Question

17．某校學生做完“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗后，想進一步探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO₂時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題．他們對實驗進行了改進：將等量的無菌葡萄糖溶液及等量的酵母菌混勻后分別加入到A、B兩個錐形瓶中并密封（瓶中無氧氣），如圖1裝置實驗．一段時間后，當測定甲、乙裝置中澄清石灰水變渾濁生成CaCO₃相等時，立刻停止實驗，將A、B兩錐形瓶溶液分別用濾菌膜過濾，除去酵母菌，分別得到濾液1和濾液2．請分析回答：

（1）甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣，實驗中NaOH的作用是吸收空氣中的CO₂．
（2）A、B兩個錐形瓶中酵母菌產生CO₂的場所分別是線粒體基質和細胞質基質．
（3）圖2曲線中能正確表示B瓶實驗結果的是②③．
（4）在此實驗中，可以利用滲透作用的原理進行探究．如圖3，取等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管的A、B兩側并標記，一段時間后觀察兩側液面的變化．如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多；如果A側液面高于B側液面，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；反之，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多．

Answer 1

分析 1、分析實驗裝置：裝置甲和裝置乙的單一變量是有無氧氣，裝置甲中通入氧氣，酵母菌進行有氧呼吸，裝置乙中沒有通入氧氣，酵母菌進行無氧呼吸．圖中質量分數為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO₂，以免影響實驗結果；澄清石灰水的作用是檢測呼吸作用產生的二氧化碳．
2、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，酵母菌進行無氧呼吸產生酒精，因此酒精濃度會逐漸升高然后達到平衡；酵母菌數量通過有氧呼吸增殖，因此數量先增加，當進一步發(fā)酵后，由于營養(yǎng)物質減少、酒精等代謝產物增加，酵母菌出生率小于死亡率，種群數量開始下降；酵母菌活性消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量減少；酵母菌無氧呼吸產生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH降低．
3、滲透作用指兩種不同濃度的溶液隔以半透膜（允許溶劑分子通過，不允許溶質分子通過的膜），水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進入高濃度溶液中的現(xiàn)象．或水分子從水勢高的一方通過半透膜向水勢低的一方移動的現(xiàn)象．滲透作用的發(fā)生需要兩個條件：半透膜和膜兩側的溶液具有濃度差．

解答 解：（1）甲、乙兩組實驗的自變量是氧氣的有無，實驗中NaOH的作用是吸收空氣中的CO₂．
（2）A錐形瓶中酵母菌進行有氧呼吸，產生CO₂的場所是線粒體基質；B錐形瓶中酵母菌進行無氧呼吸，產生CO₂的場所是細胞質基質．
（3）①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，酵母菌進行無氧呼吸產生酒精，因此酒精濃度會逐漸升高然后達到平衡，①錯誤；
②酵母菌數量通過無氧呼吸增殖，因此數量先增加，當進一步發(fā)酵后，由于營養(yǎng)物質減少、酒精等代謝產物增加，酵母菌出生率小于死亡率，種群數量開始下降，②正確；
③酵母菌活性消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量減少，③正確；
④酵母菌無氧呼吸產生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH降低，④錯誤．
所以，②③正確．
（4）在此實驗中，可以利用滲透作用的原理進行探究．如圖3，取等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管的A、B兩側并標記，一段時間后觀察兩側液面的變化．如果A、B兩側液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多；如果A側液面高于B側液面，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；反之，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多．
故答案為：
（1）有無氧氣        吸收空氣中的CO₂
（2）線粒體基質        細胞質基質
（3）②③
（4）滲透作用      A側液面高于B側液面

點評 本題結合實驗裝置圖，考查探究酵母菌細胞呼吸方式及相關的探究實驗，要求考生明確實驗的目的，能正確區(qū)分實驗的自變量和因變量，掌握探究實驗的原理，并能據此完善實驗步驟和預測實驗現(xiàn)象和得出實驗結論．