Question

下面是从前家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，等冷却至30℃加少许水和一定量的酒药(实际是酵母菌菌种)与米饭混匀后置于一瓷坛内(其他容器也可)，在中间要挖一个洞，加盖后置于适当的地方保温(28℃)，12h即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作一个简单的分析：

(1)在中间挖一个洞的目的是________。

(2)请你在坐标图中画出在发酵坛内种群数量增长的曲线并分析原因。

(3)发酵坛没有密封，但坛内无氧发酵的环境是由什么造成的？写出发酵反应式________。

(4)请你用文字或坐标曲线的形式来说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸的此消彼长的过程。

(5)试计算每摩尔酒精所含能量________。

(6)在具体操作过程中，要根据米饭的多少加适量的酒药，如把握不住，宁多勿少，如果加少了将引起什么后果？为什么？

Answer 1

答案：
解析：

(1)在坛中挖洞的目的是增加透氧性，保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气，进行有氧呼吸，代谢旺盛，无性繁殖快。; (2)如图所示，其原因是随着酵母菌种群数量的不断增多，环境的制约因素(如食物、空间等)增大，最终趋向平衡；因此酵母菌种群数量的增长是一个“S”型曲线，或称为逻辑斯蒂曲线。; (3)酵母菌有氧呼吸时产生的水分逐渐增多，发酵基质液面逐渐升高最后没入水 中，水中的氧被耗后造成无氧环境，发酵反应式为：＋＋能量。; (4)开始时进行有氧呼吸，随着氧气逐渐减少，有氧呼吸逐渐减弱，无氧呼吸逐渐增加，当氧气被完全消耗时就转入发酵，产生大量的酒精。如图所示。 ; (5)1摩尔含有2870 kJ的能量，完全发酵释放出225.94 kJ的能量，只有61.08用于合成ATP。据此可推知仍有2870－225.94=2644.03 kJ存在于2摩尔的酒精分子中，每摩尔酒精所含能量为1322.015 kJ。; (6)开始加适量的酵母菌是为了酵母菌种群有足够的起始密度，并能在较短时间内繁殖大量的个体占据整个生存空间。如果酵母菌种群起始密度过小，占据整个生存空间所用的时间过长，就极有可能导致杂菌侵入而使发酵失败。 导解：本题涉及生物、化学和物理的知识，主要考查了酵母发酵(无氧呼吸)和有氧呼吸关系、化学反应及能量代谢的有关知识。