Question

8．某校生物兴趣小组要探究酵母菌通过呼吸产生等量CO₂时，有氧和无氧条件下消耗葡萄糖量的多少．他们将相同的无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按如图装置进行实验．当测定甲、乙装置中CaCO₃沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶中的溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2．请分析回答：

（1）甲、乙两组实验的自变量是有无氧气，实验中需控制的无关变量主要有葡萄糖溶液浓度、温度、pH、培养液量、酵母菌的量等．
（2）酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质、线粒体．
（3）请你利用提供的U形管（已知滤液中葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过）、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验．
实验步骤：
①将一定量的滤液1倒入U形管的A侧并标记，同时将将等量的滤液2倒入U形管的B侧并标记；
②一段时间后观察（两侧）液面高度的变化．
实验结果预测和结论：
①如果A侧液面上升，B侧液面下降（A侧液面高），则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A侧液面下降，B侧液面上升（B侧液面高），则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B两侧两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多．

Answer 1

分析 分析实验装置图：甲图通入无菌空气，说明其探究的是酵母菌的有氧呼吸，而乙图是密封装置，说明其探究的是酵母菌的无氧呼吸．图中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的CO₂，以免影响实验结果；澄清石灰水的作用是检测呼吸作用产生的二氧化碳．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）甲、乙两组实验的自变量是氧气的有无，葡萄糖溶液浓度、温度、pH、培养液量、培养液浓度等都是需要控制的无关变量．
（2）酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO₂，其中有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体，无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质．
（3）实验步骤：①实验要遵循单一变量原则，所以需要将等量的滤液1和滤液2分别倒入U型管A、B两侧并标记；②一段时间后观察液面高度的变化．
实验结果预测和结论：
①如果有氧呼吸消耗的葡萄糖少，则A侧溶液浓度高，A侧液面上升，B侧液面下降；
②如果有氧呼吸消耗的葡萄糖多，则B侧溶液浓度高，A侧液面下降，B侧液面上升；
③如果有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多，则A、B两侧液面高度相同．
故答案为：
（1）有无氧气     葡萄糖溶液浓度、温度、pH、培养液量、酵母菌的量等
（2）细胞质基质      线粒体
（3）①将等量的滤液2倒入U形管的B侧并标记         ②（两侧）液面高度
实验结果预测和结论：
①A侧液面上升，B侧液面下降（A侧液面高）
②A侧液面下降，B侧液面上升（B侧液面高）
③两侧液面高度相同

点评 本题考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．