Question

20．某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO₂时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题．他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许活性酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按如图1装置实验．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、乙两组的实验变量是（有无）氧气，实验中需控制的无关变量主要有温度、pH、培养液量、培养液浓度等．（至少写2个）
（2）利用提供的U形管（如图2，已知滤液中的葡萄糖不能通过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．
（3）实验步骤：
①将等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记．
②一段时间后观察两侧液面的变化．
实验结果预测和结论：
①如果A侧液面上升，B侧液面下降，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，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多．
③如果A、B两侧液面高度相同，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．

解答 解：（1）本实验的目的是探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO₂时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题，所以甲、乙两组的实验变量是有无氧气，因而实验中需控制的无关变量主要有温度、PH、培养液量、培养液浓度等．
（3）滤液1和滤液2属于无关变量，应等量．一段时间后通过观察两侧液面的变化．由于葡萄糖不能通过半透膜，所以A侧和B侧液面的变化反映滤液1和滤液2中葡萄糖含量．若A侧液面上升，B段液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；若A侧液面下降，B段液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；A侧液面与B段液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多．
故答案为：
（1）（有无）氧气       温度、pH、培养液量、培养液浓度等
（3）实验步骤：①等量       ②两侧液面
实验结果预测和结论：
A侧液面上升，B侧液面下降
A侧液面下降，B侧液面上升

点评 本题综合考查酵母菌细胞呼吸方式的相关知识，意在考查学生理解所学知识的要点、识图分析能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．