Question

15．人類(lèi)利用微生物發(fā)酵制作果酒、果醋的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)．請(qǐng)回答以下與發(fā)酵有關(guān)的問(wèn)題：
（1）某同學(xué)利用柑橘制作果酒，考慮到柑橘的糖含量不足，在制作過(guò)程中加入一定量的糖，加糖的主要目的是為酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖提供能源物質(zhì)，為保證發(fā)酵過(guò)程的安全，發(fā)酵階段需要適時(shí)擰松瓶蓋，但不能完全打開(kāi)，其主要目的是防止空氣中雜菌進(jìn)入發(fā)酵瓶，造成污染，影響發(fā)酵，實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵時(shí)間的推移擰松瓶蓋間隔時(shí)間挺長(zhǎng)，其原因是隨著時(shí)間的推移，由于發(fā)酵液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少、pH下降等原因，導(dǎo)致酵母菌呼吸作用減弱，產(chǎn)生的CO₂減少．工業(yè)生產(chǎn)果酒時(shí)，為有利于水果的壓榨、果酒微澈，透明無(wú)沉淀，可加入果膠酶．
（2）喝剩果酒放置時(shí)間長(zhǎng)后酒味變酸的原因是醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸．
（3）某學(xué)習(xí)小組同學(xué)用固定化的酵母細(xì)胞發(fā)酵無(wú)菌麥芽汁制作酒，發(fā)酵條件符合操作要求，10天后檢查發(fā)酵瓶發(fā)現(xiàn)麥芽汁幾乎無(wú)酒味，請(qǐng)分析發(fā)酵失敗的可能原因：
①海藻酸鈉濃度太低，固定的酵母菌數(shù)量太少
②將海藻酸鈉融化時(shí)未等冷卻就將活化的酵母菌液倒入
（4）該小組同學(xué)用瓊脂作載體，用包埋法固定a-淀粉酶來(lái)探究固定化酶催化效果．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表：
（注：假設(shè)加入試管中的固定化淀粉酶量與普通a-淀粉酶量相同）

	1號(hào)試管	2號(hào)試管
固定化淀粉酶	√
普通a-淀粉酶		√
淀粉溶液	√	√
60°C保溫5 分鐘，取出冷卻至室溫，滴加碘液
現(xiàn)象	變藍(lán)	不變藍(lán)

①該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了對(duì)照原則、單一變量原則．
②分析1號(hào)試管變藍(lán)的原因：因?yàn)榈矸鄯肿犹�大難以通過(guò)瓊脂擴(kuò)散與淀粉酶接觸而導(dǎo)致反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行．
（5）在血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，從紅細(xì)胞中釋放出血紅蛋白常用的方法是將紅細(xì)胞放在蒸餾水和甲苯溶液中吸水脹破．

Answer 1

分析 1、參與果酒制作的微生物是酵母菌，其新陳代謝類(lèi)型為異養(yǎng)兼性厭氧型．果酒制作的原理：
（1）在有氧條件下，反應(yīng)式如下：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；             
（2）在無(wú)氧條件下，反應(yīng)式如下：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2CO₂+2C₂H₅OH+能量．
2、固定化酵母細(xì)胞的制備過(guò)程：酵母細(xì)胞的活化；制備氯化鈣溶液；制備海藻酸鈉溶液；海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合；固定化酵母細(xì)胞．
3、探究實(shí)驗(yàn)遵循對(duì)照原則和單一變量原則．

解答 解：（1）利用柑橘制作果酒的過(guò)程中會(huì)加入一定量的糖，其主要目的是為酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖提供能源物質(zhì)．酵母菌酒精發(fā)酵時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，因此為保證發(fā)酵過(guò)程的安全，發(fā)酵階段需要適時(shí)擰松瓶蓋，但不能完全打開(kāi)，以防止空氣中雜菌進(jìn)入發(fā)酵瓶，造成污染，影響發(fā)酵；隨著時(shí)間的推移，由于發(fā)酵液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少、pH下降等原因，導(dǎo)致酵母菌呼吸作用減弱，產(chǎn)生的CO₂減少，因此實(shí)際操作中，隨著發(fā)酵時(shí)間的推移擰松瓶蓋間隔時(shí)間延長(zhǎng)．工業(yè)生產(chǎn)果酒時(shí)，為有利于水果的壓榨、果酒清澈，透明無(wú)沉淀，可加入果膠酶．
（2）喝剩果酒放置時(shí)間長(zhǎng)后酒味變酸，原因是醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸．
（3）用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵麥芽汁制作酒時(shí)，發(fā)酵條件符合操作要求，但10天后檢查發(fā)酵瓶發(fā)現(xiàn)麥芽汁幾乎無(wú)酒味，這說(shuō)明酵母菌數(shù)量太少，其原因可能是：①海藻酸鈉濃度太低，固定的酵母菌數(shù)量太少；②將海藻酸鈉融化時(shí)未等冷卻就將活化的酵母菌液倒入．
（4）①該實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了對(duì)照組（2號(hào)試管），而且只有一個(gè)變量（加入的酶是固定化淀粉酶還是普通α-淀粉酶），因此體現(xiàn)了對(duì)照原則和單一變量原則．
②1號(hào)試管中加入的是固定化淀粉酶，由于淀粉分子太大難以通過(guò)瓊脂擴(kuò)散與淀粉酶接觸，因而導(dǎo)致反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，所以加碘液后變藍(lán)．
（5）在血紅蛋白的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，從紅細(xì)胞中釋放出血紅蛋白常用的方法是將紅細(xì)胞放在蒸餾水和甲苯溶液中吸水脹破．
故答案為：
（1）為酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖提供能源物質(zhì)   防止空氣中雜菌進(jìn)入發(fā)酵瓶，造成污染，影響發(fā)酵    隨著時(shí)間的推移，由于發(fā)酵液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少、pH下降等原因，導(dǎo)致酵母菌呼吸作用減弱，產(chǎn)生的CO₂減少   果膠
（2）醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醋酸
（3）①海藻酸鈉濃度太低，固定的酵母菌數(shù)量太少  ②將海藻酸鈉融化時(shí)未等冷卻就將活化的酵母菌液倒入
（4）①對(duì)照原則、單一變量   ②因?yàn)榈矸鄯肿犹�大難以通過(guò)瓊脂擴(kuò)散與淀粉酶接觸而導(dǎo)致反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行
（5）將紅細(xì)胞放在蒸餾水和甲苯溶液中吸水脹破

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查果酒和果醋的制作、固定化酵母細(xì)胞、探究實(shí)驗(yàn)、蛋白質(zhì)的分離和純化等，要求考生掌握果酒和果醋的制作原理；識(shí)記固定化酵母細(xì)胞的過(guò)程，能解釋用固定化酵母細(xì)胞發(fā)酵時(shí)無(wú)酒精產(chǎn)生的原因；識(shí)記蛋白質(zhì)分離和純化的方法，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．