Question

18．如图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置．开始时锥形瓶中装满了质量分数为5%的蔗糖溶液，并在其中加人了适量的酵母菌，将装置密封并静置一段时间后记录下初始液面的数据，实验过程中液体会进入玻璃管，从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量．表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值．（单位：mL）   

时间（min）	4℃	10℃	20℃	35℃	55℃	90℃
5	0	0.2	0.4	0.7	0	0
10	0	1.0	1.3	1.2	0.1	0
15	0.1	1.9	0.8	2.8	0.2	0
20	0.2	3.1	3.3	4.4	0.3	0
25	0.3	4.0	4.5	5.0	0.4	0

（1）该同学作了以下四种假设，你认为最合理的假设是B
A．温度对酵母菌有氧呼吸有影响           B．温度对酵母菌无氧呼吸有影响
C．氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响         D．氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响
（2）假设实验的过程中产生的气体在溶液中的溶解度很低，则表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的CO₂的量，其中在温度时间分别为20℃、15min时测量的数据可能是错误的．
（3）从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是35℃，实验过程中应该用水浴加热     方法控制温度，不可直接加热．对于在90℃条件下的实验数据，你认为原因是酶在高温下变性失活．
（4）实验开始前，实验装置必须密封并静置一段时间，以便消耗装置中的O₂．在实际生产中用酵母菌酿酒时往往要先通人空气是为了先让酵母菌进行有氧呼吸产生较多的能量以便大量繁殖．
（5）请写出该实验条件下酵母菌细胞呼吸的产物C₂H₅OH和2CO₂．

Answer 1

分析 分析表格：表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值，该差值越大，说明酵母菌无氧呼吸速率越快．温度在4～35℃时，随着温度的升高，酵母菌无氧呼吸速率逐渐加快；温度为35℃时，酵母菌无氧呼吸的速率最快；温度高于35℃时，随着温度的升高，酵母菌无氧呼吸速率逐渐减慢；90℃时，酵母菌不进行细胞呼吸．

解答 解：（1）锥形瓶中酵母菌进行的是无氧呼吸，由表格可知本实验的自变量是温度，因此该实验合理的假设是温度对酵母菌无氧呼吸有影响．故选：B．
（2）酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，所以表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的CO₂的量．据表格分析可知，在温度为20℃、时间是15 min时测量的数据可能是错误的．
（3）由表中数据可知，35℃是最有利于酵母菌发酵的温度．该实验可以通过水浴加热的方法控制温度．90℃时，温度过高，酶的空间结构遭到破坏，失去活性，所以不会产生气体，液面不会升高．
（4）实验开始前，实验装置必须密封并静置一段时间，以便消耗装置中的O₂，确保酵母菌进行无氧呼吸．在实际生产中用酵母菌酿酒时往往要先通人空气是为了先让酵母菌进行有氧呼吸产生较多的能量以便大量繁殖．
（5）该实验条件下酵母菌进行的是无氧呼吸，其反应式为：C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH+2CO₂+能量，因此细胞呼吸的产物是酒精和二氧化碳．
故答案为：
（1）B
（2）CO₂   20℃、15min
（3）35℃水浴加热          酶在高温下变性失活
（4）O₂ 先让酵母菌进行有氧呼吸产生较多的能量以便大量繁殖
（5）C₂H₅OH和2CO₂

点评 本题结合图表，考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，要求考生认真分析实验装置图和表中数据，明确该实验中酵母菌进行的是无氧呼吸，能正确区分该实验的自变量和因变量，能分析表中数据得出正确的结论，属于考纲识记和理解层次的考查．