Question

【題目】酵母菌屬于兼性厭氧型生物，在有氧和無氧條件下都能生存。突變酵母的發酵效率高于野生型，常在釀酒工業發酵中使用。圖1為突變酵母呼吸過程示意圖。圖2為一瓶含有野生型酵母菌的葡萄糖培養液，在通入不同濃度的O2的情況下，其產生的酒精和CO2的物質的量（單位：mol）。請回答下列問題：

（1）從呼吸方式的代謝途徑比較，突變酵母與野生型酵母的______途徑未變，______途徑改變。

（2）突變酵母______（填“能”或“不能”）產生[H]。野生型酵母徹底分解葡萄糖時產生的[H]來自于反應物中的______，其作用是______。

（3）氧氣充足時，野生型酵母種群增殖速率大于突變體的原因是______。通入氧氣后，突變酵母產生能量的主要部位是______。

（4）圖2中酵母菌在O2濃度分別為a、b、c、d時，其中只有無氧呼吸的O2濃度為______，能產生ATP的O2濃度為______。當O2濃度為c時，有______（用分數表示）的葡萄糖用于酵母菌的酒精發酵。

Answer 1

【答案】無氧呼吸（或乙醇代謝，或細胞呼吸的第一階段） 有氧呼吸第二、第三階段（有氧呼吸） 能 葡萄糖和水 與氧氣結合生成水，釋放大量的能量 野生型酵母可進行有氧呼吸，產生能量多，而突變酵母不能進行有氧呼吸，產生的能量少 細胞質基質 a abcd 2/3

【解析】

酵母菌為兼性厭氧生物，在有氧時可以進行有氧呼吸，產生CO2和H2O，在無氧時進行無氧呼吸，產生酒精和CO2，由圖一可知突變酵母的發酵效率高于野生型，是由于其有氧呼吸過程中斷；圖2為為含有野生型酵母菌的葡萄糖培養液隨不同濃度的O2的產物情況。

（1）分析題圖可知：從呼吸方式的代謝途徑比較，突變酵母與野生型酵母的無氧呼吸途徑未變，但有氧呼吸途徑因第二、第三階段中斷而改變；

（2）因突變酵母仍能進行呼吸作用的第一階段，故突變酵母能產生[H]；野生型酵母能夠將葡萄糖徹底分解，故在有氧呼吸的第一、二階段均可產生[H]，來自于反應物中的葡萄糖和水，其作用是在有氧呼吸第三階段與氧氣結合生成水，釋放大量的能量；

（3）因野生型酵母可進行有氧呼吸，產生能量多，而突變酵母不能進行有氧呼吸，產生的能量少，故氧氣充足時，野生型酵母種群增殖速率大于突變體；通入氧氣后，突變酵母也只能進行呼吸作用的第一階段，故產生能量的主要部位是細胞質基質；

（4）分析曲線可知氧氣濃度為a時，產生酒精的量與釋放二氧化碳的量相等，說明酵母菌此時只進行無氧呼吸，不進行有氧呼吸；無論有氧呼吸還是無氧呼吸，細胞均可產生ATP，故圖中a、b、c、d均能產生ATP；當氧濃度為c時，酒精的產生量為6，說明無氧呼吸二氧化碳的產生量為6，則有氧呼吸二氧化碳的產生量為15-6=9，根據有氧呼吸和無氧呼吸的化學反應式可以計算，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖分別為1.5、3，故有2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精發酵。