Question

8．兩個(gè)生物興趣小組分別對(duì)酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)分析作答：
（1）甲興趣小組想探究的具體問(wèn)題是：酵母菌是否在有氧、無(wú)氧條件下均能產(chǎn)生CO₂．現(xiàn)提供若干套（每套均有數(shù)個(gè)）實(shí)驗(yàn)裝置如圖Ⅰ（a～d）所示：

①請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號(hào)，用字母和箭頭連接（裝置可重復(fù)使用）．有氧條件下的裝置連接c→a→b（或c→b→a→b）；無(wú)氧條件下的裝置連接d→b．
②b瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液代替，預(yù)測(cè)代替后最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是由藍(lán)變綠再變黃．
（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(xì)胞呼吸類型．
①想得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論還必須同時(shí)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)問(wèn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)該裝置編號(hào)為Ⅲ）如何設(shè)計(jì)？裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置Ⅱ相同．
②請(qǐng)預(yù)測(cè)與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫下表：

序號(hào)	裝置中紅色液滴的移動(dòng)現(xiàn)象		結(jié)論
	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
1	a左移	不動(dòng)	只進(jìn)行有氧呼吸
2	不動(dòng)	b右移	只進(jìn)行無(wú)氧呼吸
3	c左移	d右移	既進(jìn)行有氧呼吸，有進(jìn)行無(wú)氧呼吸

③若用裝置Ⅱ、Ⅲ同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間中，裝置Ⅱ液滴移動(dòng)3格刻度后停止不動(dòng)，裝置Ⅲ的液滴移動(dòng)了6格刻度，則這段時(shí)間裝置Ⅱ中酵母菌無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的比例是6：1．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：
Ⅰ．（1）在探究酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO₂時(shí)，檢驗(yàn)產(chǎn)生的CO₂可以用澄清的石灰水，在向裝置中通入空氣時(shí)，為排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，需要先通過(guò)10%的NaOH溶液除去CO₂，所以實(shí)驗(yàn)裝置的順序?yàn)镃→A→B（或C→B→A→B）；在無(wú)氧條件下，不需要通入不含CO₂的空氣，所以裝置只需要D→B即可．
Ⅱ．（2）在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型時(shí)，可以根據(jù)液滴是否移動(dòng)及移動(dòng)方向來(lái)判斷細(xì)胞呼吸的類型．在設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將10%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他設(shè)計(jì)同裝置若酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，消耗氧氣，產(chǎn)生的CO₂被NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置Ⅱ內(nèi)氣壓下降，a液滴左移；若酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，不消耗氧氣，產(chǎn)生的CO₂被NaOH溶液吸收，不會(huì)引起裝置Ⅱ內(nèi)氣壓的改變，液滴不動(dòng)，而裝置Ⅲ液滴d右移；若既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則裝置Ⅱ釋放的二氧化碳被NaOH吸收，而吸收氧氣使壓強(qiáng)下降，故裝置Ⅱe左移，而裝置Ⅲ由于無(wú)氧呼吸和有氧呼吸都產(chǎn)生二氧化碳，故吸收的氧氣量小于釋放的二氧化碳，則裝置Ⅲf右移．

解答 解：（1）①有氧呼吸需要的裝置是c→a→b，氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳；無(wú)氧呼吸的裝置是d→b．
②b瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液代替，預(yù)測(cè)代替后最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是由藍(lán)變綠再變黃．
（2）①遵循實(shí)驗(yàn)單一變量原則，裝置Ⅲ除用等量清水代替氫氧化鈉溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置Ⅱ相同．
②因?yàn)闅溲趸�鈉可以吸收產(chǎn)生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移動(dòng)，Ⅲ不動(dòng)說(shuō)明消耗的氣體和產(chǎn)生的氣體量相等，應(yīng)只進(jìn)行有氧呼吸．如果Ⅱ不動(dòng)說(shuō)明沒(méi)有消耗氧氣，而Ⅲ右移說(shuō)明產(chǎn)生了二氧化碳，應(yīng)是只進(jìn)行無(wú)氧呼吸．如果Ⅱ向左移動(dòng)，Ⅲ向右移，說(shuō)明既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸．
③酵母菌消耗的O₂為3mol，則有氧呼吸產(chǎn)生的CO₂為3mol，消耗葡萄糖的量為0.5mol．因此無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO₂為9-3=6mol，消耗葡萄糖的量為3mol．故酵母菌無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖的比例是6：1．
故答案為：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）    d→b
②溴麝香草酚藍(lán)水溶液    由藍(lán)變綠再變黃
（2）①裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與裝置Ⅱ相同
②a左移     b右移   c左移   d右移      
③6：1

點(diǎn)評(píng) 本題考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，意在考查學(xué)生能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力．