過重離子束輻照啤酒酵母獲得呼吸缺陷型酵母菌菌種來提高果酒的產量．
①經過重離子束輻照后的酵母菌可以接種到TTC（一種顯色劑）培養基中快速篩選，在此培養基中呼吸正常的酵母菌菌落呈紅色，呼吸缺陷型酵母菌菌落呈白色，選育此菌種的方法稱為

 

．
②呼吸缺陷型酵母菌細胞內的丙酮酸可大量轉化為酒精，說明其細胞代謝過程中

 

被阻斷．因此在啤酒工業生產中具有潛在的經濟價值．
（5）小麥脫粒以后還有大量的麥稈，主要成分為纖維素，但是酵母菌無法直接利用，原因是

 

．請提出解決該問題的方法：

 

．

Answer 1

考點：酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋,土壤中能分解纖維素的微生物及其應用價值

專題：

分析：果酒制作的原理是酵母菌無氧呼吸產生酒精和二氧化碳，酵母菌是兼性厭氧微生物，在缺氧條件下進行無氧呼吸，在氧氣充足的條件下進行有氧呼吸，酵母菌具有核膜包被的細胞核，屬于真核生物，適宜酵母菌生長的溫度范圍是18～25℃；果醋制作的原理是在氧氣充足的條件下，醋酸菌將葡萄糖或者乙醇轉化成醋酸，醋酸菌無核膜包被的細胞核，是原核生物，屬于好氧菌，醋酸菌適宜生長的溫度范圍是30-35℃．

解答： 解：（1）酵母菌只有在無氧條件下，進行無氧呼吸才能產生酒精，因此酒精發酵時應封閉通氣口．
（2）醋酸菌是好氧菌，且適宜醋酸菌生長的溫度范圍是30～35℃，因此接種醋酸菌進行醋酸發酵時，要適當升高溫度到30～35℃并通氣．
（3）在酒精發酵過程中酵母菌無氧呼吸產生二氧化碳，二氧化碳溶解于水，使發酵液PH降低，隨發酵深度增加，PH逐漸降低，進行醋酸發酵時，醋酸菌將乙醇轉化成醋酸，使PH進一步降低．
（4）①重離子束輻照后的酵母菌，可以誘發基因突變，利用基因突變進行選育新品種的方法叫誘變育種．
②呼吸缺陷型酵母菌細胞內的丙酮酸可大量轉化為酒精，說明有氧呼吸的第二、第三階段被阻斷，因此呼吸缺陷型酵母菌在啤酒工業生產中具有潛在的經濟價值．
（5）由于酵母菌不能產生纖維素酶，無法利用纖維素進行發酵；解決的辦法是通過轉基因技術在酵母菌中轉入纖維素酶基因，利用酶或微生物分解麥稈，使秸稈中的纖維素轉化成葡萄糖再進行酒精發酵，或者將酵母菌與其他能分解麥稈的微生物混合發酵等．
故答案為：
（1）酵母菌在無氧的條件下進行酒精發酵（厭氧呼吸產生酒精）
（2）醋酸菌的最適生長溫度為30～35℃，且為好氧性細菌
（3）②
（4）①誘變育種（人工誘變）
②需氧呼吸的第二、三階段（檸檬酸循環、電子傳遞鏈）
（5）缺乏纖維素酶
方法一：在酵母菌中轉入纖維素酶基因
方法二：利用酶或微生物分解麥稈
方法三：利用物理和化學方法分解麥稈
方法四：將酵母菌與其他能分解麥稈的微生物混合發酵．

點評：對于果酒和果醋制作的原理及發酵條件的控制、基因突變在育種中的應用、有氧呼吸的過程等相關知識點的總會理解應用，并把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵．