Question

酵母菌是一種單細胞真菌，其結構簡單，是研究生命科學的理想微生物．如圖甲表示酵母菌中線粒體發生的“自噬”現象，圖乙是研究酵母菌細胞呼吸方式的裝置圖，請回答下列問題：

（1）線粒體增大膜面積的方式是

 

，從代謝的角度分析，其現實意義是

 

．
（2）由圖甲可知，線粒體在

 

的條件下會損傷，由線粒體產生的一種外膜蛋白可以引起其發生特異性的“自噬”現象．“自噬”后的線粒體形成“自噬體”，并與溶酶體結合形成“自噬溶酶體”．該過程體現了生物膜具有

 

．
（3）若該酵母菌的線粒體均遭此“損傷”，則在有氧的條件下，葡萄糖氧化分解的最終產物是

 

，對其進行檢測所需的試劑是

 

．
（4）如果人的精子中線粒體基因發生了突變，這種變異一般

 

（填“能”或“不能”）遺傳給后代．
（5）某研究小組利用圖乙所示裝置進行酵母菌細胞呼吸的研究．圖中刻度玻璃管可以用來讀取液面的高度（假設水壓對氣體體積變化的影響忽略不計）．
實驗步驟：
a．將10mL酵母菌培養液和10mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養液分別加入甲、乙兩個燒杯中．
b．將甲、乙兩個燒杯分別放入氣密性完好的兩個氣球中，排盡空氣后分別向兩個氣球內注入等量且適量的氧氣，扎緊氣球并保持密閉狀態，再分別放入如圖乙所示的實驗裝置中．
c．兩組裝置均放入20℃恒溫水浴中，從注水口注入等量的溫水，調節刻度玻璃管液面至起始刻度．
d．記錄實驗結果．
實驗分析：
①該實驗的自變量是

 

，因變量是

 

．
②在實驗剛開始的短時間內，兩組裝置的刻度玻璃管液面均不發生變化的原因分別是

 

、

 

．
③一段時間后，裝有甲燒杯的裝置中刻度玻璃管液面

 

，原因是

 

．

Answer 1

考點：細胞呼吸的過程和意義

專題：

分析：酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌．酵母菌進行有氧呼吸能產生大量的CO2，在進行無氧呼吸時能產生酒精和CO2．CO2可使澄清的石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，根據石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養液中CO2的產生情況．橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發生化學反應，變成灰綠色．

解答： 解：（1）線粒體為雙層膜細胞器，其內膜通過向內凹陷折疊形成嵴，增大了內膜面積，為代謝所需的酶提供了更大的附著位點．
（2）依圖可知線粒體在饑餓和光照的條件下會損傷，由“自噬”后的線粒體形成“自噬體”，并與溶酶體結合形成“自噬溶酶體”，該過程體現了生物膜的結構特點--一定的流動性．
（3）線粒體是進行有氧呼吸的主要場所．若該酵母菌的線粒體均受損，即使在有氧條件下，酵母菌也只能進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳．酒精在酸性條件下遇到橙色的重鉻酸鉀會變成灰綠色；二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁，也會使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃．故可用以上試劑檢測無氧呼吸的產物．
（4）受精時，精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，且就精子本身而言線粒體集中在尾部，所以精子中的線粒體基本上不能遺傳給后代
（5）①由“10mL酵母菌培養液和10mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養液分別加入甲、乙兩個燒杯中”可知該實驗的自變量是酵母菌是否煮沸．酵母菌細胞呼吸的兩種方式中均有二氧化碳產生，但產生量相差較多，故該實驗的因變量則是刻度玻璃管液面的高度．
②兩組實驗瓶中均有氧氣，但煮沸的酵母菌因高溫而死亡，不會引起氣球體積變化，而未煮沸的酵母菌瓶因有氧而進行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的氧氣和釋放的二氧化碳量相等，氣球體積不變．
③一段時間后，甲組氣球中的氧氣量減少，有氧呼吸減弱，無氧呼吸逐漸加強，無氧呼吸不消耗氧氣，但產生二氧化碳，使得氣球體積增大，導致刻度玻璃管液面上升．
故答：（1）內膜向內折疊形成嵴   增大內膜表面積，為催化有氧呼吸的酶提供更大的附著面積
（2）饑餓和光照   一定的流動性．
（3）酒精和二氧化碳   橙色的重鉻酸鉀溶液和澄清的石灰水
（4）不能
（5）①酵母菌是否煮沸    刻度玻璃管液面的高度．
②甲中酵母菌有氧呼吸消耗氧氣和產生的二氧化碳相等，氣體體積不變
乙中酵母菌死亡，不能進行細胞呼吸．
③上升   甲中酵母菌無氧呼吸產生的二氧化碳使氣球體積增大

點評：本題考查細胞呼吸的相關知識，意在考查分析、判斷、推理能力及實驗能力．