Question

9．某研究小组利用酵母菌发酵葡萄生产葡萄酒．回答下列问题：
（1）欲从土壤中分离野生型酵母菌，最好采用平板划线法或者稀释涂布平板法法进行接种，经过培养后，观察培养基上微生物的菌落，从中选出酵母菌．
（2）为提高生产效率，做了对比实验．甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜，定期测得的数据如图所示．
①实验中，可在酸性条件下，用重铬酸钾检测酒精的生成．
②甲发酵罐提供氧气的目的是酵母菌进行有氧呼吸，12h后，甲、乙两发酵罐消耗的葡萄糖量之比为4：3．实验后检测发现，尽管酵母菌菌种合适、原料充足、操作正确、发酵温度和pH值适宜，但酒精含量比预期低，可能的原因是酒精增多会抑制酵母菌的无氧呼吸过程．
（3）在酿制葡萄酒时，加入果胶酶将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物的和胞间层，可以提高果汁的出汁率，并使果汁澄清，提高葡萄酒的品质．
（4）可用酵母菌发酵生产果胶酶，生产过程中需将发酵液中的果胶酶用凝胶色谱法分离纯化，其原理根据相对分子质量的大小分离蛋白质．分离出的果胶酶还需进行酶活性的测定，以单位时间内果汁的体积大小表示酶活性的高低．

Answer 1

分析 1、酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，反应式是：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量，无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，反应式是：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、由于甲发酵罐中含有一定量的氧气，因此甲发酵罐中进行有氧呼吸和无氧呼吸，由题图可知，甲发酵罐中的氧气是6mol，因此有氧呼吸产生的二氧化碳是6mol；乙发酵罐不含有氧气，只进行无氧呼吸；甲产生酒精是从第2小时开始的，乙从实验开始就产生酒精．

解答 解：（1）欲从土壤中分离野生型酵母菌，最好采用平板划线法或者稀释涂布平板法进行接种，经过培养后，观察培养基上微生物的菌落，从中选出酵母菌．
（2）①实验中，可在酸性条件下，用重铬酸钾检测酒精的生成．
②甲发酵罐提供氧气的目的是酵母菌进行有氧呼吸．由于甲发酵罐中含有一定量的氧气，因此甲发酵罐中进行有氧呼吸和无氧呼吸，由题图可知，甲发酵罐中的氧气是6mol，则有氧呼吸消耗的葡萄糖是1mol，产生的酒精是18mol，则无氧呼吸消耗的葡萄糖是9mol，故消耗的葡萄糖共10mol；乙发酵罐不含有氧气，只进行无氧呼吸，产生的酒精是15mol，则无氧呼吸消耗的葡萄糖是7.5mol．因此甲、乙两发酵罐消耗的葡萄糖之比为10：7.5=4：3．实验后检测发现，尽管酵母菌菌种合适、原料充足、操作正确、发酵温度和pH值适宜，但酒精含量比预期低，可能的原因是酒精增多会抑制酵母菌的无氧呼吸过程．
（3）果胶酶将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸．
（4）可用酵母菌发酵生产果胶酶，生产过程中需将发酵液中的果胶酶用凝胶色谱法分离纯化，其原理根据相对分子质量的大小分离蛋白质．分离出的果胶酶还需进行酶活性的测定，以单位时间内果汁的体积大小表示酶活性的高低．
故答案为：
（1）平板划线法或者稀释涂布平板法     菌落
（2）①重铬酸钾    
②酵母菌进行有氧呼吸     4：3     酒精增多会抑制酵母菌的无氧呼吸过程
（3）半乳糖醛酸
（4）相对分子质量的大小       体积大小

点评 本题以曲线图为载体，主要考查酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸过程、果胶酶活性的测定、蛋白质的分离原理，要求考生熟练识记酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸的反应式，学会分析酵母菌细胞呼吸的曲线含义、应用相关知识结合题图曲线对相关问题进行解释、推理、判断和进行简单计算的能力．