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行有氧呼吸又能進行無氧呼吸．
（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行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進行發(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)量分數(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)量分數(shù)為8.0%，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.2%（質(zhì)量分數(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行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進行發(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)量分數(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）既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸
（2）出芽生殖
（3）酵母菌先進行有氧呼吸，產(chǎn)生大量的水；隨著氧氣的減少，酵母菌進行發(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)方程式進行相關(guān)計算，難度適中．