Question

呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。

（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，目的是______________________。一段时间后密封发酵要注意控制发酵罐中的______________________条件（至少答出2个）。

（2）为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下表。表中A、B、C分别是__________。据表中数据分析，最佳诱变处理的条件为_______________________________。

组别	1组	2组	3组	4组	5组	6组	7组	8组	9组
照射时间/min	A	1．5	1．5	2．0	2．0	2．0	2．5	2．5	2．5
照射剂量/W	12	15	17	12	15	B	12	15	17
照射距离/cm	18	20	22	20	22	18	22	18	C
筛出率/%	3	7	13	5	15	6	4	7	11

（3）TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加____________，该培养基属于___________培养基。如果出现___________的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是____________________________。

（4）科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性，做了相关实验，结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌__________（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种，依据是______________________。

Answer

使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的ATP，用于酵母菌的繁殖 温度、气压、PH值 1．5、17、20 照射时间2．0min、照射剂量15W、照射距离22cm TTC 鉴别 白色 呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将TTC还原为红色物质 不适宜 在8-32小时发酵时间内，呼吸缺陷型酵母菌产酒精量小于野生型

【解析】

1、实验设计的原则为单一变量和对照原则；

2、酵母菌是兼性厌氧性生物，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸；

3、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放出少量能量，第二阶段是丙酮酸和水在酶的催化作用下生成大量还原性氢和二氧化碳，释放出少量能量，第三阶段是前两个阶段产生的还原性氢和氧气结合生成水，释放出大量能量。

（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，是为了使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的ATP，用于酵母菌的大量繁殖，增加酵母菌的数量。密封发酵要注意控制发酵罐中的温度、气压、PH值等发酵条件。

（2）实验设计遵循的是单一变量原则，由表可知，照射时间和照射剂量以及照射距离的值是固定的3个，即照射时间（1.5、2.0、2.5），照射剂量（12、15、17），照射距离（18、20、22），故123组照射时间一定，故1组照射时间应为1.5，同理456组照射剂量一定，6组的照射剂量为17，789组照射距离一定，对应的9组照射距离为20，从表中可以分析得出第5组诱变效果最好，即在照射时间2min、照射剂量15W、照射距离22cm的条件下。

（3）TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。利用这个原理，为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加TTC，这样的培养基具有筛选的功能，属于选择培养基。由于呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将TTC还原为红色物质，故培养基中出现白色的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌。

（4）由图可知，在8-32小时内，野生型比呼吸缺陷型酵母菌发酵液酒精浓度高，所以呼吸缺陷型酵母菌不适宜作为酒精发酵菌种。