Question

15．酵母菌作为一种常见的微生物，在传统和现代生物技术中得到了广泛的应用．请回答下列问题：
（1）酵母菌广泛分布在自然界中，科研人员为了分离、筛选蓝莓果酒专用酵母来改善蓝霉果酒的品质，进行了如下实验：
①取不同品种的成熟蓝莓制果浆，置于适宜温度的恒温培养箱中自然发酵，直至产生大量气泡和明显酒味．取不同品种成熟蓝莓的原因是不同品种蓝莓上附着有不同品种的酵母菌．
②将蓝莓发酵液用无菌水进行梯度稀释后，进行涂布平板操作（每个梯度3个平板），恒温培养2d，根据酵母菌菌落特征挑取单菌落．
③将挑取的单菌落扩大培养后，通过平板划线法分离纯化，然后保存菌种．
④检测筛选菌株的发酵性能，根据实验结果推知，BF-17（品种）对乙醇和酸的耐受性最强，是较理想的酿酒菌种．

品  种	乙醇体积分数/%					pH
	8%	10%	12%	14%	15%	4.00	2.98	2.03	1.48
葡萄酿酒酵母	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BL-21	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BF-09	++++	++++	++	-	-	++++	++++	+	-
BF-17	++++	++++	++	+	-	++++	++++	++	-

（注：+数量表示菌落数量的多少，-表示没有菌落生长）
（2）如图是固定化酵母发酵与游离酵母制作蓝莓果酒发酵的对比结果，从图中可以看出，两者发酵速率相近，但发酵前期游离发酵比固定发酵产生的酒精量多，主要原因是游离酵母和营养液的接触更充分，酒精排出更快；后期游离酵母发酵速度减慢，除了底物浓度降低外，还可能是因为酒精对游离酵母的抑制作用更强．相较于固定化酶技术，固定化酵母细胞常用的方法是包埋法，固定化酵母发酵的主要优点是可固定一系列酶，催化一系列化学反应．

Answer 1

分析 （1）由题意知，该实验的目的是筛选蓝莓果酒专用酵母菌，实验的自变量是不同品种的酵母菌，因变量是菌株的耐酒精程度和耐酸碱程度，其他属于无关变量，无关变量应该保持一致且适宜，按照实验设计的对照原则和单一变量原则及微生物的分离和培养知识解答问题（1）．
（2）分析题图曲线可知，该曲线是不同存在状态的酵母菌发酵过程中酒精的体积分数随时间变化的曲线，该实验的自变量是酵母菌存在的状态（固定化酵母还是游离酵母）和发酵时间，因变量是酒精的体积分数，结合题图曲线及固定化酶技术及应用解答（2）．

解答 解：（1）①该实验的自变量是酵母菌的品种，由于不同品种蓝莓上附着有不同品种的酵母菌，因此可以用不同品种的成熟蓝莓作为原料，控制自变量．
②蓝莓发酵液中含有酵母菌，将蓝莓发酵液用无菌水进行梯度稀释后，用稀释涂布平板法将酵母菌分离，培养后获得有单细胞繁殖而来的菌落．
③挑取的单菌落扩大培养后，一般采用平板划线法分离、纯化菌种．
④分析表格中的发酵性能可知，BF-17对乙醇和酸的耐受性最强，是较理想的酿酒菌种．
（2）分析题图可知，固定化酵母发酵与游离酵母制作蓝莓果酒发酵，两者发酵速率相近，由于游离酵母和营养液的接触更充分，酒精排出更快，因此发酵前期游离发酵比固定发酵产生的酒精量多；后期随着发酵程度加深，酒精浓度增大，离酵母菌更容易接触酒精，酒精抑制游离的酵母菌发酵的作用更强，同时随发酵加深，底物浓度降低，因此后期游离酵母发酵速度减慢；固定化酵母细胞常用的方法是包埋法；优点是可固定一系列酶，催化一系列化学反应．
故答案为：
（1）①不同品种蓝莓上附着有不同品种的酵母菌    ②无菌水    ③平板划线   ④BF-17
（2）游离酵母和营养液的接触更充分，酒精排出更快       酒精对游离酵母的抑制作用更强    包埋法          可固定一系列酶，催化一系列化学反应

点评 本题旨在考查学生理解微生物的培养及应用、固定化酶技术及应用等知识要点，把握知识的内在联系形成知识网络的能力并应用相关知识对某些生物学问题进行解释、推理、判断的能力．