Question

9．兩個生物興趣小組分別對酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實驗．請據(jù)題分析作答：
（1）甲興趣小組想探究的具體問題是：酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO₂．現(xiàn)提供若干套（每套均有數(shù)個）實驗裝置如圖Ⅰ（a～d）所示：

①請根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序（裝置可重復(fù)使用）．有氧條件下的裝置序號：c→a→b（或c→b→a→b）；無氧條件下的裝置序號：d→b．
②裝置中c瓶的作用是：吸收空氣中CO₂，排除其對實驗結(jié)果的干擾．
③d應(yīng)封口放置一段時間后，再連通b，其原因是d封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通b，就可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產(chǎn)生的．
（2）乙興趣小組利用圖Ⅱ所示裝置（橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型．
①想得到實驗結(jié)論還必須同時設(shè)置對照實驗，設(shè)該裝置編號為Ⅲ，裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計與裝置Ⅱ相同．
②請預(yù)測與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫下表：

序號	裝置中紅色液滴的移動現(xiàn)象		結(jié)論
	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
1	a向左移	b 不移動	只進(jìn)行有氧呼吸
2	c 不移動	d向右移	只進(jìn)行無氧呼吸
3	e向左移	f向右移	既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸

（3）請寫出糖類（葡萄糖）經(jīng)過酵母菌代謝活動后變成酒精的化學(xué)反應(yīng)式C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．若酵母菌消耗的O₂為3mol/L，而釋放的CO₂為9mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：
（1）在探究酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO₂時，檢驗產(chǎn)生的CO₂可以用澄清的石灰水，在向裝置中通入空氣時，為排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾，需要先通過10%的NaOH溶液除去CO₂，所以實驗裝置的順序為c→a→b（或c→b→a→b）．在無氧條件下，不需要通入不含CO₂的空氣，所以裝置只需要d→b即可．
（2）在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型時，可以根據(jù)液滴是否移動及移動方向來判斷細(xì)胞呼吸的類型．在設(shè)計對照實驗時，可以將10%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他設(shè)計同裝置若酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，消耗氧氣，產(chǎn)生的CO₂被NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置Ⅱ內(nèi)氣壓下降，a液滴左移；若酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，不消耗氧氣，產(chǎn)生的CO₂被NaOH溶液吸收，不會引起裝置Ⅱ內(nèi)氣壓的改變，液滴不動，而裝置Ⅲ液滴b右移；若既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸，則裝置Ⅱ釋放的二氧化碳被NaOH吸收，而吸收氧氣使壓強下降，故裝置Ⅱa左移，而裝置Ⅲ由于無氧呼吸和有氧呼吸都產(chǎn)生二氧化碳，故吸收的氧氣量小于釋放的二氧化碳，則裝置Ⅲd右移．

解答 解：（1）①有氧呼吸需要的裝置是c→a→b，氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳．無氧呼吸的裝置是d→b．
②氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳，排除對實驗結(jié)果的干擾．b瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液代替．
③d應(yīng)封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完；再連通b，可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產(chǎn)生的．
（2）因為氫氧化鈉可以吸收產(chǎn)生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移動，Ⅲ不動說明消耗的氣體和產(chǎn)生的氣體量相等，應(yīng)只進(jìn)行有氧呼吸．如果Ⅱ不動說明沒有消耗氧氣，而Ⅲ右移說明產(chǎn)生了二氧化碳，應(yīng)是只進(jìn)行無氧呼吸．如果Ⅱ向左移動，Ⅲ向右移，說明既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸．
（3）葡萄糖經(jīng)過酵母菌代謝活動后變成酒精的化學(xué)反應(yīng)式：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．酵母菌有氧呼吸消耗的O₂為3mol/L，消耗葡萄糖的量是0.5mol，釋放的CO₂為3mol/L；所以酵母菌無氧呼吸釋放9-3=6mol/L的CO₂消耗葡萄糖的量是3mol．因此，酵母菌厭氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的3÷0.5=6倍．
故答案為：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）    d→b
②吸收空氣中CO₂，排除其對實驗結(jié)果的干擾
③d封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通b，就可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產(chǎn)生的
（2）②a向左移   d向右移    e向左移     f向右移
（3）C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量    6

點評 本題結(jié)合圖表，考查探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗，對于此類試題，需要考生注意的細(xì)節(jié)較多，如實驗的原理、實驗裝置圖的分析、實驗采用的試劑及試劑的作用等，這就要求考生在平時的學(xué)習(xí)過程中注意積累．