Question

4．某校生物興趣小組在學習了課本實驗“探究酵母菌細胞的呼吸方式”后，想進一步探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題．他們進行了如下實驗：將無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣），按下圖裝置實驗．當測定甲、乙裝置中CaCO₃沉淀相等時，撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶溶液分別用濾菌膜過濾，除去酵母菌，得到濾液1和濾液2．請分析回答：

（1）甲、乙兩組的自變量是有無氧氣，酵母菌產生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（2）利用提供的U型管（圖丙）（已知濾液中的葡萄糖不能通過U型管底部的半透膜，其余物質能通過）、濾液1和濾液2等，繼續(xù)完成
探究實驗：
實驗步驟：
①等量的濾液1和濾液2分別倒入U型管的A、B兩側并標記；
②一段時間后觀察（兩側）液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升（“上升”、“下降”），B側液面下降（“上升”、“下降”），則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．

Answer 1

分析 分析實驗裝置圖：甲圖通入無菌空氣，說明其探究的是酵母菌的有氧呼吸，而乙圖是密封裝置，說明其探究的是酵母菌的無氧呼吸．圖中質量分數(shù)為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO₂，以免影響實驗結果；澄清石灰水的作用是檢測呼吸作用產生的二氧化碳．

解答 解：（1）本實驗的目的是探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題，所以甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣．酵母菌有氧呼吸第二階段產生CO₂的場所是線粒體，無氧呼吸第二階段產生CO₂的場所是細胞質基質，所以酵母菌產生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（2）本實驗的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比無氧呼吸多．實驗原理：濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過．
①探究實驗應遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入倒入U形管A、B兩側．
②一段時間后觀察兩側液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升，B側液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．
故答案為：
（1）有無氧氣            細胞質基質和線粒體
（2）②（兩側）液面
實驗結果預測和結論：
①上升      下降
②A側液面下降，B側液面上升
③A、B兩側液面高度相同

點評 本題結合實驗裝置圖，考查探究酵母菌細胞呼吸方式及相關的探究實驗，這就要求考生明確實驗的目的，能正確區(qū)分實驗的自變量和因變量，掌握探究實驗的原理，并能據(jù)此完善實驗步驟和預測實驗現(xiàn)象和得出實驗結論．