Question

某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精．他们用酶将木薯淀粉降解成单糖．查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图．
（1）向发酵瓶中加入5g酵母菌开始试验，发酵初期，通气阀①需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于

 

；实验过程中，通气阀②需要偶尔短时间打开，但目的是

 

．
（2）第3天，取出少量发酵液，滴加含有

 

的浓硫酸溶液来检测酒精．
（3）检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH值适宜，但酒精含量（+）比预期低，我们展开了讨论，认为还有其它影响因素，如

 

，请设计试验对此因素进行探究并预测实验结果（用表格形式呈现；用“+”表示酒精量，最高含量为“+++++”）．
（4）请对预测的结果进行分析，并得出结论．

Answer 1

考点：利用微生物进行发酵来生产特定的产物,无氧呼吸的概念与过程

专题：

分析：分析题图：图示表示利用木薯淀粉降解物进行酒精发酵的装置，酒精发酵的原理：（1）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；（2）在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵．所以发酵前，通气阀①要短时间打开．通气阀②是用于排气的．

解答： 解：（1）图中的发酵装置是选修一果酒制作装置的一个改变，通气阀1是进气口，发酵初期，通气阀①需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于酵母菌进行有氧呼吸进行大量繁殖，便于后期发酵；实验过程中，酵母菌进行酒精发酵，产生CO₂，装置内气压升高，通气阀②需要偶尔短时间打开，排出部分CO₂保持装置内气压平衡．
（2）重铬酸钾在酸性条件下能与酒精发生颜色反应，因此可以用来鉴定酒精的生成．
（3）影响酵母菌发酵的因素除了菌种、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和PH值外，还有酵母菌数量、发酵时间等因素．可以通过以加入的酵母菌种数量为自变量，以生成的酒精含量为因变量设置实验进行探究．在表格设计中要注意对照原则，等量原则和单一变量原则，如下表：

实验组号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
发酵时间（天）	3	4	5	6	7	8	9
预测结果	+	++	+++	++++	+++++	+++++	+++++

（4）根据实验探究过程，其结果应该有两种情况，如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量也增加，则酵母菌数量是影响发酵的因素；如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量没有增加，则酵母菌数量不是影响发酵的因素．
故答案为：
（1）酵母菌生长和增殖    释放二氧化碳
（2）重铬酸钾
（3）发酵时间（酵母菌的量、通气时间、通气的量、含氧量、氧气浓度、实验时间等）

实验组号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
发酵时间（天）	3	4	5	6	7	8	9
预测结果	+	++	+++	++++	+++++	+++++	+++++

注：酵母菌加量为5g，其他条件与图12相同
（4）如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量也增加，则酵母菌数量是影响发酵的因素；如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量没有增加，则酵母菌数量不是影响发酵的因素．

点评：本题结合酒精发酵装置图，考查果酒的制作及探究实验，要求考生识记果酒制作的原理，能合理解释装置中通气阀①和②短时间打开的原因；此外还要求考生掌握探究实验的原则，能设计表格，预测实验结果．