Question

4．兩個課外活動小組分別對酵母菌細胞呼吸作用進行了如下探究實驗．請分析作答：

（1）甲組想探究的問題是：酵母菌是否在有氧和無氧條件下均能產生C0₂．現提供若干套實驗裝置，如圖1（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依次是：C-B-A-B．
②B瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍水溶液代替．
（2）乙組利用圖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若想達到實驗目的，還必須設置對照實驗，對照實驗裝置設計為等量的清水（或蒸餾水）代替lO%NaOH溶液，其他條件與裝置Ⅱ相同（裝置編號為Ⅲ）．
②預測實驗結果并得出相應實驗結論：若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴不移動，則酵母菌只能進行有氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴不移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌只能進行無氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：
Ⅰ．（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，不需要通入不含CO₂的空氣，所以裝置只需要D→B即可．
Ⅱ．（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%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他設計同裝置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；若酵母菌只進行無氧呼吸，不消耗氧氣，產生的CO₂被NaOH溶液吸收，不會引起裝置Ⅱ內氣壓的改變，液滴不動，而裝置Ⅲ液滴右移；若既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則裝置Ⅱ釋放的二氧化碳被NaOH吸收，而吸收氧氣使壓強下降，故裝置Ⅱ液滴左移，而裝置Ⅲ由于無氧呼吸和有氧呼吸都產生二氧化碳，故吸收的氧氣量小于釋放的二氧化碳，則裝置Ⅲ液滴右移．

解答 解：（1）①有氧呼吸需要的裝置是C-B-A-B，氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳．
②B瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍水溶液代替．
（2）①遵循實驗單一變量原則，裝置Ⅲ除用等量清水代替氫氧化鈉溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同．
②若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴不移動，則酵母菌只能進行有氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴不移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌只能進行無氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸．
故答案為：
（1）①C-B-A-B    ②溴麝香草酚藍水溶液
（2）①等量的清水（或蒸餾水）代替lO%NaOH溶液，其他條件與裝置Ⅱ相同
②若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴不移動，則酵母菌只能進行有氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴不移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌只能進行無氧呼吸；
若裝置Ⅱ的液滴向左移動，裝置Ⅲ的液滴向右移動，則酵母菌既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸

點評 本題考查細胞呼吸的相關實驗設計，意在考查學生能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用的能力．