Question

14．某校生物興趣小組在學習了課本實驗“探究酵母菌細胞的呼吸方式”后，想進一步探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題．他們進行了如下實驗：將無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣），按如圖裝置實驗．當測定甲、乙裝置中CaCO₃沉淀相等時，撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶溶液分別用濾菌膜過濾，除去酵母菌，得到濾液1和濾液2．請分析回答：

（1）甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣，實驗中需控制的無關變量主要有溫度、pH、培養液量、培養液濃度等．（至少寫兩項）
（2）酵母菌產生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（3）利用提供的圖丙U形管（已知濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過）、濾液1和濾液2等，繼續完成探究實驗．
實驗步驟：
①將等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管的A、B兩側并標記．
②一段時間后觀察（兩側）液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升，B側液面下降�。ˋ高于B），則有氧呼吸消耗的葡萄糖少．
②如果A側液面下降，B側液面上升　（B高于A），則有氧呼吸消耗的葡萄糖多．
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．

Answer 1

分析 分析題圖：裝置甲和裝置乙的單一變量是有無氧氣，裝置甲中通入氧氣，酵母菌進行有氧呼吸，裝置乙中沒有通入氧氣，酵母菌進行無氧呼吸．此外，裝置甲和裝置乙中的澄清石灰水用于檢測細胞呼吸產生的二氧化碳．

解答 解：（1）本實驗的目的是探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題，所以甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣．因而實驗中需控制的無關變量主要有溫度、PH、培養液量、培養液濃度等．
（2）酵母菌有氧呼吸第二階段產生CO₂的場所是線粒體，無氧呼吸第二階段產生CO₂的場所是細胞質基質，所以酵母菌產生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（3）本實驗的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比無氧呼吸多．實驗原理：濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過．
①探究實驗應遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入倒入U形管A、B兩側．
②一段時間后觀察兩側液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升，B側液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．
故答案為：
（1）有無氧氣　       溫度、pH、培養液量、培養液濃度等
（2）細胞質基質和線粒體
（3）①等量　      ②（兩側）液面
實驗結果預測和結論：
①A側液面上升，B側液面下降�。ˋ高于B）
②A側液面下降，B側液面上升　（B高于A）
③如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多

點評 本題結合實驗裝置圖，考查探究酵母菌細胞呼吸方式及相關的探究實驗，這就要求考生明確實驗的目的，能正確區分實驗的自變量和因變量，掌握探究實驗的原理，并能據此完善實驗步驟和預測實驗現象和得出實驗結論．