Question

【题目】酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧条件下都能生存。突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。图1为突变酵母呼吸过程示意图。图2为一瓶含有野生型酵母菌的葡萄糖培养液，在通入不同浓度的O2的情况下，其产生的酒精和CO2的物质的量（单位：mol）。请回答下列问题：

（1）从呼吸方式的代谢途径比较，突变酵母与野生型酵母的______途径未变，______途径改变。

（2）突变酵母______（填“能”或“不能”）产生[H]。野生型酵母彻底分解葡萄糖时产生的[H]来自于反应物中的______，其作用是______。

（3）氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体的原因是______。通入氧气后，突变酵母产生能量的主要部位是______。

（4）图2中酵母菌在O2浓度分别为a、b、c、d时，其中只有无氧呼吸的O2浓度为______，能产生ATP的O2浓度为______。当O2浓度为c时，有______（用分数表示）的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。

Answer 1

【答案】无氧呼吸（或乙醇代谢，或细胞呼吸的第一阶段） 有氧呼吸第二、第三阶段（有氧呼吸） 能 葡萄糖和水 与氧气结合生成水，释放大量的能量 野生型酵母可进行有氧呼吸，产生能量多，而突变酵母不能进行有氧呼吸，产生的能量少 细胞质基质 a abcd 2/3

【解析】

酵母菌为兼性厌氧生物，在有氧时可以进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，在无氧时进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，由图一可知突变酵母的发酵效率高于野生型，是由于其有氧呼吸过程中断；图2为为含有野生型酵母菌的葡萄糖培养液随不同浓度的O2的产物情况。

（1）分析题图可知：从呼吸方式的代谢途径比较，突变酵母与野生型酵母的无氧呼吸途径未变，但有氧呼吸途径因第二、第三阶段中断而改变；

（2）因突变酵母仍能进行呼吸作用的第一阶段，故突变酵母能产生[H]；野生型酵母能够将葡萄糖彻底分解，故在有氧呼吸的第一、二阶段均可产生[H]，来自于反应物中的葡萄糖和水，其作用是在有氧呼吸第三阶段与氧气结合生成水，释放大量的能量；

（3）因野生型酵母可进行有氧呼吸，产生能量多，而突变酵母不能进行有氧呼吸，产生的能量少，故氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体；通入氧气后，突变酵母也只能进行呼吸作用的第一阶段，故产生能量的主要部位是细胞质基质；

（4）分析曲线可知氧气浓度为a时，产生酒精的量与释放二氧化碳的量相等，说明酵母菌此时只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸；无论有氧呼吸还是无氧呼吸，细胞均可产生ATP，故图中a、b、c、d均能产生ATP；当氧浓度为c时，酒精的产生量为6，说明无氧呼吸二氧化碳的产生量为6，则有氧呼吸二氧化碳的产生量为15-6=9，根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以计算，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为1.5、3，故有2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵。