逍遥右脑 2014-01-15 13:33
酵母菌是微生物中的“大家族”，在自然界中分布广泛。在人教版高中生物教科书中，频频出现酵母菌，比如关于酶本质的探索、探究细胞呼吸的方式、探究酵培养液中母菌种群数量的变化、果酒的制作、酵母菌细胞的固定化等，可谓高中生物中的明星了。在高考中也常以“酵母菌”为素材来命题，考查的知识面广，命题角度多样。本文就酵母菌的相关考点以及近年来的高考题赏析来复习酵母菌。
考点1 酵母菌的细胞结构
例1：（2011·海南，2）关于酵母菌的叙述，错误的是（ ）
A．酵母菌既含有核基因，又含有线粒体基因
B．酵母菌无氧呼吸的终产物经主动运输到细胞外
C．培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长
D．碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值不同
解析：酵母菌属于单细胞的真菌，从细胞结构上属于真核生物，即包括细胞壁、细胞膜、细胞质、各种细胞器、细胞核；酵母菌无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精，二者都以自由扩散的方式通过细胞膜。
答案：B
考点2 酵母菌的增殖
例2：（2011·江苏，26）右图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：
（1）曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是___________；曲线BC段酵母菌呼吸的方式是__________________。
（2）酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有___________、______________。
（3）在T1—T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有___________、____________。
(4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有_________、___________和用血球计算板计数时出现错误等。
解析：该题考查了细胞呼吸、种群数量变化的原因等内容。图中AB段无乙醇产生，因此知只进行有氧呼吸；BC段，乙醇开始产生，酵母菌数量仍在继续增加，因此这一区间内的细胞既进行无氧呼吸，也同时进行有氧呼吸；BC段，酵母菌数量继续增加至最大值、乙醇开始产生并不断增加，酵母菌数量增多、酵母菌进行产乙醇的无氧呼吸，产能少，需消耗更多葡萄糖。酵母菌数量在C点下降，除营养物的供应问题外，还应考虑其代谢产物（乙醇和二氧化碳）的积累对其繁殖的影响。使用血细胞计数板进行计数时应该染色，不然统计的菌数包括了死菌。
答案：
(1)细胞质基质和线粒体 有氧呼吸和无氧呼吸(2)乙醇含量过高 培养液的pH下降(3)酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少 酵母菌种群数量增多(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样 未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体
例3：(2009·广东，15)有关探究培养液中酵母菌数量动态变化的实验，正确的叙述是( )
A．改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量)大小
B．用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化
C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
解析：此题直接考查该实验操作方法和有关种群的知识，酵母菌培养液除需要营养物质以外，还必须要维持适宜的pH值，pH值会直接影响K值(环境容纳量)大小，所以A选项错；D项正确。使用血细胞计数板抽样检测法调查酵母菌的种群数量变化，通过取多次调查的平均值进行估算，而不能准确计数。血细胞计数板抽样检测法用到像调查植物种群数量变化的样方法，但不等同于样方法。所以B选项错；C项也错误。
答案：D
例4：（2010·江苏，26）下图为酵母菌细胞结构示意圈。请回答下列问题：
(1)酵母菌细胞结构与菠菜叶肉细胞相比．最主要的区别是酵母菌___ ____；与蓝藻细胞相比，最主要的区别是酵母菌 。
(2)图中含有RNA的结构有 (填序号)。
(3)图中不能直接分解葡萄糖但能释放CO2的结构是 (填序号)。
(4)为制备酵母菌原生质体，需用酶解法除去结构①，但应在 溶液中进行。
(5)为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作。其中操作正确的有 (填下列操作的序号)。
①将适量干酵母放人装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养
②静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液
③在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片
④用滤纸吸除血球计数板边缘多余培养液
