Question

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

甲 　乙

（1）某同學(xué)在果酒制作過程中檢測發(fā)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(fā)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(xì)胞結(jié)構(gòu))。

（2）在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”中，需要定期用血球計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)對其進(jìn)行計數(shù)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(shù)量，則發(fā)酵液中酵母菌種群的密度是___個/mL。若實(shí)驗(yàn)者未對取樣順序做好標(biāo)記，可依據(jù)測定發(fā)酵液中_____來確定取樣的先后順序。

（3）隨著發(fā)酵的進(jìn)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(yǎng)液中，在相同且適宜條件下密閉發(fā)酵。每隔一段時間，輕輕搖晃瓶子并________，然后稱重發(fā)酵瓶。用測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了圖乙，據(jù)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(shù)對酵母菌進(jìn)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(xì)胞外；菌株Ⅱ：合成的纖維素酶能分泌到細(xì)胞外；菌株Ⅲ：合成的纖維素酶能分泌到細(xì)胞外并固定于細(xì)胞壁上。在工業(yè)生產(chǎn)中利用纖維素生產(chǎn)大量酒精時，選用菌株______。

Answer 1

【答案】橙色變成灰綠色 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 4.25×108 pH 擰松瓶蓋(或放氣) Y1 在1～4天，含Y1菌種的培養(yǎng)液失重量最大，培養(yǎng)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(chǎn)生酒精。據(jù)圖分析，甲圖計數(shù)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(shù)量為17個；乙圖中三種酵母菌的失重量都表現(xiàn)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(jié)果有酒精，說明酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌將葡萄糖分解為酒精的酶位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

（2）根據(jù)以上分析已知，該中方格中酵母菌的數(shù)量是17個，血球計數(shù)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(shù)=17×25×10000×100=4.25×108；發(fā)酵的過程中會產(chǎn)生二氧化碳影響培養(yǎng)液的pH，故可以測定pH來判斷取樣順序。

（3）酒精發(fā)酵的過程中，會產(chǎn)生二氧化碳，一段時間后可以進(jìn)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(yǎng)液失重量最大，培養(yǎng)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(xì)胞外并固定于細(xì)胞壁上，可以反復(fù)利用，故可以選用菌株Ⅲ利用纖維素生產(chǎn)大量酒精。