Question

【題目】下圖所示的是檢測氣壓變化的密閉裝置。反應瓶和中心小杯中放置有關實驗材料和試劑，關閉活栓后，U形管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。實驗開始時將右管液面高度調(diào)至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。課題小組同學利用該裝置探究某種異養(yǎng)型微生物的細胞呼吸方式

(1)取甲、乙兩套該密閉裝置設計實驗。請補充下表有關內(nèi)容

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(2)將甲、乙裝置均置于28℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)，60min后讀數(shù)。請補充下表有關內(nèi)容：

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Answer 1

【答案】①細胞呼吸O2的消耗量②（一定濃度）葡萄糖溶液、微生物懸浮各1mL③等量蒸餾水 ④只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸⑤不變⑥同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精、CO2的無氧呼吸⑦不變

【解析】

本實驗是探究“異養(yǎng)微生物的細胞呼吸方式”，若只進行有氧呼吸，消耗的氧和產(chǎn)生的二氧化碳體積相等，如果中心小杯中放置氫氧化鈉溶液，則可以吸收裝置中的二氧化碳以及細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，裝置中氣體減少量即為有氧呼吸耗氧量。若中心小杯中放置蒸餾水，則裝置中氣體的變化表示呼吸產(chǎn)生的二氧化碳和消耗氧氣的體積差。如無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳，則裝置中的氣體變化為有氧呼吸消耗氧和兩種呼吸方式產(chǎn)生二氧化碳的體積差。

（1）①：由于中心小杯中放置了氫氧化鈉溶液，可以吸收裝置中的二氧化碳以及細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，故裝置中的氣體變化就可代表有氧呼吸消耗的氧氣體積。

②③：由于無氧呼吸不消耗氧氣，故為了檢測無氧呼吸的強度，裝置中的中心小杯中應放置與氫氧化鈉等體積的蒸餾水，其它條件與甲組相同，故②為（一定濃度）葡萄糖溶液、微生物懸浮各1mL。③為等量蒸餾水。液面高度的變化表示細胞呼吸時二氧化碳的釋放量和氧氣消耗量的差值。

（2）一段時間后，若甲裝置的液面上升，說明微生物進行了有氧呼吸，若乙裝置的液面不變，說明細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳的量和氧氣消耗量相等，因此微生物只進行了有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，故④為只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。若只進行產(chǎn)生酒精和二氧化碳的無氧呼吸，則裝置甲中氧氣消耗量為0，故甲裝置的液面高度不變，而乙裝置由于無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳使裝置氣壓增大，即乙裝置的液面下降，所以⑤為不變。若甲裝置的液面上升，說明裝置中氧氣減少，微生物進行了有氧呼吸，若乙裝置的液面下降，說明細胞呼吸時二氧化碳的釋放量大于氧氣的消耗量，故微生物既進行了有氧呼吸又進行了產(chǎn)生酒精和二氧化碳的無氧呼吸，故⑥為同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精、CO2的無氧呼吸。若微生物只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，則兩個裝置中均沒有氣體變化，故裝置甲、乙的液面高度均不變，即⑦為不變。