Question

17．某校兴趣小组的同学进行了“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验．请据题分析作答：
现提供若干套（每套均有数个）实验装置如图Ⅰ（a～d）所示：

（1）若要探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO₂．根据实验目的选择装置序号，有氧条件下的装置序号为c→b→a→b，则无氧条件下的装置序号为：d→b（用字母和箭头表示）．
（2）装置中c瓶的作用是：吸收空气中CO₂，排除其对实验结果的干扰，
b瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替，则颜色变化为：由蓝变绿再变黄．
（3）利用图Ⅱ所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型．想得到实验结论还必须同时设置对照实验，对照实验装置（假设该装置编号为Ⅲ）除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
请预测与结论相符合的现象，并填写下表：

序号	装置中红色液滴的移动现象		结论
	装置Ⅱ	装置Ⅲ
1	向左移	不移动	只进行有氧呼吸
2	不移动	向右移	只进行无氧呼吸
3	向左移	向右移	既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：
在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO₂时，检验产生的CO₂可以用澄清的石灰水，在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO₂，所以实验装置的顺序为c→a→b（或c→b→a→b）．在无氧条件下，不需要通入不含CO₂的空气，所以装置只需要d→b即可． 装置如下：

在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型．在设计对照实验时，可以将10%的NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO₂被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ内气压下降，a液滴左移；若酵母菌只进行无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO₂被NaOH溶液吸收，不会引起装置Ⅱ内气压的改变，液滴不动，而装置Ⅲ液滴b右移；若既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置Ⅱ释放的二氧化碳被NaOH吸收，而吸收氧气使压强下降，故装置Ⅱa左移，而装置Ⅲ由于无氧呼吸和有氧呼吸都产生二氧化碳，故吸收的氧气量小于释放的二氧化碳，则装置Ⅲd右移．

解答 解：（1）有氧呼吸需要的装置是c→b→a→b，则无氧呼吸的装置是d→b．
（2）氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳，排除对实验结果的干扰．若b瓶中澄清的石灰水用溴麝香草酚蓝水溶液代替，则颜色变化为由蓝变绿再变黄．
（3）因为氢氧化钠可以吸收产生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移动，Ⅲ不动说明消耗的气体和产生的气体量相等，应只进行有氧呼吸．如果Ⅱ不动说明没有消耗氧气，而Ⅲ右移说明产生了二氧化碳，应是只进行无氧呼吸．如果Ⅱ向左移动，Ⅲ向右移，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸．
故答案为：
（1）d→b
（2）吸收空气中CO₂，排除其对实验结果的干扰      由蓝变绿再变黄
（3）①只进行无氧呼吸       ②向右移

点评 本题考查细胞呼吸的相关实验设计，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力．