Question

11．某校生物興趣小組在學(xué)習(xí)了課本實(shí)驗(yàn)“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”后，想進(jìn)一步探究酵母菌細(xì)胞在有氧和無氧的條件下產(chǎn)生等量CO₂時(shí)，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題．他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)．當(dāng)測(cè)定甲、乙裝置中CaCO₃沉淀相等時(shí)，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(qǐng)分析回答：
（1）甲、乙兩組的自變量是有無氧氣，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（至少寫出兩個(gè)）．
（2）酵母菌產(chǎn)生CO₂的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(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將等量的濾液1和濾液2分別倒入U(xiǎn)型管的A、B兩側(cè)并標(biāo)記；
②一段時(shí)間后觀察兩側(cè)液面的變化．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論：
①如果A側(cè)液面上升（“上升”、“下降”），B側(cè)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(cè)液面下降，B側(cè)液面上升，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B兩側(cè)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(shí)驗(yàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO₂，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；澄清石灰水的作用是檢測(cè)呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳．

解答 解：（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(shí)，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）酵母菌有氧呼吸時(shí)產(chǎn)生CO₂的場(chǎng)所是線粒體，無氧呼吸時(shí)產(chǎn)生CO₂的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌產(chǎn)生CO₂的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
（3）濾液1和濾液2屬于無關(guān)變量，應(yīng)等量．一段時(shí)間后通過觀察兩側(cè)液面的變化．由于葡萄糖不能通過半透膜，所以A側(cè)和B側(cè)液面的變化反映濾液1和濾液2中葡萄糖含量．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；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；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．
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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①等量的濾液1和濾液2
②兩側(cè)液面
實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論：
①上升      下降
②A側(cè)液面下降，B側(cè)液面上升
③A、B兩側(cè)液面高度相同

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查酵母菌細(xì)胞呼吸方式的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)、識(shí)圖分析能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題的能力，具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析的能力．