hce_tcu
112年
生物學
第 5 題
假設您在一家化學公司工作，負責培養酵母菌用來生產乙醇（ethanol）。當您使用麥芽糖培養基培養酵母菌時，酵母菌生長良好但不產生酒精，此現象最可能原因的敘述，下列何者最正確？
- A 培養環境含有氧氣
- B 麥芽糖抑制酒精生產
- C 培養基中沒有提供足夠的醣類及蛋白質讓酵母菌產生酒精
- D 生長培養箱溫度不穩定，可能需要檢查並校正
思路引導 VIP
請思考一下：如果一種生物同時擁有『高效率產能（獲得很多能量）』與『低效率產能（獲得較少能量）』兩套系統，在什麼樣的外部條件變化下，它會選擇放棄低效率的那套方案，轉而全力投入高效率的生長模式呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準鎖定「發酵作用」與「有氧呼吸」的環境差異，這代表你對細胞能量代謝的觀念掌握得非常扎實。在生物學中，酵母菌屬於兼性厭氧生物，這題最核心的考點在於辨別不同代謝路徑的環境需求與產物差異。
代謝路徑與產能效率
當環境中存在充足的氧氣（$O_2$）時，酵母菌會優先進行有氧呼吸，將醣類完全氧化為二氧化碳（$CO_2$）與水（$H_2O$）。由於有氧呼吸產生的能量（$ATP$）遠高於發酵作用，能量充沛會反映在「生長良好」的現象上。相對地，只有在缺氧環境下，酵母菌才會為了維持生存而啟動發酵路徑，將丙酮酸轉化為乙醇（$C_2H_5OH$）。因此，觀察到大量生長卻無酒精，正是因為氧氣抑制了發酵途徑（即巴斯德效應）。
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