Question

14．酵母菌是研究細(xì)胞呼吸常用的實(shí)驗(yàn)材料．請(qǐng)分析回答：

（1）酵母菌有氧呼吸過(guò)程中[H]在線粒體內(nèi)膜處與氧結(jié)合生成水，水中的氫來(lái)自于反應(yīng)物中的葡萄糖和水．適宜溫度下，在錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如圖1），圖2曲線中能正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是②③．
（2）某研究小組利用如圖3所示裝置進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸的研究．圖中刻度玻璃管可以用來(lái)讀取液面的高度（假設(shè)水壓對(duì)氣體體積變化的影響忽略不計(jì)）．
實(shí)驗(yàn)步驟：
a．將10mL酵母菌培養(yǎng)液和10mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養(yǎng)液分別加入甲、乙兩個(gè)燒杯中．
b．將甲、乙兩個(gè)燒杯分別放入氣密性完好的兩個(gè)氣球中，排盡空氣后分別向兩個(gè)氣球內(nèi)注入等量且適量的氧氣，扎緊氣球保持密閉狀態(tài)，再分別放入如圖實(shí)驗(yàn)裝置中．
c．兩組裝置均放入20℃的恒溫水浴中．從注水口注入等量的溫水，調(diào)節(jié)刻度玻璃管液面至起始刻度．
d．記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
實(shí)驗(yàn)分析：
①該實(shí)驗(yàn)的自變量是酵母菌是否煮沸，因變量是刻度玻璃管液面高度無(wú)關(guān)變量有（寫出兩種）溫度、量、時(shí)間等．
②實(shí)驗(yàn)剛開始的短時(shí)間內(nèi)，兩組裝置的刻度玻璃管液面均不發(fā)生變化的原因分別是甲中甲中酵母菌有氧呼吸消耗的O₂和產(chǎn)生的CO₂相等，氣球體積不變
乙中乙中酵母菌死亡，不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸；
③一段時(shí)間后，裝有甲燒杯的裝置中刻度玻璃管液面上升，原因是甲中酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO₂使氣球體積增大．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)原理：
（1）酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧菌，即在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存．在無(wú)氧或缺氧的條件下能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，在氧氣充裕的條件下能進(jìn)行有氧呼吸，因此便于用來(lái)研究細(xì)胞的呼吸方式．
（2）在探究活動(dòng)中，需要設(shè)計(jì)和進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析有氧條件下和無(wú)氧條件酵母菌細(xì)胞的呼吸情況．
（3）CO₂可以使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃．
（4）橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色

解答 解；（1）酵母菌有氧呼吸過(guò)程中[H]與氧結(jié)合生成水是有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上；[H]來(lái)自有氧呼吸過(guò)程中糖酵解和水與丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生的[H]，因此水中的氫來(lái)自于反應(yīng)物中的葡萄糖和水；適宜溫度下，在錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此酒精濃度會(huì)逐漸升高然后達(dá)到平衡；酵母菌數(shù)量通過(guò)無(wú)氧呼吸增殖，因此數(shù)量先增加，當(dāng)進(jìn)一步發(fā)酵后，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少、酒精等代謝產(chǎn)物增加，酵母菌出生率小于死亡率，種群數(shù)量開始下降；酵母菌活性消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量減少；酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH降低．因此圖2曲線中能正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 ②③．
（2）①由題意知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是酵母菌是否煮沸，因變量是刻度玻璃管液面高度．無(wú)關(guān)變量有溫度、量、時(shí)間等．
②實(shí)驗(yàn)剛開始，甲裝置中的酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，消耗氧氣與釋放的二氧化碳的量相等，氣球體積不變，所以刻度玻璃管液面不變化；乙裝置中的酵母菌已經(jīng)被加熱殺死，不進(jìn)行呼吸作用，所以刻度玻璃管液面也不變化．
③一段時(shí)間后，甲裝置中的酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，釋放二氧化碳，氣球體積增大，刻度玻璃管液面上升．
故答案應(yīng)為：
（1）線粒體內(nèi)膜        葡萄糖和水        ②③
（2）①酵母菌是否煮沸        刻度玻璃管液面高度    溫度、量、時(shí)間等
②甲中酵母菌有氧呼吸消耗的O₂和產(chǎn)生的CO₂相等，氣球體積不變          乙中酵母菌死亡，不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸
③上升             甲中酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO₂使氣球體積增大

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是細(xì)胞呼吸的具體過(guò)程和場(chǎng)所，探究酵母菌的呼吸方式，主要考查學(xué)生設(shè)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲取實(shí)驗(yàn) 結(jié)論的能力．