Question

【題目】某校生物興趣小組要探究酵母菌通過呼吸產(chǎn)生等量CO2時，有氧和無氧條件下消耗葡萄糖量的多少。他們將相同的無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣）,按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)測定甲、乙裝置中CaC03沉淀相等時,撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶中的溶液分別用濾菌膜過濾,除去酵母菌,得到濾液1和濾液2。請分析回答：

（1）甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)的自變量是________，實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量主要有________。

（2）酵母菌產(chǎn)生CO2的場所是________、________。

（3）請你利用提供的U形管（已知濾液中葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質(zhì)能通過）、濾液1和濾液2等，繼續(xù)完成探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①將一定量的濾液1倒入U形管的A側(cè)并標(biāo)記，同時將________________；

②一段時間后觀察________的變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：

①如果_______，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；

②如果_______，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；

③如果A、B兩側(cè)________，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。

Answer 1

【答案】有無氧氣 葡萄糖溶液濃度、溫度、pH、培養(yǎng)液量、酵母菌的量等 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 將等量的濾液2倒入U形管的B側(cè)并標(biāo)記 （兩側(cè)）液面高度 A側(cè)液面上升,B側(cè)液面下降（A側(cè)液面高） A側(cè)液面下降,B側(cè)液面上升（B側(cè)液面高） 兩側(cè)液面高度相同

【解析】

分析題圖：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(jìn)行有氧呼吸，裝置乙中沒有通入氧氣，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸。此外，裝置甲和裝置乙中的澄清石灰水用于檢測細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳。

（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究酵母菌細(xì)胞在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生等量CO2時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題，所以甲、乙兩組的實(shí)驗(yàn)變量是有無氧氣。因而實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量主要有溫度、PH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等。
（2）酵母菌有氧呼吸第二階段產(chǎn)生CO2的場所是線粒體，無氧呼吸第二階段產(chǎn)生CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌產(chǎn)生CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。
（3）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究產(chǎn)生相同二氧化碳的情況下酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比無氧呼吸多。實(shí)驗(yàn)原理：濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質(zhì)能通過。
①探究實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管A、B兩側(cè)。即將一定量的濾液1倒入U形管的A側(cè)并標(biāo)記，同時將等量的濾液2倒入U形管的B側(cè)并標(biāo)記。
②一段時間后觀察兩側(cè)液面的高度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：

由于葡萄糖不能通過半透膜，所以A側(cè)和B側(cè)液面的變化是反應(yīng)物濾液1和濾液2中葡萄糖含量變化引起的，水分從葡萄糖含量少的一側(cè)向葡萄糖含量多的一側(cè)擴(kuò)散。A側(cè)液體發(fā)生了有氧呼吸，B側(cè)液體發(fā)生了無氧呼吸，①若A側(cè)液面上升，B段液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；②若A側(cè)液面下降，B段液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；③若A側(cè)液面與B段液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。