⑤将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数
解析：本题以酵母菌亚显微结构图为载体，考查细胞结构与功能、以及探究种群数量变化的相关实验操作步骤。（1）酵母菌为真菌，与菠菜叶肉相比，无叶绿体；成熟的酵母菌有以个明显的液泡，即⑦结构。（2）RNA存在于细胞核、核糖体、线粒体、细胞质中，对应的是②④⑥⑧（3）线粒体是有氧呼吸的主要场所，进行有氧呼吸第二、三阶段，分解的底物都是丙酮酸。（4）酵母菌具有细胞壁，可以保护酵母菌不会因吸水而涨破，因此去除细胞壁时，为防止酵母菌吸水涨破，需要在等渗或高渗溶液中进行。（5）探究酵母菌种群数量变化时，进行酵母菌记数时，从试管中吸出培养液之前，应将试管震几次，以便使酵母菌均匀分布，提高计数准确性。滴液前应先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。
答案：
（1）没有叶绿体；具有核膜包被的细胞核（成形的细胞核）（2）②④⑥⑧（3）⑥（4）等渗（或高渗）（5）①④⑤
说明：酵母菌的繁殖方式分有性繁殖和无性繁殖两种，以无性繁殖为主。芽殖是酵母菌最常见的无性繁殖方式，即成熟的酵母菌细胞先长出一个小芽体，芽体细胞长到一定程度脱离母细胞继续生长，而后形成一个新个体。少数酵母菌以细胞分裂方式进行繁殖，叫裂殖。
酵母菌的有性繁殖，一般产生子囊孢子，其形成过程是两种不同性别的细胞接近，各伸出一小突起相连，相连处的细胞壁溶解，两个细胞的细胞质融合叫质配。接着两个单倍体的核融合叫核配，并形成双倍体的核，原来的细胞形成接合子。结合后的核进行减数分裂，形成4或8个核，以核为中心的原生质浓缩变大形成孢子，原来的结合子叫做子囊，其内的孢子，叫做子囊孢子。很多酵母菌的二倍体细胞可以进行多代的营养生长繁殖，因而，在酵母菌生活周期中，存在着单倍体细胞和二倍体细胞两种类型，都可以独立生活。二倍体酵母菌细胞个大，生活力强，故发酵工业常利用二倍体酵母菌进行生产。
考点3 酵母菌的新陈代谢类型
例5：（2010·北京2）下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是（ ）
Ａ．大肠杆菌在拟核区转录信使ＲＮＡ Ｂ．乳酸杆菌在细胞质基质中产乳酸
Ｃ．衣藻进行光合作用的场所是叶绿体 Ｄ．酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质
解析：大肠杆菌属于原核生物，没有真正的细胞核，在拟核区进行DNA转录，合成信使RNA。乳酸杆菌进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生乳酸。衣藻属于藻类植物，进行光合作用的场所是叶绿体。核糖体是“生产蛋白质的机器”。
答案：D
说明：在同化作用方面，酵母菌属于异养型微生物；在异化作用方面，属于兼性厌氧型微生物，即在有氧的条件下进行有氧呼吸，将糖类物质分解成CO2和H2O，释放大量能量，供本身活动所需，并大量繁殖；在无氧的条件下，进行无氧呼吸（酒精发酵），释放少量能量。
考点4 酵母菌的应用
例6：（2010·北京，1）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是（ ）
Ａ．让发酵装置接受光照 Ｂ．给发酵装置适时排气
Ｃ．向发酵装置通入空气 Ｄ．酵母菌装置放在45℃处
解析：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵，发酵装置不需要接受光照，发酵时也不能通入空气，一般将发酵温度控制在18～25℃。
答案：B
例7：（2011·江苏，3）下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是（ ）
A．腐乳制作所需要的适宜温度最高
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
解析：这道题以选修一“发酵技术的应用”为背景，较为基础。三者所使用的菌种分别是酵母菌（单细胞真菌）、醋酸杆菌（属于需氧型细菌）和毛霉（多细胞真菌），它们均有细胞结构；果酒、果醋和腐乳制作所需温度分别为18～25℃、30～35℃和15～18℃；醋酸杆菌为需氧型细菌，因此进行的是有氧发酵。
答案：D
例8：（2010·江苏，7）右图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是（ ）
A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B．过程①和都③只发生在酵母细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与
D．过程①～④所需的最适温度基本相同
解析：本题考查细胞呼吸的过程、果酒、果醋制作过程的反应条件等。①是呼吸作用第一阶段有氧无氧均可以发生，②过程只能发生在无氧条件下，A项错误。①在酵母菌细胞质基质中进行，③在酵母菌线粒体内进行，B项错误。③为有氧呼吸第二、三阶段，其中第三阶段需要氧气参与，④需要氧气参与，C项正确。过程①、②、③为酵母菌的呼吸作用，最适宜温度约为20 ℃左右；④的最适宜温度为30—35 ℃。
答案：C
说明：酵母菌主要应用在酿酒工业中，在酿酒时要通过控制通气情况来实现酒的最大产量，即先通气使酵母菌进行有氧呼吸，在有氧条件下进行出芽生殖，短时间内可繁殖出大量的个体；然后隔绝空气，在无氧条件下进行酒精发酵。