Question

8．酵母菌是酿酒和食品生产等多个领域中不可或缺的一种微生物，与人们的生产和生活密切相关，请回答下列问题：
Ⅰ．利用酵母菌发酵生产酒精的原理是C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量（写反应式），该过程中，影响酵母菌酒精发酵的主要因素有氧气、温度、PH等．
Ⅱ．橘子果实含有芳香油，通常可用橘子皮作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是芳香油含量高．
Ⅲ．胡萝卜因含多种营养成分备受人们青睐．请回答下列有关问题：
（1）胡萝卜组织培养的MS培养基与微生物培养基的主要区别是：
①前者含大量无机营养成分，后者以有机营养成分为主，②前者一般还含有植物激素．
（2）为了更容易榨取胡萝卜汁，提高澄清度，需要加入果胶酶．从该酶的高产微生物的发酵液提取此酶时，样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，其分子大小、所带电荷的性质和数量情况如图所示，常用凝胶色谱法将它们进行分离，其中移动速度最慢的分子是甲．

Answer 1

分析 1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在无氧条件下，反应式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、植物芳香油的提取方法：蒸馏法、压榨法和萃取等．
（1）蒸馏法：芳香油具有挥发性．把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油，这种提取方法叫蒸馏法．
根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏．
（2）萃取法：这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，是芳香油充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油．
（3）压榨法：在橘子、柠檬、甜橙等植物的果皮中，芳香油的含量较多，可以用机械压力直接榨出，这种提取方法叫压榨法．
3、植物的组织培养中，离体的植物组织和细胞，对营养、环境条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基；植物组织培养常用的MS培养基含大量元素、微量元素、有机物，有机物包括甘氨酸、维生素B₁、维生素B₆、烟酸、肌醇、蔗糖、琼脂等，还需要添加植物生长素、细胞分裂素等植物生长调节物质；微生物培养基一般含有碳源、氮源、无机盐、水等．
4、凝胶色谱法是根据相对分子质量大小分离蛋白质的有效方法，相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，相对分子质量较大的蛋白质不容易进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快；分析题图可知，甲、乙、丙带电的性质相同，丁、戊带电的性质相同；甲、乙、丙、丁、戊的分子量大小依次是甲＜戊＜乙＜丁＜丙．

解答 解：Ⅰ、利用酵母菌发酵生产酒精的原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精和二所化碳，其反应式为C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量，该过程中，影响酵母菌酒精发酵的主要因素有氧气浓度、温度、PH等．
Ⅱ、橘皮精油主要储藏在橘皮部分，所以可从橘子皮中提取到芳香油．所用的橘子皮越新鲜，芳香油的含量也越高，所以提取橘皮精油时要选用新鲜的橘子皮．
Ⅲ（1）选取胡萝卜进行植物组织培养所用的MS培养基与微生物培养基的主要区别是：①前者含大量无机营养成分，而后者以有机营养成分为主；②前者一般含有植物激素，如生长素和细胞分裂素．
（2）植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶．为了更容易地榨取胡萝卜汁，提高澄清度，需要加入果胶酶，但该酶的成本较高，为了降低成本可通过人工诱变或基因工程等技术手段对产酶微生物进行改造，以提高该酶的产量．从该酶高产微生物的发酵液提取此酶时，常采用凝胶色谱法将不同分子量的酶进行分离，由于甲蛋白质分子量最小，最容易进入凝胶内部的通道，路程最长，移动的速度最慢．
故答案为：
ⅠC₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量   氧气、温度、PH等
Ⅱ橘子皮   芳香油含量高
Ⅲ（1）前者含大量无机营养成分，后者以有机营养成分为主
（2）果胶   凝胶色谱  甲

点评 本题考查酵母菌发酵、芳香油和胡萝卜的提取等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．