Question

下图表示酵母菌呼吸作用的过程。其中甲、乙、丙代表有关生理过程发生的场所，①②代表有关物质，回答下列问题

（1）乙是__________，②代表的物质是__________，该过程产生的ATP可用于__________等生理活动（列举2项）。

（2）实验室用两种方式以葡萄糖为原料利用酵母菌发酵生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件均相同且适宜。实验过程中每隔1h分别测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如图所示的坐标图。

①在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为__________；甲、乙两发酵罐分别在__________（填时间）的无氧呼吸速率最快。

②要鉴别发酵罐中是否有酒精产生需用__________试剂，若有酒精，则发酵罐中液体的颜色变为__________。

③由甲、乙发酵罐中的实验结果可以得出，要提高酒精的产量需__________。

Answer

线粒体基质 [H] 主动运输、蛋白质等物质合成 8:5 第5h和第3h 酸性重铬酸钾 灰绿色 通入少量的氧气

【解析】

酵母菌是兼性厌氧型微生物，当氧气量不足时可以进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。酵母菌有氧呼吸的化学反应是为C6H12O6+6O2 + 6H2O→6CO2+12H2O+能量，分为三个阶段，分别在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上进行，无氧呼吸的化学反应式为C6H12O6→2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量，分为两个阶段，过程中的每个阶段都有酶的催化。

（1）该图显示的是有氧呼吸过程，甲是细胞质基质，进行有氧呼吸的第一阶段，产物①是丙酮酸，进入乙（线粒体基质）中参与有氧呼吸的第二阶段，产物有CO2和②[H]，第一、二阶段产生的②[H]在丙（线粒体内膜）中参与有氧呼吸的第三阶段，产生H2O。有氧呼吸产生的能量能用于主动运输、蛋白质等物质合成、生物发光等各项生命活动。

（2）①由题图可以知道，发酵罐中消耗的氧气是6，产生的二氧化碳也是6，产生的酒精是18，产生的二氧化碳也是18，甲发酵罐产生的二氧化碳是6+18=24，乙发酵罐产生的酒精是15，产生的二氧化碳也是15，乙发酵罐产生的二氧化碳为15，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为24:15=8:5；曲线斜率最大时无氧呼吸速率也最快，因此图中看出甲、乙两发酵罐分别在3h、5h的无氧呼吸速率最快。

②酒精利用重铬酸钾试剂鉴定产生灰绿色。

③由甲、乙发酵罐中实验结果可以得出，要提高酒精的产量需要首先让酵母菌进行有氧呼吸，使其大量增殖，然后再密封，通过无氧呼吸产生酒精，因此要提高酒精产量需通入少量的氧气。