Question

【题目】用下图所示的发酵装置（甲）制作果酒和果醋，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________________________。与醋酸杆菌相比较，酵母菌在细胞结构上最大的特点是____________________________________。

（2）接种醋酸杆菌，需升高温度到____________℃，并且需要通气，这是因为____________。

（3）图乙中能表示整个发酵过程培养液pH变化的曲线是________________________。

（4）研究发现通过重离子束辐射处理啤酒酵母能获得呼吸缺陷型酵母菌菌种，在生产中可用来提高果酒的产量。

①将经过重离子束辐射处理后的酵母菌接种到含有TTC（一种显色剂）培养基中，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。此培养基从用途上划分，属于____________________；

②选育出的菌种需经多次____________后才能接种到发酵罐中进行工业生产；

③与呼吸正常的酵母菌相比较，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较高的经济价值。

Answer 1

【答案】有利于酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵 有以核膜为界限的细胞核 30～35℃ 醋酸杆菌为好氧型细菌 ② 鉴别培养基 扩大培养 有氧呼吸第二、第三阶段

【解析】

1.果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵。温度是酵母菌生长和发酵的重要条件，20℃左右，罪与酵母菌繁殖酒精发酵时，一般在一般将温度控制在18~25℃，在葡萄酒自然发酵过程当中，其主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。

2.醋酸菌是一种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动。在变酸的酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。实验表明，醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通人氧气，也会引起醋酸菌死亡。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30~35 C。

（1）由分析可知，酵母菌进行酒精发酵的条件是无氧环境，故实验中封闭通气口的目的是有利于酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。醋酸杆菌属于原核生物，酵母菌是单细胞真菌，属于真核生物，据此可知，与醋酸菌相比，酵母菌在细胞结构上最大的特点是有以核膜为界限的细胞核。

（2）进行醋酸发酵的菌种为醋酸杆菌，由分析可知，醋酸杆菌为好氧细菌，且适宜在30～35℃条件下生长，因此，在进行醋酸发酵时，需要将温度控制在30~35℃，且需要通入无菌空气。

（3）在酒精发酵过程中，由于二氧化碳不断产生并溶于发酵液中，故发酵液的pH下降；随着醋酸发酵的进行，发酵液中的酒精转变成醋酸，使得pH继续下降，因此，在整个发酵过程中pH是一直处于下降状态的，图乙中②曲线的变化趋势能表示整个发酵过程培养液pH的变化。

（4）研究发现通过重离子束辐射处理啤酒酵母能获得呼吸缺陷型酵母菌菌种，在生产中可用来提高果酒的产量。

①结合题意可知，经过重离子束辐射处理后的酵母菌可能发生了突变，成为呼吸缺陷型酵母菌，为了鉴定经过处理后的酵母菌是否发生突变，可根据其生理特性，将该菌种表现为接种到含有TTC（一种显色剂）培养基中，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，据此可以将发生突变的酵母菌与正常的酵母菌鉴别开来，所以，该培养基从用途上划分属于鉴别培养基；

②选育出的菌种需经多次扩大培养后达到一定数量后才能进行工业生产接种到发酵罐中；

③与呼吸正常的酵母菌相比较，呼吸缺陷型酵母菌细胞内的丙酮酸可大量转化为酒精，说明突变型酵母菌有氧呼吸第二、第三阶段被阻断，是丙酮酸更多的转变成酒精，从而提高酒精的产量，因此在啤酒工业生产中具有较高的经济价值。