Question

呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌发生基因突变形成的菌株，科研人员进行了相关研究．
（1）酵母菌发酵产生酒精和

 

，因此要适时进行

 

处理，防止发酵装置内部压力过高．
（2）为优化呼吸缺陷型酵母菌的筛出条件，研究人员设计了三因素三水平的紫外线诱变实验，结果如表．表中空白位置的参数设置从左到右依次应为

 

．据表中数据分析，最佳诱变参数为

 

．

组别	1组	2组	3组	4组	5组	6组	7组	8组	9组
照射时间/min	1.5	1.5	1.5	2.0	2.0	2.0	2.5	2.5	2.5
照射剂量/W	12	15	17	12	15	17	12	15	17
照射距离/cm	18	20	22	20	22				20
筛出率/%	3	7	13	5	15	6	4	7	11

（3）将诱变获得的酵母菌放入适宜的培养基中培养，培养基中加入TTC（无色物质，可与还原剂反应生成红色物质），野生型菌落为红色，呼吸缺陷型菌落几乎为白色，这是由于呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的

 

，不能将TTC还原为红色物质．由此推断，导致呼吸缺陷的基因突变最可能影响

 

的第

 

阶段．呼吸缺陷型酵母菌生长繁殖所需的ATP来自于

 

．
（4）为研究某呼吸缺陷型酵母菌的酒精发酵能力，科研人员在一定葡萄糖浓度条件下，测试两种菌株的酒精发酵，结果如图所示．据图可知，在8-32小时内，野生型比呼吸缺陷型酵母菌发酵液酒精浓度

 

，由此判断该呼吸缺陷型酵母菌

 

（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种．

Answer 1

考点：微生物的分离和培养,无氧呼吸的概念与过程

专题：

分析：1、实验设计的原则为单一变量和对照原则．
2、酵母菌是兼性厌氧性生物，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸．
3、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放出少量能量，第二阶段是丙酮酸和水在酶的催化作用下生成大量还原性氢和二氧化碳，释放出少量能量，第三阶段是前两个阶段产生的还原性氢和氧气结合生成水，释放出大量能量．

解答： 解：（1）酵母菌发酵产生酒精和二氧化碳，由于发酵罐密闭，故应注意适时排气．
（2）实验设计遵循的是单一变量原则，由表可知，照射时间和照射剂量以及照射距离的值是固定的3个，即照射时间（1.5、2.0、2.5），照射剂量（12、15、17），照射距离（18、20、22），故456组照射时间一定，照射距离和剂量应为固定的三个值，第六组的照射距离为18，同理147组照射剂量一定，对的照射距离为22，789组照射时间一定，对应的照射距离为18，从表中可以分析得出第5组诱变效果最好，即在照射时间2min、照射剂量15W、照射距离22cm的条件下．
（3）由于TTC可与还原剂反应生成红色物质，野生型菌落为红色，呼吸缺陷型菌落几乎为白色，由于呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]导致的，不能将TTC还原为红色物质，因此可以推断出导致呼吸缺陷的基因突变最可能影响有氧呼吸第2阶段，由于呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]，所以只能进行有氧呼吸第1阶段或无氧呼吸产生少量ATP．
（4）由图可知，在8-32小时内，野生型比呼吸缺陷型酵母菌发酵液酒精浓度，所以呼吸缺陷型酵母菌不适宜作为酒精发酵菌种．
故答案为：（1）CO₂ 排气
（2）18、22、18    照射时间2min、照射剂量15W、照射距离22cm
（3）[H]有氧呼吸  二   无氧呼吸或有氧呼吸第一阶段
（4）高  不适宜

点评：本题以酵母菌突变体筛选及酒精发酵能力测试实验为情境，主要考查微生物培养、细胞呼吸等知识的理解和综合运用能力以及实验探究能力，三因素三水平实验设计是本题创新性的考查，对思维能力要求较高，难度较大．