Question

在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧漸漸耗盡。隨后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，乙醇濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。

根據(jù)上述過程，回答以下問題：

(1)該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點(diǎn)是___________。

(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是____________________。

(3)經(jīng)測(cè)定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則是用于____________________。

(4)請(qǐng)寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式：____________________  。

(5)如果酵母菌消耗的糖(設(shè)為麥芽糖，其相對(duì)分子質(zhì)量為342)有98.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))形成了乙醇(相對(duì)分子質(zhì)量為46.0)和其他發(fā)酵產(chǎn)物。設(shè)有500 t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.0%，發(fā)酵后最多能產(chǎn)生乙醇濃度為3.20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的啤酒多少噸？

Answer 1

解析：解答該題的思路是，在認(rèn)真閱讀本題的基礎(chǔ)上，針對(duì)問題，確定涉及的知識(shí)范圍，然后結(jié)合有關(guān)知識(shí)，針對(duì)本題設(shè)置的問題，充分利用所給資料分析解答。

（1）該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點(diǎn)是什么？學(xué)生應(yīng)該想到，生物的異化作用是指生物體在同化作用的基礎(chǔ)上，分解自身的原生質(zhì)，釋放能量，把其中產(chǎn)生的代謝廢物排除體外的過程。異化作用方式有兩種類型，一是必須不斷地從外界環(huán)境中攝取氧氣來氧化分解自身的組成物質(zhì)，釋放能量，并排除二氧化碳，這種異化類型稱為有氧呼吸型；另一種是在缺氧的條件下，依靠酶的作用使有機(jī)物分解，這種異化類型稱為無氧呼吸型。本題所給的資料指出，“將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫”，可見酵母菌在有氧的環(huán)境中，消耗了有機(jī)物，并迅速繁殖，表明此期的異化作用為有氧呼吸型；資料又指出，當(dāng)氧氣耗盡后，“糖度加速降低，乙醇濃度漸漸上升，泡沫不斷增多”，分解有機(jī)物不但沒有停止，反而加速分解，同時(shí)乙醇開始產(chǎn)生，表明異化作用的無氧呼吸型在加強(qiáng)。因此，從啤酒發(fā)酵過程可以表明啤酒酵母菌的異化作用的特點(diǎn)是：既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無氧呼吸。

（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是什么？此問相對(duì)簡(jiǎn)單，酵母菌可以通過出芽生殖迅速繁殖，在教材中有該知識(shí)點(diǎn)。

（3）經(jīng)測(cè)定，酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了乙醇和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余1.5%則是用于什么？解釋該現(xiàn)象，考生必須理解異化作用和同化作用的關(guān)系。在異化作用分解有機(jī)物的過程中，一部分成為終產(chǎn)物排出體外，還有一部分中間產(chǎn)物在異化作用所釋放能量的推動(dòng)下，用于自身物質(zhì)的合成（同化作用），使自身生長和繁殖。

（4）麥芽糖是一個(gè)二糖，用酸水解或麥芽糖酶水解得到兩分子葡萄糖，葡萄糖可被酶分解得到乙醇和CO₂。

C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O2C₆H₁₂O₆

    麥芽糖                                         葡萄糖

C₆H₁₂O₆2CH₃CH₂OH+2CO₂↑

   葡萄糖                              乙醇

（5）將題設(shè)的數(shù)據(jù)組成方程式可算出乙醇的質(zhì)量：

答案：（1）既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸

（2）出芽生殖

（3）酵母菌自身的生長和繁殖

（4）C₁₂H₁₂O₁₁+H₂O2C₆H₁₂O₆

C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH+2CO₂↑

（5）C₂H₅OH、C₁₂H₂₂O₁₁的相對(duì)分子質(zhì)量分別為46.0和342，生產(chǎn)啤酒的質(zhì)量為：