Question

4．下圖甲是測定保溫桶內(nèi)溫度變化的實(shí)驗(yàn)裝置圖，某研究小組以圖甲裝置探究酵母菌在不同氧氣濃度下呼吸作用釋放熱量的情況．

材料用具：保溫桶（500ml）、溫度計(jì)、活性干酵母、質(zhì)量濃度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油
實(shí)驗(yàn)步驟：
①取三套圖甲裝置分組編號A，B，C
②A組加入質(zhì)量濃度為0.1g/mL的葡萄糖溶液240ml后，再加入10g活性干酵母
③B組加入240ml，煮沸后冷卻的葡萄糖溶液后再加入等量活性干酵母加入石蠟油．鋪滿液面，形成缺氧環(huán)境
④C組加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母，并加入石蠟油，鋪滿液面（用來對照，測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量）
⑤在適宜的且相同條件下實(shí)驗(yàn)30分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果
回答以下相關(guān)問題
（1）請為該研究小組提出一個探究課題：酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多
（2）完成上述實(shí)驗(yàn)步驟：
③加入石蠟油
④加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母，并加入石蠟油，鋪滿液面
（3）B組中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去去除氧氣．這是控制實(shí)驗(yàn)的自交量
（4）實(shí)驗(yàn)預(yù)期：在適宜的條件下實(shí)驗(yàn)30分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若A，B，C裝置的溫度大小關(guān)系是A＞B＞C（“＜”“=”“＞”表示）則假設(shè)成立
（5）若A組中不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化與圖乙相近，則
①曲線ab段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體；曲線bc段酵母菌呼吸的方式為有氧呼吸和無氧呼吸
②酵母菌種群數(shù)量從c點(diǎn)開始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外，還有有害代謝廢物的積累、PH下降
③研究小組在Ta取樣，統(tǒng)計(jì)的酵母菌種群數(shù)量明顯高于d點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)量，原因可能有取樣時(shí)培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)包含了死亡的菌體；或用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)錯誤等．

Answer 1

分析 分析實(shí)驗(yàn)裝置圖：該裝置既可以用來探究酵母菌的有氧呼吸，也可以用來探究酵母菌的無氧呼吸方式，但探究酵母菌的無氧呼吸時(shí)，需要加入石蠟油，鋪滿液面，這樣可以隔絕空氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境．為了排除其他外界因素對溫度的影響，應(yīng)該設(shè)置空白對照，即不加入活性干酵母，其他條件同B裝置．
分析曲線圖：從圖中可以看出，ab段沒有產(chǎn)生乙醇，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸；從b點(diǎn)后開始產(chǎn)生乙醇，故bc段出現(xiàn)無氧呼吸；乙醇含量過高、葡萄糖含量逐漸降低以及PH值的下降，會抑制酵母菌的代謝活動，從而數(shù)量下降．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，“某研究小組以圖甲裝置探究酵母菌在不同氧氣濃度下呼吸作用釋放熱量的情況”，因此實(shí)驗(yàn)的探究課題為：酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多．
（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需遵循對照性原則和單一變量原則，A組實(shí)驗(yàn)是有氧條件，因此③需要加入石蠟油以制造無氧環(huán)境；作為對照，測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量，C實(shí)驗(yàn)需要加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母，并加入石蠟油，鋪滿液面．
（3）B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧氣，這樣來控制實(shí)驗(yàn)的自變量．
（4）因?yàn)橛醒鯒l件下比無氧條件下呼吸作用放出熱量多，因此假說成立時(shí)，裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是A＞B＞C．
（5）①圖中ab段無乙醇產(chǎn)生，因此可推斷它只進(jìn)行有氧呼吸，其場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；bc段，乙醇開始產(chǎn)生并逐漸增多，酵母菌數(shù)量仍在繼續(xù)增加，因此可推斷這一區(qū)間內(nèi)的細(xì)胞，既進(jìn)行無氧呼吸，也同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸．
②酵母菌數(shù)量在c點(diǎn)下降，這是一個種群數(shù)量變化的問題，得分析查找環(huán)境中可能的影響因素，除營養(yǎng)物的供應(yīng)問題外，還應(yīng)考慮其代謝產(chǎn)物（乙醇和二氧化碳）的積累對其繁殖的影響．
③研究小組在Ta取樣，統(tǒng)計(jì)的酵母菌種群數(shù)量明顯高于d點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)量，原因可能有取樣時(shí)培養(yǎng)液未搖勻、從底部取樣、統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)包含了死亡的菌體或用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)錯誤等．
故答案為：
（1）酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多
（2）③加入石蠟油
④加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母，并加入石蠟油，鋪滿液面
（3）去去除氧氣     自
（4）A＞B＞C
（5）①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體     有氧呼吸和無氧呼吸
②有害代謝廢物的積累、PH下降
③統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)包含了死亡的菌體

點(diǎn)評 本題考查探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)，要求考生理解和掌握酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸過程，掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則，能結(jié)合所學(xué)的知識，對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行完善，特別是為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，應(yīng)該設(shè)置C裝置，排除外界因素對溫度的影響．