Question

19．酵母菌是研究細胞呼吸常用的實驗材料．請分析回答：

（1）酵母菌有氧呼吸過程中[H]在線粒體內(nèi)膜處與氧結(jié)合生成水，水中的氫來自于反應物中的葡萄糖和水．適宜溫度下，在錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如圖1），圖2曲線中能正確表示實驗結(jié)果的是②③．
（2）某研究小組利用如圖3所示裝置進行酵母菌細胞呼吸的研究．圖中刻度玻璃管可以用來讀取液面的高度（假設(shè)水壓對氣體體積變化的影響忽略不計）．
實驗步驟：
a．將10mL酵母菌培養(yǎng)液和10mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養(yǎng)液分別加入甲、乙兩個燒杯中．
b．將甲、乙兩個燒杯分別放入氣密性完好的兩個氣球中，排盡空氣后分別向兩個氣球內(nèi)注入等量且適量的氧氣，扎緊氣球保持密閉狀態(tài)，再分別放入如圖實驗裝置中．
c．兩組裝置均放入20℃恒溫水浴中．從注水口注入等量的溫水，調(diào)節(jié)刻度玻璃管液面至起始刻度．
d．記錄實驗結(jié)果．
實驗分析：
①該實驗的自變量是酵母菌是否煮沸，因變量是刻度玻璃管液面高度．
②實驗剛開始的短時間內(nèi)，甲組裝置的刻度玻璃管液面不發(fā)生變化．請寫出相關(guān)的反應式：C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量；
實驗剛開始的短時間內(nèi)，乙組裝置的刻度玻璃管液面也不發(fā)生變化．請分析原因：乙中酵母菌死亡，不能進行細胞呼吸．
③一段時間后，裝有甲燒杯的裝置中刻度玻璃管液面上升，原因是甲中酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO₂使氣球體積增大．

Answer 1

分析 實驗原理：
（1）酵母菌是一種單細胞真菌，屬于兼性厭氧菌，即在有氧和無氧的條件下都能生存．在無氧或缺氧的條件下能進行無氧呼吸，在氧氣充裕的條件下能進行有氧呼吸，因此便于用來研究細胞的呼吸方式．
（2）在探究活動中，需要設(shè)計和進行對比實驗，分析有氧條件下和無氧條件酵母菌細胞的呼吸情況．
（3）CO₂可以使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃．
（4）橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應，變成灰綠色．

解答 解；（1）酵母菌有氧呼吸過程中[H]與氧結(jié)合生成水是有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上；[H]來自有氧呼吸過程中糖酵解和水與丙酮酸反應產(chǎn)生的[H]，因此水中的氫來自于反應物中的葡萄糖和水；適宜溫度下，在錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封，酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，因此酒精濃度會逐漸升高然后達到平衡；酵母菌數(shù)量通過無氧呼吸增殖，因此數(shù)量先增加，當進一步發(fā)酵后，由于營養(yǎng)物質(zhì)減少、酒精等代謝產(chǎn)物增加，酵母菌出生率小于死亡率，種群數(shù)量開始下降；酵母菌活性消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量減少；酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH降低．因此圖2曲線中能正確表示實驗結(jié)果的是②③．
（2）①由題意知，該實驗的自變量是酵母菌是否煮沸，因變量是刻度玻璃管液面高度．
②實驗剛開始，甲裝置中的酵母菌進行有氧呼吸，消耗氧氣與釋放的二氧化碳的量相等，氣球體積不變，所以刻度玻璃管液面不變化，此時有氧呼吸的反應式為C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量．乙裝置中的酵母菌已經(jīng)被加熱殺死，不進行呼吸作用，所以刻度玻璃管液面也不變化．
③一段時間后，甲裝置中的酵母菌進行無氧呼吸，釋放二氧化碳，氣球體積增大，刻度玻璃管液面上升．
故答案應為：
（1）線粒體內(nèi)膜     葡萄糖和水     ②③
（2）①酵母菌是否煮沸     刻度玻璃管液面高度
②C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂$\stackrel{酶}{→}$6CO₂+12H₂O+能量    乙中酵母菌死亡，不能進行細胞呼吸
③上升   甲中酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO₂使氣球體積增大

點評 本題結(jié)合實驗裝置圖，考查探究酵母菌細胞呼吸方式實驗，對于此類試題，需要考生注意的細節(jié)較多，如實驗的原理、實驗采用的試劑及試劑的作用、實驗現(xiàn)象等，需要考生在平時的學習過程中注意積累．