高考中的明星生物──酵母菌
高考中的明星生物──酵母菌
话说酵母菌之所以是明星是因为它露面多啊。酵母菌是模式生物，很多研究都在它身上进行，就连今年的诺贝尔奖得主大隅良典研究细胞自噬的关键实验也是在酵母菌身上进行的。它在科研界的地位可见一斑，当然这也注定它在高中课本中的地位也是无人能敌的。看（人教版）：
必修一：P6：练习，知道了酵母菌是活细胞。【电子课本】必修一第一章走近细胞第1节从生物圈到细胞
必修一：P7：用高倍镜观察细胞，知道了酵母菌是单细胞真菌，是真核生物。
必修一：P14：练习.【电子课本】必修一第一章第2节：细胞多样性和统一性
必修一：P81：关于酶本质的探索【电子课本】必修一第5章第1节：酶
必修一：P91：探究酵母菌细胞呼吸的方式，酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸——兼性厌氧菌
必修一：P96：练习.【电子课本】必修一第5章第3节：细胞呼吸
必修三：P68：种群数量变化——血细胞计数板计数酵母菌的数量
必修三：P85：练习
选修一：P2：酿酒——利用酵母菌制作果酒
选修一：P6：腐乳的制作
选修一：P49：酵母细胞的固定化
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：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。
考点2 酵母菌的增殖
例2：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：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。
例4：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”。
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℃。
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。
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 ℃。
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。
选择题答案都删去了，自己选。。。。
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