Question

【題目】酵母菌是一類在自然界分布廣泛的單細胞真菌，可用于釀造業，也是基因工程中常用的受體細胞。請回答下列利用酵母菌開展實驗的相關問題。

甲 　乙

（1）某同學在果酒制作過程中檢測發酵液是否含有酒精，取樣后滴加適量酸性重鉻酸鉀溶液并振蕩，若觀察到溶液顏色的變化是_________________，則說明發酵液中含有酒精。酵母菌將葡萄糖分解為酒精的酶位于_________(填細胞結構)。

（2）在“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化”中，需要定期用血球計數板(規格為1mm×1mm×0.1mm)對其進行計數分析。上圖甲是某次樣液稀釋100倍后觀察到的一個中方格中酵母菌的數量，則發酵液中酵母菌種群的密度是___個/mL。若實驗者未對取樣順序做好標記，可依據測定發酵液中_____來確定取樣的先后順序。

（3）隨著發酵的進行，高濃度酒精會抑制酵母菌活性，因而要篩選酒精耐受力高的酵母菌菌種。某小組將三種酵母菌分別接種在相同濃度的培養液中，在相同且適宜條件下密閉發酵。每隔一段時間，輕輕搖晃瓶子并________，然后稱重發酵瓶。用測定的實驗數據繪制了圖乙，據圖分析_____菌種酒精耐受力最高，原因是_____________。

（4）科研人員利用基因工程技術對酵母菌進行了改造，得到如下三種菌株。菌株Ⅰ：能合成纖維素酶，但不能分泌到細胞外；菌株Ⅱ：合成的纖維素酶能分泌到細胞外；菌株Ⅲ：合成的纖維素酶能分泌到細胞外并固定于細胞壁上。在工業生產中利用纖維素生產大量酒精時，選用菌株______。

Answer 1

【答案】橙色變成灰綠色 細胞質基質 4.25×108 pH 擰松瓶蓋(或放氣) Y1 在1～4天，含Y1菌種的培養液失重量最大，培養液中酒精含量最高 Ⅲ

【解析】

酵母菌是真核生物，屬于兼性厭氧型微生物，其通過有氧呼吸大量繁殖，通過無氧呼吸產生酒精。據圖分析，甲圖計數時中間的全算，四邊遵循計上不計下、計左不計右的原則，則一個中方格中酵母菌的數量為17個；乙圖中三種酵母菌的失重量都表現為先增加后減少，且Y1的失重量最大。

（1）酒精遇酸性重鉻酸鉀溶液會由橙色變成灰綠色；如果檢測結果有酒精，說明酵母菌進行了無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細胞質基質，所以酵母菌將葡萄糖分解為酒精的酶位于細胞質基質。

（2）根據以上分析已知，該中方格中酵母菌的數量是17個，血球計數板一個大方格共有25個中方格，稀釋100倍，每個大方格的容積是0.1mm3，因此1ml菌液中的總菌數=17×25×10000×100=4.25×108；發酵的過程中會產生二氧化碳影響培養液的pH，故可以測定pH來判斷取樣順序。

（3）酒精發酵的過程中，會產生二氧化碳，一段時間后可以進行放氣（二氧化碳），然后稱重，瓶子會變輕；在1～4天，含Y1菌種的培養液失重量最大，培養液中酒精含量最高，故酒精耐受力最高。

（4）菌株Ⅲ合成的纖維素酶能分泌到細胞外并固定于細胞壁上，可以反復利用，故可以選用菌株Ⅲ利用纖維素生產大量酒精。