Question

【題目】酵母菌是一類(lèi)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(qǐng)回答下列利用酵母菌開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問(wèn)題。

(1)某同學(xué)在果酒制作過(guò)程中檢測(cè)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(shuō)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(dòng)態(tài)變化”中，需要定期用血球計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)分析。上圖甲是某次樣液稀釋100倍后觀察到的一個(gè)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(gè)/mL。若實(shí)驗(yàn)者未對(duì)取樣順序做好標(biāo)記，可依據(jù)測(cè)定發(fā)酵液中________來(lái)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(huì)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(shí)間，輕輕搖晃瓶子并________，然后稱(chēng)重發(fā)酵瓶。用測(cè)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(duì)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(shí)，詵用菌株Ⅲ的原因是________________________________________________________________________。

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 菌種Ⅲ分泌的纖維素酶能固定于細(xì)胞壁上可重復(fù)利用

【解析】

酵母菌是兼性厭氧型生物，有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，增加數(shù)量，無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。

（1）酒精遇酸性重鉻酸鉀溶液會(huì)由橙色變成灰綠色，如果檢測(cè)結(jié)果有酒精，說(shuō)明酵母菌進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

（2）計(jì)算可知，該中方格中酵母菌的數(shù)量是17，血球計(jì)數(shù)板一個(gè)大方格共有25個(gè)中方格，稀釋100倍，每個(gè)大方格的容積是0.1mm3。故1ml菌液中的總菌數(shù)是：17*25*10000*100=4.25*108。發(fā)酵的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳影響培養(yǎng)液的PH，故可以測(cè)定PH來(lái)判斷取樣順序。

（3）酒精發(fā)酵的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，一段時(shí)間后可以進(jìn)行放氣（二氧化碳），然后稱(chēng)重，瓶子會(huì)變輕。Y1的失重量最大，故產(chǎn)生的酒精最多，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。