Question

15．酵母菌作為一種常見的微生物，在傳統(tǒng)和現(xiàn)代生物技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用．請回答下列問題：
（1）酵母菌廣泛分布在自然界中，科研人員為了分離、篩選藍(lán)莓果酒專用酵母來改善藍(lán)霉果酒的品質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①取不同品種的成熟藍(lán)莓制果漿，置于適宜溫度的恒溫培養(yǎng)箱中自然發(fā)酵，直至產(chǎn)生大量氣泡和明顯酒味．取不同品種成熟藍(lán)莓的原因是不同品種藍(lán)莓上附著有不同品種的酵母菌．
②將藍(lán)莓發(fā)酵液用無菌水進(jìn)行梯度稀釋后，進(jìn)行涂布平板操作（每個梯度3個平板），恒溫培養(yǎng)2d，根據(jù)酵母菌菌落特征挑取單菌落．
③將挑取的單菌落擴(kuò)大培養(yǎng)后，通過平板劃線法分離純化，然后保存菌種．
④檢測篩選菌株的發(fā)酵性能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推知，BF-17（品種）對乙醇和酸的耐受性最強(qiáng)，是較理想的釀酒菌種．

品  種	乙醇體積分?jǐn)?shù)/%					pH
	8%	10%	12%	14%	15%	4.00	2.98	2.03	1.48
葡萄釀酒酵母	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BL-21	++++	++++	+	-	-	++++	++++	-	-
BF-09	++++	++++	++	-	-	++++	++++	+	-
BF-17	++++	++++	++	+	-	++++	++++	++	-

（注：+數(shù)量表示菌落數(shù)量的多少，-表示沒有菌落生長）
（2）如圖是固定化酵母發(fā)酵與游離酵母制作藍(lán)莓果酒發(fā)酵的對比結(jié)果，從圖中可以看出，兩者發(fā)酵速率相近，但發(fā)酵前期游離發(fā)酵比固定發(fā)酵產(chǎn)生的酒精量多，主要原因是游離酵母和營養(yǎng)液的接觸更充分，酒精排出更快；后期游離酵母發(fā)酵速度減慢，除了底物濃度降低外，還可能是因?yàn)榫凭珜τ坞x酵母的抑制作用更強(qiáng)．相較于固定化酶技術(shù)，固定化酵母細(xì)胞常用的方法是包埋法，固定化酵母發(fā)酵的主要優(yōu)點(diǎn)是可固定一系列酶，催化一系列化學(xué)反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是篩選藍(lán)莓果酒專用酵母菌，實(shí)驗(yàn)的自變量是不同品種的酵母菌，因變量是菌株的耐酒精程度和耐酸堿程度，其他屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量應(yīng)該保持一致且適宜，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對照原則和單一變量原則及微生物的分離和培養(yǎng)知識解答問題（1）．
（2）分析題圖曲線可知，該曲線是不同存在狀態(tài)的酵母菌發(fā)酵過程中酒精的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線，該實(shí)驗(yàn)的自變量是酵母菌存在的狀態(tài)（固定化酵母還是游離酵母）和發(fā)酵時間，因變量是酒精的體積分?jǐn)?shù)，結(jié)合題圖曲線及固定化酶技術(shù)及應(yīng)用解答（2）．

解答 解：（1）①該實(shí)驗(yàn)的自變量是酵母菌的品種，由于不同品種藍(lán)莓上附著有不同品種的酵母菌，因此可以用不同品種的成熟藍(lán)莓作為原料，控制自變量．
②藍(lán)莓發(fā)酵液中含有酵母菌，將藍(lán)莓發(fā)酵液用無菌水進(jìn)行梯度稀釋后，用稀釋涂布平板法將酵母菌分離，培養(yǎng)后獲得有單細(xì)胞繁殖而來的菌落．
③挑取的單菌落擴(kuò)大培養(yǎng)后，一般采用平板劃線法分離、純化菌種．
④分析表格中的發(fā)酵性能可知，BF-17對乙醇和酸的耐受性最強(qiáng)，是較理想的釀酒菌種．
（2）分析題圖可知，固定化酵母發(fā)酵與游離酵母制作藍(lán)莓果酒發(fā)酵，兩者發(fā)酵速率相近，由于游離酵母和營養(yǎng)液的接觸更充分，酒精排出更快，因此發(fā)酵前期游離發(fā)酵比固定發(fā)酵產(chǎn)生的酒精量多；后期隨著發(fā)酵程度加深，酒精濃度增大，離酵母菌更容易接觸酒精，酒精抑制游離的酵母菌發(fā)酵的作用更強(qiáng)，同時隨發(fā)酵加深，底物濃度降低，因此后期游離酵母發(fā)酵速度減慢；固定化酵母細(xì)胞常用的方法是包埋法；優(yōu)點(diǎn)是可固定一系列酶，催化一系列化學(xué)反應(yīng)．
故答案為：
（1）①不同品種藍(lán)莓上附著有不同品種的酵母菌    ②無菌水    ③平板劃線   ④BF-17
（2）游離酵母和營養(yǎng)液的接觸更充分，酒精排出更快       酒精對游離酵母的抑制作用更強(qiáng)    包埋法          可固定一系列酶，催化一系列化學(xué)反應(yīng)

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生理解微生物的培養(yǎng)及應(yīng)用、固定化酶技術(shù)及應(yīng)用等知識要點(diǎn)，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡(luò)的能力并應(yīng)用相關(guān)知識對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理、判斷的能力．