Question

11．某校生物興趣小組在學習了課本實驗“探究酵母菌細胞的呼吸方式”后，想進一步探究酵母菌細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．他們進行了如下實驗：將無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣），按圖1裝置實驗．當測定甲、乙裝置中CaCO₃沉淀相等時，撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶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、乙兩組的自變量是有無氧氣，實驗中需控制的無關變量主要有溫度、PH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等（至少寫出兩個）．
（2）酵母菌產(chǎn)生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（3）利用提供的U型管（如圖丙）（已知濾液中的葡萄糖不能通過U型管底部的半透膜，其余物質能通過）、濾液1和濾液2等，繼續(xù)完成探究實驗：
實驗步驟：
①將等量的濾液1和濾液2分別倒入U型管的A、B兩側并標記；
②一段時間后觀察兩側液面的變化．
實驗結果預測和結論：
①如果A側液面上升（“上升”、“下降”），B側液面下降（“上升”、“下降”），則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A側液面下降，B側液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側液面高度相同，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多．

Answer 1

分析 分析實驗裝置圖：甲圖通入無菌空氣，說明其探究的是酵母菌的有氧呼吸，而乙圖是密封裝置，說明其探究的是酵母菌的無氧呼吸．圖中質量分數(shù)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(chǎn)生的二氧化碳．

解答 解：（1）本實驗的目的是探究酵母菌細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、乙兩組的實驗變量是有無氧氣．因而實驗中需控制的無關變量主要有溫度、PH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等．
（2）酵母菌有氧呼吸時產(chǎn)生CO₂的場所是線粒體，無氧呼吸時產(chǎn)生CO₂的場所是細胞質基質，所以酵母菌產(chǎn)生CO₂的場所是細胞質基質和線粒體．
（3）濾液1和濾液2屬于無關變量，應等量．一段時間后通過觀察兩側液面的變化．由于葡萄糖不能通過半透膜，所以A側和B側液面的變化反映濾液1和濾液2中葡萄糖含量．若A側液面上升，B段液面下降，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；若A側液面下降，B段液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；A側液面與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．
故答案為：
（1）有無氧氣    溫度、PH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等　
（2）細胞質基質和線粒體　
（3）實驗步驟：
①等量的濾液1和濾液2
②兩側液面
實驗結果預測和結論：
①上升      下降
②A側液面下降，B側液面上升
③A、B兩側液面高度相同

點評 本題綜合考查酵母菌細胞呼吸方式的相關知識，意在考查學生理解所學知識的要點、識圖分析能力和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備設計簡單生物學實驗的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析的能力．