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高中二年级生物

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    在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌处理的麦芽汁充氧,拌入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌繁殖速度加快,产生白色泡沫,溶解氧逐渐耗尽。随后,酵母菌繁殖速度下降,糖度加速降低,酒精浓度渐渐上升,泡沫不断增多。当糖浓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,回答下列问题。
    (1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是_______________。
    (2)初期,酵母菌迅速繁殖的主要方式是____。
    (3)经测定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其他发酵产物,其余1.5%则是用于____。
    (4)请写出由麦芽糖—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98.5%(质量分数)形成了酒精(相对分子质量为46.0)和其他发酵产物。现有500t麦芽汁,其中麦芽糖的质量分数为8.00%,发酵后最多能生产酒精浓度3.20%(质量分数)的啤酒多少吨?
    本题信息:2011年同步题生物填空题难度极难 来源:姚瑶
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本试题 “在啤酒生产过程中,发酵是重要环节。生产过程大致如下:将经过灭菌处理的麦芽汁充氧,拌入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期,酵母菌繁殖速度加快,产生白色...” 主要考查您对

生物的新陈代谢

无氧呼吸

探究:酵母菌细胞呼吸的方式

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生物的新陈代谢:

新陈代谢是活细胞中全部有序化学反应的总称,是生物体最基本的生命活动过程,其按不同的标准可分为同化作用和异化作用两种作用与物质代谢和能量代谢两种代谢,其中同化作用又可分为自养型和异养型,异化作用又可分为需氧型和厌氧型。酵母菌为碱性厌氧型生物。
(1)物质代谢:是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。可细分为:从外界摄取营养物质并转变为自身物质。(同化作用)自身的部分物质被氧化分解并排出代谢废物。(异化作用)
(2)能量代谢:是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。可细分为:储存能量(同化作用);释放能量(异化作用);在新陈代谢过程中,既有同化作用,又有异化作用。
(3)新陈代谢的功能:
①从周围环境中获得营养物质;
②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件,即大分子的组成前体;
③将结构元件装配成自身的大分子,例如蛋白质、核酸、脂质等;
④分解有机营养物质;
⑤提供生命活动所需的一切能量。
(4)能源物质
①直接能源物质——三磷酸腺苷(ATP)
ATP是生物体生命活动的直接能源物质,各种生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的,细胞的分裂、肌肉收缩等。
②主要能源物质——糖类糖类是生物体生命活动的主要能源物质,生物体内的能量有70%是由糖类氧化分解提供的
③主要储能物质——脂肪
脂肪是生物体储存能量的重要物质,在动物的皮下、肠系膜、大网膜等处储存有大量的脂肪,一方可储存能量,同时还可以减少体内热量散失,有利于维持体温恒定。在植物体内也有脂肪,如花生油、籽油等就是从花生和油菜籽中提取的。
④能量最终来源——太阳能
太阳光能是生物生命活动的最终能源,太阳能通过光合作用进入植物体内,再进入动物体内
⑤新陈代谢是在无知觉情况下时刻不停的进行的体内活动,包括心脏的跳动、保持体温和呼吸。
(5)同化作用的类型与特点:
自养型:指的是绝大多数绿色植物和少数种类的细菌以光能或化学能为能量的来源,以环境中的二氧化碳为碳源,来合成有机物,并且储存能量的新陈代谢类型。
异养型:不能直接把无机物合成有机物,必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式。
自养型生物:绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌
异养型生物:动物、人、大多数细菌、真菌
(6)异化作用的类型与特点:分为需氧型和厌氧型。
(7)兼性厌氧是指既可以在有氧条件下进行新陈代谢,又可以在无氧状态下进行新陈代谢。但在这两种状况下,体内的生化反应是不同的。也就是说产能途径不同。酵母菌是兼性厌氧型的真菌。
无氧呼吸:

1.概念:无氧呼吸是指生物在无氧条件下,把有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.过程
(1)第一阶段:C6H12O6丙酮酸+[H]。
(2)第二阶段:
①生成酒精:对于高等植物和酵母菌等生物,进行无氧呼吸一般产生酒精。
丙酮酸+[H] 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
②生成乳酸:对于高等动物、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)细胞、乳酸菌进行无氧呼吸一般产生乳酸。
丙酮酸+[H] 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
③总反应式:
C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量;
C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量。
4.能量的产生:每摩尔葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94kJ,生成乳酸释放的能量为196.65kJ,其中都有61.08kJ的能量转移到ATP中(生成2mol ATP),其余部分以热能的形式散失。 5.发酵:对于微生物(如酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸,习惯上称为发酵。
易错点拨:

1、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
2、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。
3、由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也不同:大多数植物、酵母菌、水果果实进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸,如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等;而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
探究酵母菌的呼吸方式:

一.实验原理:
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式:有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量;无氧呼吸: C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(2)CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
(3)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
实验装置:

二.方法步骤:
提出问题→作出假设→设计实验→(包括选择实验材料.选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格)→实施实验→分析与结论→表达与交流。
(1)酵母菌培养液的配制
取20g新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中 ,再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液
(2)检测CO2的产生
用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置(如上图),并连通橡皮球(或气泵),让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
(3)检测洒精的产生
各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(体积分数为95%-97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液的颜色变化。
三.实验现象及分析
(1)现象:甲、乙装置中石灰水都变混浊,装置甲混浊快且程度高。装置乙中的B溶液由橙色变成灰绿色,装置甲中的A溶液不变色。
(2)分析:①酵母菌有氧和无氧条件下都产生 CO2;②酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快; ③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。
(3)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。

知识点拨:

1、将装置甲连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既保证O2的充分供应,又使进入A瓶的空气先经过含NaOH溶液的锥形瓶,洗除空气中的CO2,保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。
2、装置乙中,B瓶应封门放置一段时间后,待酵母菌将B瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
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