Question

兩個生物興趣小組分別對酵母菌細胞呼吸方式進行了如下的探究實驗。請分析作答：

(1)甲興趣小組想探究的具體問題是：酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產生CO₂。現提供若干套(每套均有數個)實驗裝置，如圖Ⅰ(A～D)所示：

①請根據實驗目的選擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復使用)。有氧條件下的裝置序號：　　　　　；無氧條件下的裝置序號：　　　　。

②裝置中C瓶的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，B瓶中澄清的石灰水還可用　　　　　　　　　　　　　　代替。

(2)乙興趣小組利用圖Ⅱ所示裝置(橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的細胞呼吸類型。

①如果想得到實驗結論，還必須同時設置對照實驗，請問對照實驗裝置(假設該裝置編號為Ⅲ)如何設計？　                                                                                            

　                                                                                                                             。

②請預測與結論相符合的現象，并填寫下表：

序號	裝置中紅色液滴的移動現象
	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ	結論
1	a	b不移動	只進行有氧呼吸
2	c不移動	d	只進行無氧呼吸
3	e	f	既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸

Answer 1

(1)①C→A→B(或C→B→A→B)　D→B　②吸收空氣中的CO₂，排除其對實驗結果的干擾(其他合理答案亦可)　溴麝香草酚藍水溶液(不可有錯別字)　(2)①裝置Ⅲ除用等量清水代替10% NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同　②a向左移　d向右移　e向左移　f向右移　③6

解析:

(1)在探究酵母菌進行有氧呼吸產生CO₂時，檢驗產生的CO₂可以用澄清的石灰水，在向裝置中通入空氣時，為排除空氣中CO₂對實驗結果的干擾，需要先通過10%的NaOH溶液除去CO₂，所以實驗裝置的順序為C→A→B(或C→B→A→B)。在無氧條件下，不需要通入空氣，所以裝置只需要D→B即可。(2)在探究酵母菌的細胞呼吸類型時，可以根據液滴是否移動及移動方向來判斷細胞呼吸的類型。在設計對照實驗時，可以將10% NaOH溶液換成蒸餾水，其他設計同裝置Ⅱ。若酵母菌進行有氧呼吸，消耗氧氣，產生的CO₂被NaOH溶液吸收，導致裝置Ⅱ內氣壓下降，液滴左移；若酵母菌進行無氧呼吸，不消耗氧氣，產生的CO₂被NaOH溶液呼吸，不會引起裝置Ⅱ內氣壓的改變，液滴不動。根據有氧呼吸的反應式可知，每消耗1 mol氧氣產生1 mol CO₂，消耗1/6 mol葡萄糖；根據無氧呼吸的反應式可知，每產生1 mol CO₂需消耗1/2 mol葡萄糖。根據題目信息，消耗3 mol O₂，釋放CO₂ 9 mol，可知有氧呼吸產生CO₂為3 mol，無氧呼吸產生CO₂為6 mol。則酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量為1/2 mol，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為3 mol。故無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。