Question

某同学尝试在适宜的条件下制作果酒和果醋，发酵装置如甲图所示，在消毒后的锥形瓶中装入新鲜的葡萄汁后封闭通气口，进行自然发酵．发酵初期将温度控制在18～25℃，可见溶液中有大量气泡产生；中期可以闻到酒香；后期接种醋酸杆菌，适当升高温度到30～35℃并通气，酒香逐渐变成醋香．分析并回答下列问题：

（1）发酵开始时封闭通气口的原因是

 

．
（2）接种醋酸杆菌，适当升高温度到30～35℃并通气，可以说明醋酸杆菌

 

．
（3）图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是

 

．
（4）工业生产中可通过重离子束辐照啤酒酵母获得呼吸缺陷型酵母菌菌种来提高果酒的产量．
①经过重离子束辐照后的酵母菌可以接种到TTC（一种显色剂）培养基中快速筛选，在此培养基中呼吸正常的酵母菌菌落呈红色，呼吸缺陷型酵母菌菌落呈白色，选育此菌种的方法称为

 

．
②呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸可大量转化为酒精，说明其细胞代谢过程中

 

被阻断．因此在啤酒工业生产中具有潜在的经济价值．
（5）小麦脱粒以后还有大量的麦秆，主要成分为纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是

 

．请提出解决该问题的方法：

 

．

Answer 1

考点：酒酵母制酒及乙酸菌由酒制醋,土壤中能分解纤维素的微生物及其应用价值

专题：

分析：果酒制作的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酵母菌是兼性厌氧微生物，在缺氧条件下进行无氧呼吸，在氧气充足的条件下进行有氧呼吸，酵母菌具有核膜包被的细胞核，属于真核生物，适宜酵母菌生长的温度范围是18～25℃；果醋制作的原理是在氧气充足的条件下，醋酸菌将葡萄糖或者乙醇转化成醋酸，醋酸菌无核膜包被的细胞核，是原核生物，属于好氧菌，醋酸菌适宜生长的温度范围是30-35℃．

解答： 解：（1）酵母菌只有在无氧条件下，进行无氧呼吸才能产生酒精，因此酒精发酵时应封闭通气口．
（2）醋酸菌是好氧菌，且适宜醋酸菌生长的温度范围是30～35℃，因此接种醋酸菌进行醋酸发酵时，要适当升高温度到30～35℃并通气．
（3）在酒精发酵过程中酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，二氧化碳溶解于水，使发酵液PH降低，随发酵深度增加，PH逐渐降低，进行醋酸发酵时，醋酸菌将乙醇转化成醋酸，使PH进一步降低．
（4）①重离子束辐照后的酵母菌，可以诱发基因突变，利用基因突变进行选育新品种的方法叫诱变育种．
②呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸可大量转化为酒精，说明有氧呼吸的第二、第三阶段被阻断，因此呼吸缺陷型酵母菌在啤酒工业生产中具有潜在的经济价值．
（5）由于酵母菌不能产生纤维素酶，无法利用纤维素进行发酵；解决的办法是通过转基因技术在酵母菌中转入纤维素酶基因，利用酶或微生物分解麦秆，使秸秆中的纤维素转化成葡萄糖再进行酒精发酵，或者将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵等．
故答案为：
（1）酵母菌在无氧的条件下进行酒精发酵（厌氧呼吸产生酒精）
（2）醋酸菌的最适生长温度为30～35℃，且为好氧性细菌
（3）②
（4）①诱变育种（人工诱变）
②需氧呼吸的第二、三阶段（柠檬酸循环、电子传递链）
（5）缺乏纤维素酶
方法一：在酵母菌中转入纤维素酶基因
方法二：利用酶或微生物分解麦秆
方法三：利用物理和化学方法分解麦秆
方法四：将酵母菌与其他能分解麦秆的微生物混合发酵．

点评：对于果酒和果醋制作的原理及发酵条件的控制、基因突变在育种中的应用、有氧呼吸的过程等相关知识点的总会理解应用，并把握知识点间的内在联系是解题的关键．