Question

19．某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”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：将葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按下图装置实验．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、乙两组的实验自变量是有无氧气．
（2）酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体．CO₂除了可以使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．
（3）利用提供的U型管（已知滤液中的葡萄糖不能通过U型管底部的半透膜，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将等量的滤液1和滤液2分别倒入U型管的A、B两侧并标记（如图丙）；
②一段时间后观察（两侧）液面的变化．
实验结果预测和结论：
a．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；
b．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；
c．如果A、B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．

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．
（2）酵母菌有氧呼吸时产生CO₂的场所是线粒体，无氧呼吸时产生CO₂的场所是细胞质基质，所以酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体．CO₂除了可以使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．
（3）本实验的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比无氧呼吸多．实验原理：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．
①探究实验应遵循单一变量原则，因此需将等量的滤液1和滤液2分别倒入倒入U形管A、B两侧．
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，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
（2）细胞质基质和线粒体      溴麝香草酚蓝水溶液
（3）②（两侧）液面
a．A侧液面上升，B侧液面下降
b．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．