Question

19．酵母菌在自然界分布廣泛，主要生長在偏酸性的潮濕的含糖環(huán)境中，易于培養(yǎng)，且生長迅速，被廣泛用于現(xiàn)代生物學(xué)研究中，如釀酒酵母作為重要的模式生物．回答下列相關(guān)問題：
（1）以葡萄糖為原料，酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的共同終產(chǎn)物是CO₂，分解葡萄糖釋放的能量去路是以熱能形式散失和儲存在ATP中．
（2）實驗室以葡萄糖為原料利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精．甲發(fā)酵罐保留一定的氧氣，乙發(fā)酵罐為無氧條件（甲、乙罐中葡萄糖足量，其他條件相同且適宜），定時測定發(fā)酵罐中氧氣和酒精的物質(zhì)的量，結(jié)果如圖所示．

①甲發(fā)酵罐從第2h開始無氧呼吸．在第4h～7h之間無氧呼吸速率變化情況是先增加，后減慢．
②在實驗結(jié)束時甲、乙兩發(fā)酵罐中產(chǎn)生的二氧化碳量之比為8：5．
③分析該實驗結(jié)果，通入適量氧氣能增加酒精產(chǎn)量的原因是開始有氧呼吸促進酵母菌快速繁殖，后期無氧呼吸產(chǎn)生酒精更多．生產(chǎn)實踐中，用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當酒精含量達到一定值時發(fā)酵就停止了，這是因為酒精濃度較高時對酵母菌具有殺害作用．

Answer 1

分析 分析曲線圖：甲發(fā)酵罐中保留一定量的氧氣，隨著時間的推移，氧氣含量逐漸減少，酵母菌的無氧呼吸逐漸增強，且在第5小時無氧呼吸速率最快，實驗結(jié)束時甲發(fā)酵罐中產(chǎn)生的酒精量為18mol；乙發(fā)酵罐中沒有氧氣，一開始就進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，并且在第3小時無氧呼吸速率最快，實驗結(jié)束時乙發(fā)酵罐中產(chǎn)生的酒精量為15mol．由此可見，向葡萄糖溶液中通入少量的氧氣可以提高酒精的產(chǎn)量．

解答 解：（1）酵母菌有氧呼吸的產(chǎn)物有二氧化碳和水，無氧呼吸的產(chǎn)物有酒精和二氧化碳．分解葡萄糖釋放的能量有兩種形式：以熱能形式散失和儲存在ATP中．
（2）①由圖顯示，即發(fā)酵罐在第2小時開始，生成酒精，因此，甲發(fā)酵罐從第2h開始無氧呼吸．在第4h～7h之間，酒精含量逐漸增多，但是第7小時開始，酒精含量不增加，可推知：無氧呼吸速率變化情況是先增加，后減慢．
②由題圖可知，發(fā)酵罐中消耗的氧氣是6，產(chǎn)生的二氧化碳也是6，產(chǎn)生的酒精是18產(chǎn)生的二氧化碳也是18，甲發(fā)酵罐產(chǎn)生的二氧化碳是6+18=24，乙發(fā)酵罐產(chǎn)生的酒精是15，產(chǎn)生的二氧化碳也是15，乙發(fā)酵罐產(chǎn)生的二氧化碳為15，則實驗結(jié)束時甲、乙兩發(fā)酵罐中產(chǎn)生的二氧化碳量之比為24：15=8：5．
③由甲、乙發(fā)酵罐中實驗結(jié)果可以得出，要提高酒精的產(chǎn)量需要通入少量的氧氣，讓酵母菌有氧呼吸大量增殖，然后再密封無氧呼吸發(fā)酵產(chǎn)生酒精．用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當酒精含量較高時，對酵母菌具有殺害作用，因此酒精達到一定值時發(fā)酵就停止了．
故答案為：
（1）CO₂   以熱能形式散失   儲存在ATP中
（2）①2   先增加，后減慢
②8：5
③開始有氧呼吸促進酵母菌快速繁殖，后期無氧呼吸產(chǎn)生酒精更多      酒精濃度較高時對酵母菌具有殺害作用

點評 本題考查了有氧呼吸與無氧呼吸的過程，無氧呼吸與氧氣濃度的關(guān)系，準確分析題圖曲線獲取信息是解題的關(guān)鍵．