Question

7．兩個生物興趣小組分別對酵母菌細胞呼吸方式進行了如下的探究實驗．請據題分析作答：
（1）甲興趣小組想探究的具體問題是：酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產生CO₂．現提供若干套（每套均有數個）實驗裝置如圖Ⅰ（a～d）所示：

①請根據實驗目的選擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序（裝置可重復使用）．
有氧條件下的裝置序號：c→a→b（或c→b→a→b）；無氧條件下的裝置序號：d→b．
②裝置中c瓶的作用是：吸收空氣中CO₂，排除其對實驗結果的干擾．
③d應封口放置一段時間后，再連通b，其原因是d封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通b，就可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產生的．
（2）乙興趣小組利用圖Ⅱ所示裝置（橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的細胞呼吸類型．
①想得到實驗結論還必須同時設置對照實驗，請問對照實驗裝置（假設該裝置編號為Ⅲ）如何設計？裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同．
②請預測與結論相符合的現象，并填寫下表：

序號	裝置中紅色液滴的移動現象		結論
	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
1	a向左移	b 不移動	只進行有氧呼吸
2	c 不移動	d向右移	只進行無氧呼吸
3	e向左移	f向右移	既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸

（3）請寫出糖類（葡萄糖）經過酵母菌代謝活動后變成酒精的化學反應式C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．
若酵母菌消耗的O₂為3mol/L，而釋放的CO₂為9mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．

Answer 1

分析 探究酵母菌細胞呼吸方式實驗裝置如圖：

實驗一探究的是酵母菌的有氧呼吸，其中質量分數為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳，澄清石灰水的作用是檢測有氧呼吸產生的二氧化碳；實驗二探究的是酵母菌的無氧呼吸，其中澄清石灰水的作用是檢測無氧呼吸產生的二氧化碳．

解答 解：（1）①有氧條件需要通入空氣，但應先除去CO₂以排除空氣中的CO₂對實驗造成的干擾，最后產生的二氧化碳可用澄清石灰水檢測，因此實驗裝置排序應為c→a→b（c→b→a→b）．無氧條件應密封，所以實驗裝置排序為d→b．
②裝置C瓶中裝入的是10%NaOH，其作用是吸收空氣中CO₂，排除其對實驗結果的干擾．
③d封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通b，就可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產生的．
（2）①Ⅱ中NaOH可吸收細胞呼吸產生的二氧化碳，因此液滴移動的距離表示細胞呼吸消耗氧氣的量，據此可判斷酵母菌是否進行有氧呼吸；同時還設計實驗裝置Ⅲ來判斷酵母菌是否進行無氧呼吸，即用等量清水代替NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同．
②若酵母菌只進行有氧呼吸，其消耗的氧氣量與產生的二氧化碳量相同，但呼吸產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，因此氣體總量減少，液滴向左移動；若酵母菌只進行無氧呼吸，則其不消耗氧氣，但產生二氧化碳，因此裝置Ⅲ中氣體總量增加，液滴向右移動；若酵母菌既進行有氧呼吸，也進行無氧呼吸，則裝置Ⅱ中產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，因此氣體總量減少，液滴向左移動，而裝置Ⅲ中二氧化碳產生量多于氧氣的消耗量，氣體總量增加，因此液滴向右移動．
（3）酵母菌代謝活動后變成酒精的化學反應式為：C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量．若酵母菌消耗的O₂為3mol/L，而釋放的CO₂為9mol/L，則酵母菌有氧呼吸釋放的二氧化碳為3mol/L，消耗的葡萄糖為0.5mol/L，無氧呼吸釋放的二氧化碳為6mol/L，消耗的葡萄糖為3mol/L，因此酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．
故答案為：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）        d→b
②吸收空氣中CO₂，排除其對實驗結果的干擾（其他合理答案亦可）
③d封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完．再連通b，就可以確保通入澄清石灰水的CO₂是酵母菌的無氧呼吸所產生的（其他合理答案亦可）
（2）①裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同
②a向左移   d 向右移    e向左移     f向右移
（3）C₆H₁₂O₆$\stackrel{酶}{→}$2C₂H₅OH+2CO₂+能量        6

點評 本題結合圖表，考查探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗，對于此類試題，需要考生注意的細節(jié)較多，如實驗的原理、實驗裝置圖的分析、實驗采用的試劑及試劑的作用等，這就要求考生在平時的學習過程中注意積累．