Question

某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精．他們用酶將木薯淀粉降解成單糖．查閱資料后，安裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖．
（1）向發(fā)酵瓶中加入5g酵母菌開始試驗，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于

 

；實驗過程中，通氣閥②需要偶爾短時間打開，但目的是

 

．
（2）第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有

 

的濃硫酸溶液來檢測酒精．
（3）檢測后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH值適宜，但酒精含量（+）比預(yù)期低，我們展開了討論，認為還有其它影響因素，如

 

，請設(shè)計試驗對此因素進行探究并預(yù)測實驗結(jié)果（用表格形式呈現(xiàn)；用“+”表示酒精量，最高含量為“+++++”）．
（4）請對預(yù)測的結(jié)果進行分析，并得出結(jié)論．

Answer 1

考點：利用微生物進行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物,無氧呼吸的概念與過程

專題：

分析：分析題圖：圖示表示利用木薯淀粉降解物進行酒精發(fā)酵的裝置，酒精發(fā)酵的原理：（1）在有氧條件下，酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖；（2）在無氧條件下，酵母菌能進行酒精發(fā)酵．所以發(fā)酵前，通氣閥①要短時間打開．通氣閥②是用于排氣的．

解答： 解：（1）圖中的發(fā)酵裝置是選修一果酒制作裝置的一個改變，通氣閥1是進氣口，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于酵母菌進行有氧呼吸進行大量繁殖，便于后期發(fā)酵；實驗過程中，酵母菌進行酒精發(fā)酵，產(chǎn)生CO₂，裝置內(nèi)氣壓升高，通氣閥②需要偶爾短時間打開，排出部分CO₂保持裝置內(nèi)氣壓平衡．
（2）重鉻酸鉀在酸性條件下能與酒精發(fā)生顏色反應(yīng)，因此可以用來鑒定酒精的生成．
（3）影響酵母菌發(fā)酵的因素除了菌種、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和PH值外，還有酵母菌數(shù)量、發(fā)酵時間等因素．可以通過以加入的酵母菌種數(shù)量為自變量，以生成的酒精含量為因變量設(shè)置實驗進行探究．在表格設(shè)計中要注意對照原則，等量原則和單一變量原則，如下表：

實驗組號	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
發(fā)酵時間（天）	3	4	5	6	7	8	9
預(yù)測結(jié)果	+	++	+++	++++	+++++	+++++	+++++

（4）根據(jù)實驗探究過程，其結(jié)果應(yīng)該有兩種情況，如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量也增加，則酵母菌數(shù)量是影響發(fā)酵的因素；如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量沒有增加，則酵母菌數(shù)量不是影響發(fā)酵的因素．
故答案為：
（1）酵母菌生長和增殖    釋放二氧化碳
（2）重鉻酸鉀
（3）發(fā)酵時間（酵母菌的量、通氣時間、通氣的量、含氧量、氧氣濃度、實驗時間等）

實驗組號	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦
發(fā)酵時間（天）	3	4	5	6	7	8	9
預(yù)測結(jié)果	+	++	+++	++++	+++++	+++++	+++++

注：酵母菌加量為5g，其他條件與圖12相同
（4）如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量也增加，則酵母菌數(shù)量是影響發(fā)酵的因素；如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量沒有增加，則酵母菌數(shù)量不是影響發(fā)酵的因素．

點評：本題結(jié)合酒精發(fā)酵裝置圖，考查果酒的制作及探究實驗，要求考生識記果酒制作的原理，能合理解釋裝置中通氣閥①和②短時間打開的原因；此外還要求考生掌握探究實驗的原則，能設(shè)計表格，預(yù)測實驗結(jié)果．