Question

在啤酒生产过程中，发酵是重要的环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖度下降到一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。根据上述过程，回答以下问题：

（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是______________。

（2）麦芽汁需要经过消毒灭菌，杂菌与酵母菌之间的关系为____________。

（3）经检测酵母菌消耗的糖中，98%形成了酒精和其他发酵产物，其余2%则是用于____________。

（4）请分别写出由麦芽糖→葡萄糖，葡萄糖→酒精的反应方程式：___________；__________。

（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其相对分子质量为342）有98%（质量分数）形成了酒精（相对分子质量为46）和其它发酵产物。设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8%，发酵后最多能产生酒精浓度为3%（质量分数）的啤酒_______吨。

（6）题中的“白色泡沫”是指气体__________。该气体可使溴麝香草酚来水溶液由______变绿再变_____。

（7）酒精的检测：_______色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生反应，变成______色。

（8）科研人员先后两次从发酵罐中取样，测得甲样液的pH值为5．1，乙样液的pH值为4．7。但忘记了取样的先后顺序，你认为先取的是______样液（填甲或乙）。

（9）科研人员经检测发现，发酵罐中消耗的O₂与产生的CO₂之比为3:13，则发酵罐中经酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖（C₆H₁₂O₆）占全部葡萄糖的_______。

Answer

（1）进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 （2）竞争

（3）酵母菌自身的生长和繁殖

（4）

（5）703t （6）CO2 蓝 黄 （7）橙 灰绿 （8）甲 （9）1/11

【解析】（1）啤酒酵母菌是兼性厌氧型的真菌，异化作用的特点是：既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。

（2）若没有经过消毒灭菌，杂菌与酵母菌都可从麦芽汁中获取营养，因此二者之间的关系为竞争。

（3）依题意可知，在氧气充足时，酵母菌迅速繁殖，溶解氧逐渐耗尽时酵母菌繁殖速度迅速下降，所以经检测酵母菌消耗的糖中，大部分形成了酒精和其他发酵产物，其余的则是用于酵母菌自身的生长和繁殖。

（4）1分子的麦芽糖（C12H22O11）在酶的催化作用下会水解成2分子的葡萄糖（C6H12O6）；1分子的葡萄糖在无氧条件下，会氧化分解为2分子的酒精（C2H5OH）和2分子的CO2，同时释放出少量的能量。相关的反应式见答案。

（5）依题意，酵母菌消耗的糖有98%（质量分数）形成了酒精，则500t麦芽汁（麦芽糖的质量分数为8%），其中用于发酵的麦芽糖的量＝500t×8%×98%，再依据由麦芽糖→葡萄糖，葡萄糖→酒精的反应方程式可知，1分子的麦芽糖发酵产生4分子的酒精，因此可以通过麦芽糖量÷342＝酒精量÷46×4，计算出酒精量，再根据酒精浓度计算出啤酒量，即500t×8%×98%×（4×46/342）÷3%＝703t。

（6）依题意可知：“白色泡沫”是指CO2。CO2可使溴麝香草酚来水溶液由蓝变绿再变黄。

（7）橙色的重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色，此显色反应可用于酒精的检测。

（8）随着时间的推移，发酵罐中酵母菌的细胞呼吸产生的CO2越来越多，导致发酵液的PH越来越低，据此可判断，科研人员先取的是甲样液（pH值为5．1），后取的是乙样液（pH值为4．7）。

（9）根据如下的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，

若发酵罐中消耗的O2与产生的CO2之比为3:13，则酵母菌经有氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为1/2，经无氧呼吸产生的CO2的相对值为10，无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为5，所以发酵罐中经酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖（C6H12O6）占全部葡萄糖的1/2÷（1/2＋5）＝1/11。

【考点定位】酵母菌的代谢类型、细胞呼吸原理的应用，种间关系等。