Question

6．啤酒生產(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，酒精濃度漸漸上升，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特點是既能進(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出芽生殖．
（3）啤酒發(fā)酵過程中，總是先來“水”，后出“酒”，其原因是酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生酒精．
（4）請寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式：C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O$\stackrel{酶}{→}$2C₆H₁₂O₆；C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
（5）如果酵母菌消耗的糖（設(shè)為麥芽糖，其相對分子質(zhì)量為342）有98.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）形成了酒精（相對分子質(zhì)量為46.0）和其他發(fā)酵產(chǎn)物．設(shè)有500t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.0%，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的啤酒多少噸？662噸．
（6）啤酒的風(fēng)味主要取決于采用的酵母菌株，某酒廠的菌株使用了30多年，繁殖了3000余代，風(fēng)味不減當(dāng)年，其主要原因是酵母菌進(jìn)行無性繁殖，其遺傳物質(zhì)能夠保持穩(wěn)定．

Answer 1

分析 由于酵母菌的代謝類型比較特殊，屬于異養(yǎng)堿性厭氧型，由于酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此利用酵母菌發(fā)酵釀酒．在釀酒過程中先通氣讓酵母菌大量繁殖，然后再密封進(jìn)行無氧發(fā)酵．

解答 解：（1）據(jù)題意可知，首先將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，此時酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸；溶解氧逐漸耗盡后，糖度加速降低，酒精濃度逐漸上升，說明酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精．
（2）有氧時酵母菌能通過出芽生殖的方式大量繁殖，種群數(shù)量增加很快．
（3）啤酒發(fā)酵過程中，總是先來“水”，后出“酒”，其原因是酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生酒精．
（4）麥芽糖的分子式為C₁₂H₂₂O₁₁，而葡萄糖為C₆H₁₂O₆，因此麥芽糖分解成葡萄糖的過程中要加一分子的水．酵母菌無氧呼吸過程中將葡萄糖分解產(chǎn)生酒精和二氧化碳．
（5）本題首先計算出麥芽糖的用于發(fā)酵的量：500t×8.00%×98.5%，由于一分子麥芽糖發(fā)酵產(chǎn)生4分子的酒精，因此可以通過$\frac{麥芽糖量}{342}$=$\frac{酒精量}{46×4}$，計算出酒精量，再根據(jù)酒精度計算出啤酒量．C₂H₅OH的分子量為46.0，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的啤酒為500t×8.00%×98.5%×$\frac{46×4}{342}$×$\frac{1}{3.2%}$=662噸．
（6）啤酒的風(fēng)味主要取決于采用過的酵母菌菌株，某酒廠的菌株使用了30多年，繁殖了3000余代，風(fēng)味不減當(dāng)年，其主要原因是酵母菌進(jìn)行無性繁殖，其遺傳物質(zhì)能保持穩(wěn)定．
故答案為：
（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）酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生酒精
（4）C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O$\stackrel{酶}{→}$2C₆H₁₂O₆     C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量
（5）662噸
（6）酵母菌進(jìn)行無性繁殖，其遺傳物質(zhì)能夠保持穩(wěn)定

點評 本題考查了利用呼吸作用原理釀酒的相關(guān)知識，要求考生能夠識記酵母菌的代謝類型、生殖方式等知識，并且能夠利用化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)計算，難度適中．