Question

4．两个课外活动小组分别对酵母菌细胞呼吸作用进行了如下探究实验．请分析作答：

（1）甲组想探究的问题是：酵母菌是否在有氧和无氧条件下均能产生CO₂．现提供若干套实验装置，如图Ⅰ（A-D）所示：
①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）．有氧条件下的装置序号依次是：C-A-B（或C-B-A-B）．
②B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替．
（2）乙组利用图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．
①若想达到实验目的，还必须设置对照实验，该实验装置设计为（装置编号为Ⅲ）：用等量的清水代替10%NaOH溶液，其他条件与装置Ⅱ相同．
②预测实验结果并得出相应实验结论：
若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴不移动，则酵母菌只进行有氧呼吸．
若装置Ⅱ的液滴不移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌只进行无氧呼吸；
若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：
Ⅰ．（1）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．
Ⅱ．（2）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，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Ⅱ液滴左移，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Ⅲ液滴右移．

解答 解：（1）①有氧呼吸需要的装置是C-B-A-B．
②B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替．
（2）①遵循实验单一变量原则和对照原则，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
②若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴不移动，则酵母菌只能进行有氧呼吸；
若装置Ⅱ的液滴不移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌只能进行无氧呼吸；
若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸．
故答案为：
（1）①C-A-B（或C-B-A-B）   ②溴麝香草酚蓝水溶液
（2）①对照　等量的清水（或蒸馏水） 
②有氧呼吸
不     向右     无氧呼吸
向左   向右

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．