Question

【題目】用下圖所示的發(fā)酵裝置（甲）制作果酒和果醋，在消毒后的錐形瓶中裝入新鮮的葡萄汁后封閉通氣口，進(jìn)行自然發(fā)酵。發(fā)酵初期將溫度控制在18～25℃，可見溶液中有大量氣泡產(chǎn)生；中期可以聞到酒香；后期接種醋酸桿菌，適當(dāng)升高溫度并通氣，酒香逐漸變成醋香。分析并回答下列問題：

（1）發(fā)酵開始時(shí)封閉通氣口的原因是________________________。與醋酸桿菌相比較，酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)是____________________________________。

（2）接種醋酸桿菌，需升高溫度到____________℃，并且需要通氣，這是因?yàn)?/span>____________。

（3）圖乙中能表示整個(gè)發(fā)酵過程培養(yǎng)液pH變化的曲線是________________________。

（4）研究發(fā)現(xiàn)通過重離子束輻射處理啤酒酵母能獲得呼吸缺陷型酵母菌菌種，在生產(chǎn)中可用來提高果酒的產(chǎn)量。

①將經(jīng)過重離子束輻射處理后的酵母菌接種到含有TTC（一種顯色劑）培養(yǎng)基中，在此培養(yǎng)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。此培養(yǎng)基從用途上劃分，屬于____________________；

②選育出的菌種需經(jīng)多次____________后才能接種到發(fā)酵罐中進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)；

③與呼吸正常的酵母菌相比較，呼吸缺陷型酵母菌細(xì)胞內(nèi)的丙酮酸可大量轉(zhuǎn)化為酒精，說明其細(xì)胞代謝過程中____________被阻斷，因此在啤酒工業(yè)生產(chǎn)中具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

Answer 1

【答案】有利于酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵 有以核膜為界限的細(xì)胞核 30～35℃ 醋酸桿菌為好氧型細(xì)菌 ② 鑒別培養(yǎng)基 擴(kuò)大培養(yǎng) 有氧呼吸第二、第三階段

【解析】

1.果酒的制作離不開酵母菌，酵母菌是兼性厭氧型生物，在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖，在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。溫度是酵母菌生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要條件，20℃左右，罪與酵母菌繁殖酒精發(fā)酵時(shí)，一般在一般將溫度控制在18~25℃，在葡萄酒自然發(fā)酵過程當(dāng)中，其主要作用的是附著在葡萄皮上的野生酵母菌。

2.醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，只有當(dāng)氧氣充足時(shí)，才能進(jìn)行旺盛的生理活動(dòng)。在變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實(shí)驗(yàn)表明，醋酸菌對(duì)氧氣的含量特別敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時(shí)，即使只是短時(shí)間中斷通人氧氣，也會(huì)引起醋酸菌死亡。當(dāng)氧氣、糖源都充足時(shí)，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當(dāng)缺少糖源時(shí)，醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰�，再將乙醛變�(yōu)榇姿�。醋酸菌的最適生長(zhǎng)溫度為30~35 C。

（1）由分析可知，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵的條件是無氧環(huán)境，故實(shí)驗(yàn)中封閉通氣口的目的是有利于酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌屬于原核生物，酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬于真核生物，據(jù)此可知，與醋酸菌相比，酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)是有以核膜為界限的細(xì)胞核。

（2）進(jìn)行醋酸發(fā)酵的菌種為醋酸桿菌，由分析可知，醋酸桿菌為好氧細(xì)菌，且適宜在30～35℃條件下生長(zhǎng)，因此，在進(jìn)行醋酸發(fā)酵時(shí)，需要將溫度控制在30~35℃，且需要通入無菌空氣。

（3）在酒精發(fā)酵過程中，由于二氧化碳不斷產(chǎn)生并溶于發(fā)酵液中，故發(fā)酵液的pH下降；隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液中的酒精轉(zhuǎn)變成醋酸，使得pH繼續(xù)下降，因此，在整個(gè)發(fā)酵過程中pH是一直處于下降狀態(tài)的，圖乙中②曲線的變化趨勢(shì)能表示整個(gè)發(fā)酵過程培養(yǎng)液pH的變化。

（4）研究發(fā)現(xiàn)通過重離子束輻射處理啤酒酵母能獲得呼吸缺陷型酵母菌菌種，在生產(chǎn)中可用來提高果酒的產(chǎn)量。

①結(jié)合題意可知，經(jīng)過重離子束輻射處理后的酵母菌可能發(fā)生了突變，成為呼吸缺陷型酵母菌，為了鑒定經(jīng)過處理后的酵母菌是否發(fā)生突變，可根據(jù)其生理特性，將該菌種表現(xiàn)為接種到含有TTC（一種顯色劑）培養(yǎng)基中，在此培養(yǎng)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，據(jù)此可以將發(fā)生突變的酵母菌與正常的酵母菌鑒別開來，所以，該培養(yǎng)基從用途上劃分屬于鑒別培養(yǎng)基；

②選育出的菌種需經(jīng)多次擴(kuò)大培養(yǎng)后達(dá)到一定數(shù)量后才能進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)接種到發(fā)酵罐中；

③與呼吸正常的酵母菌相比較，呼吸缺陷型酵母菌細(xì)胞內(nèi)的丙酮酸可大量轉(zhuǎn)化為酒精，說明突變型酵母菌有氧呼吸第二、第三階段被阻斷，是丙酮酸更多的轉(zhuǎn)變成酒精，從而提高酒精的產(chǎn)量，因此在啤酒工業(yè)生產(chǎn)中具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。