Question

在啤酒生產過程中，發酵是重要環節。生產過程大致如下：將經過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產生白色泡沫，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，乙醇濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當糖濃度下降一定程度后，結束發酵。最后分別輸出有形物質和鮮啤酒。

根據上述過程，回答以下問題：

(1)該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點是___________。

(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是____________________。

(3)經測定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他發酵產物，其余1.5%則是用于____________________。

(4)請寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應方程式：____________________  。

(5)如果酵母菌消耗的糖(設為麥芽糖，其相對分子質量為342)有98.5%(質量分數)形成了乙醇(相對分子質量為46.0)和其他發酵產物。設有500 t麥芽汁，其中麥芽糖的質量分數為8.0%，發酵后最多能產生乙醇濃度為3.20%(質量分數)的啤酒多少噸？

Answer 1

解析：解答該題的思路是，在認真閱讀本題的基礎上，針對問題，確定涉及的知識范圍，然后結合有關知識，針對本題設置的問題，充分利用所給資料分析解答。

（1）該過程表明啤酒酵母菌異化作用的特點是什么？學生應該想到，生物的異化作用是指生物體在同化作用的基礎上，分解自身的原生質，釋放能量，把其中產生的代謝廢物排除體外的過程。異化作用方式有兩種類型，一是必須不斷地從外界環境中攝取氧氣來氧化分解自身的組成物質，釋放能量，并排除二氧化碳，這種異化類型稱為有氧呼吸型；另一種是在缺氧的條件下，依靠酶的作用使有機物分解，這種異化類型稱為無氧呼吸型。本題所給的資料指出，“將經過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產生白色泡沫”，可見酵母菌在有氧的環境中，消耗了有機物，并迅速繁殖，表明此期的異化作用為有氧呼吸型；資料又指出，當氧氣耗盡后，“糖度加速降低，乙醇濃度漸漸上升，泡沫不斷增多”，分解有機物不但沒有停止，反而加速分解，同時乙醇開始產生，表明異化作用的無氧呼吸型在加強。因此，從啤酒發酵過程可以表明啤酒酵母菌的異化作用的特點是：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什么？此問相對簡單，酵母菌可以通過出芽生殖迅速繁殖，在教材中有該知識點。

（3）經測定，酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了乙醇和其他發酵產物，其余1.5%則是用于什么？解釋該現象，考生必須理解異化作用和同化作用的關系。在異化作用分解有機物的過程中，一部分成為終產物排出體外，還有一部分中間產物在異化作用所釋放能量的推動下，用于自身物質的合成（同化作用），使自身生長和繁殖。

（4）麥芽糖是一個二糖，用酸水解或麥芽糖酶水解得到兩分子葡萄糖，葡萄糖可被酶分解得到乙醇和CO₂。

C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O2C₆H₁₂O₆

    麥芽糖                                         葡萄糖

C₆H₁₂O₆2CH₃CH₂OH+2CO₂↑

   葡萄糖                              乙醇

（5）將題設的數據組成方程式可算出乙醇的質量：

答案：（1）既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸

（2）出芽生殖

（3）酵母菌自身的生長和繁殖

（4）C₁₂H₁₂O₁₁+H₂O2C₆H₁₂O₆

C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH+2CO₂↑

（5）C₂H₅OH、C₁₂H₂₂O₁₁的相對分子質量分別為46.0和342，生產啤酒的質量為：