Question

【題目】酵母菌是一種單細胞真菌，與人類生產 、生活實際關系密切。回答下列有關酵母菌的問題：

（1）某同學將酵母菌細胞研磨成勻漿，離心后得到上清液和沉淀物，在有氧氣存在的條件下，往沉淀物中加入葡萄糖，沒有CO2和ATP產生；而往沉淀物中加入丙酮酸后，馬上就有CO2和ATP產生，則沉淀物中必定含有____________，不含有_______________。（填細胞結構名稱）。

（2）圖甲為某同學繪制的細胞呼吸部分過程的示意圖，圖中可以在酵母菌細胞質基質中發生的過程是________________，只能在線粒體中發生的過程是__________；人在劇烈運動時產生的CO2來源于圖中的_______過程。（都填序號）

（3）現有一瓶含酵母菌的葡萄糖溶液，通入不同濃度的氧氣后，其產生的酒精和CO2的量如圖乙所示（假定每個酵母菌利用葡萄糖的速率相同），在氧濃度為a時，______%的酵母菌進行無氧呼吸。

（4）下圖是探究酵母菌呼吸方式的實驗裝置圖。錐形瓶Ⅱ中發生的總反應方程式是______________________。為了探究b裝置中酵母菌是否能進行無氧呼吸，除了圖中的檢測方法外，還可使用______________________________檢測有無_________的生成。若實驗開始時錐形瓶Ⅱ和Ⅳ中接種的酵母菌數量相等，理論上，實驗結束時酵母菌數量較多的是錐形瓶______。

Answer 1

【答案】 線粒體 細胞質基質 ③④⑤ ① ① 60 酸性條件下的重鉻酸鉀溶液 酒精 Ⅱ

【解析】【試題分析】

本題結合圖解，考查細胞呼吸的過程、反應式、計算，以及探究酵母菌呼吸方式的實驗的相關知識。解題的突破口是正確識圖并從中獲取有效信息；弄清圖中序號代表的相關過程、能根據化學反應式進行化學計算、識別探究細胞呼吸方式的裝置圖是解題的關鍵。圖甲中的物質X代表丙酮酸，①過程表示有氧呼吸第二、三階段，②過程表示生成乳酸的無氧呼吸第二階段，③過程表示生成酒精和CO2的無氧呼吸第二階段，④過程表示細胞呼吸第一階段， ⑤表示④過程中產生ATP。圖乙中氧濃度為a時，酵母菌既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，酵母菌無氧呼吸產生的酒精是6，無氧呼吸產生的CO2也是6，則有氧呼吸產生的CO2是18－6＝12，再根據細胞呼吸反應式即可進行相關計算。

（1）有氧呼吸過程中，線粒體不能直接氧化分解葡萄糖，葡萄糖必須先在細胞質基質中分解成丙酮酸，然后丙酮酸進入線粒體繼續分解生成CO2和水，同時產生ATP。將酵母菌細胞研磨成勻漿，離心后得到上清液和沉淀物，在有氧氣存在的條件下，往沉淀物中加入葡萄糖，沒有CO2和ATP產生；而往沉淀物中加入丙酮酸后，馬上就有CO2和ATP產生，則沉淀物中必定含有線粒體，不含有細胞質基質。

（2）圖中③④表示酵母菌無氧呼吸生成酒精和CO2的過程，該過程中還能發生⑤形成ATP的過程。因此，圖中可以在酵母菌細胞質基質中發生的過程是③④⑤；線粒體中只能發生由于呼吸第二、三階段，即圖中的①過程；人在劇烈運動時雖然也能進行無氧呼吸，但其產物是乳酸，不能產生CO2，所以人在劇烈運動時產生的CO2也只能來源于有氧呼吸，即圖中的①過程。

（3）在氧濃度為a時，酵母菌產生酒精的相對數量是6，根據無氧呼吸反應式可推知，酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的相對數量是6÷2＝3，產生CO2的相對數量是6。根據CO2的總釋放量是18可知，酵母菌有氧呼吸產生CO2的相對數量是18－6＝12，根據有氧呼吸反應式可推知，酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的相對數量是12÷6＝2。因此，進行無氧呼吸的酵母菌占3÷(3＋2)＝60%。

（4）據圖可知，錐形瓶Ⅱ中通有空氣，說明酵母菌進行的是有氧呼吸，將葡萄糖徹底氧化分解成CO2和水，發生的總反應方程式見答案；為了探究b裝置中酵母菌是否能進行無氧呼吸，除了圖中的檢測CO2外，還可使用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測有無酒精的生成。錐形瓶Ⅱ中的酵母菌進行有氧呼吸，產生的能量多，有利于酵母菌繁殖；錐形瓶Ⅳ中的酵母菌進行無氧呼吸，產生的能量少，不利于酵母菌繁殖。因此，若實驗開始時錐形瓶Ⅱ和Ⅳ中接種的酵母菌數量相等，理論上，實驗結束時酵母菌數量較多的是錐形瓶Ⅱ。