Question

15．某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精．如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：

（1）农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素要经过纤维素分解菌分解成葡萄糖．人们常常从土壤中分离纤维素分解菌．分离纤维素分解菌常用的方法是刚果红染色法．其实验流程是：土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落．
（2）纤维素分解菌能合成纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即C₁酶、C_x酶、葡萄糖苷酶．前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将它分解成葡萄糖．
（3）图中发酵阶段常用的菌种是酵母菌，若要提高酒精的产量，发酵过程中关键要控制好哪些条件？适宜的温度、pH、通气量．（至少填写2项）．发酵后是否有酒精产生，可以用酸性重铬酸钾来检验．
（4）利用葡萄能生产果酒，进而生产果醋，生产果醋常用的菌种是醋酸杆菌，醋酸杆菌与酵母菌在代谢类型上的区别是醋酸杆菌是好氧型，酵母菌是兼性厌氧型．

Answer 1

分析 1、分解纤维素的微生物的分离的实验原理：
①土壤中存在着大量纤维素分解酶，包括真菌、细菌和放线菌等，它们可以产生纤维素酶．纤维素酶是一种复合酶，可以把纤维素分解为纤维二糖，进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用，故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长．
②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌．
2、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在无氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
3、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型．果醋制作的原理：
当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸．
当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸．

解答 解：（1）在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分解菌．从土壤中分离纤维素分解菌的实验流程是：土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落．
（2）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即C₁酶、C_x酶、葡萄糖苷酶．前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将它分解成葡萄糖．
（3）参与酒精发酵的微生物是酵母菌；若要提高酒精的产量，发酵过程中关键要控制好温度、pH、通气量；酒精可以用酸性重铬酸钾来检验．
（4）醋酸杆菌的代谢类型是好氧型，酵母菌的代谢类型是兼性厌氧型．
故答案为：
（1）刚果红   梯度稀释   透明圈
（2）C₁酶、C_x酶、葡萄糖苷酶   纤维二糖
（3）适宜的温度、pH、通气量    酸性重铬酸钾
（4）醋酸杆菌是好氧型，酵母菌是兼性厌氧型

点评 本题考查土壤中能分解纤维素的微生物及其应用价值、果酒和果醋的制作，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验步骤等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．