Question

酵母菌、大腸桿菌等微生物是遺傳學(xué)上常用的實(shí)驗(yàn)材料之一，在生物技術(shù)上應(yīng)用廣泛．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）與其他生物相比，微生物代謝非常旺盛，其原因是

 

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（2）圖1是一研究酵母菌呼吸作用的實(shí)驗(yàn)裝置，A燒杯溶液中是酵母菌和煮沸后冷卻的葡萄糖液，表面覆蓋石蠟；B試管內(nèi)有某種溶液．據(jù)圖回答問(wèn)題：
①實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生氣體，驗(yàn)證該氣體一般采用溶液．用煮沸又冷卻了的葡萄糖液，并在其表面覆蓋一層液體石蠟，是為了

 

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②寫(xiě)出裝置A內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的方程式：

 

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（3）圖2表示在有限容器中培養(yǎng)大腸桿菌的生長(zhǎng)曲線．
①ab段大腸桿菌的增長(zhǎng)

 

（填“是”或“不是”）“J”型增長(zhǎng)曲線嗎？試分析原因：

 

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②圖中bc段表示大腸桿菌數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，但cd段出現(xiàn)快速下降，其原因是

 

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（4）某生物興趣小組為了探究不同量的氧氣與酵母菌有氧呼吸強(qiáng)度的關(guān)系，請(qǐng)根據(jù)圖3實(shí)驗(yàn)裝置中的相關(guān)信息，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格．（要求：表格中要注明自變量、因變量）

 

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Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)氧呼吸的概念與過(guò)程,有氧呼吸的過(guò)程和意義,測(cè)定某種微生物的數(shù)量

專題：

分析：（1）細(xì)胞體積越小，相對(duì)表面積越大，物質(zhì)交換的速率越快；
（2）分析題圖1 可知，該圖是研究酵母菌無(wú)氧呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置，酵母菌無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳和酒精，檢測(cè)二氧化碳的方法是用溴麝香草酚藍(lán)水溶液或澄清的石灰水進(jìn)行檢測(cè)；
（3）題圖2是酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線，ab段酵母菌數(shù)量增長(zhǎng)的原因是此階段營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較為豐富，細(xì)胞代謝產(chǎn)生的有毒物質(zhì)較少，出生率大于死亡率，隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，種群的出生率減小，死亡率增大，出生率與死亡率相等，該階段大腸桿菌數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，即圖中bc段，隨著容器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)一步消耗，大腸桿菌自身代謝廢物的積累等都導(dǎo)致該種群的死亡率進(jìn)一步增大，出生率進(jìn)一步減小，結(jié)果出生率小于死亡率，種群數(shù)量快速下降，即 圖中的cd段；
（4）圖3是探究不同量的氧氣與酵母菌有氧呼吸強(qiáng)度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)的自變量是氧氣的含量，可以用橡皮球吹起的時(shí)間的長(zhǎng)短，控制不同的氧氣濃度，因變量是產(chǎn)生二氧化碳的多少，可以用石灰水的渾濁程度進(jìn)行檢測(cè)．

解答： （1）細(xì)胞體積越小，相對(duì)表面積越大，物質(zhì)交換的速率越快，微生物與其他生物相比個(gè)體小，相對(duì)表面積大，物質(zhì)交換快，微生物代謝非常旺盛．
（2）①由題意可知，圖1 是一研究酵母菌呼吸作用的實(shí)驗(yàn)裝置，用煮沸又冷卻了的葡萄糖溶液，煮沸是為了滅菌，消除葡萄糖溶液中的微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，冷卻是為了防止高溫殺死酵母菌菌種，在酵母菌和煮沸后冷卻的葡萄糖液表面覆蓋一層液體石蠟的目的是隔絕氧氣，使酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，由于酵母菌無(wú)氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生了二氧化碳，檢測(cè)二氧化碳的方法是用溴麝香草酚藍(lán)水溶液或澄清的石灰水進(jìn)行檢測(cè)．
②裝置A中的酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式是：
（3）分析圖2可知，該曲線表示在有限容器中培養(yǎng)大腸桿菌的種群數(shù)量生長(zhǎng)曲線，①大腸桿菌是在有限容器中培養(yǎng)，種群增長(zhǎng)率是先增大后減小，不符合“J”型增長(zhǎng)曲線的特點(diǎn)，不是“J”型增長(zhǎng)曲線．
②bc段表示大腸桿菌數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，該階段酵母菌的出生率與死亡率相等，cd段由于容器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，大腸桿菌自身代謝廢物的積累等都導(dǎo)致該種群的死亡率進(jìn)一步增大，出生率進(jìn)一步減小，結(jié)果出生率小于死亡率．種群數(shù)量快速下降．
（4）分析題意可知，本實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同量的氧氣與酵母菌有氧呼吸強(qiáng)度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的自變量是氧氣的含量，用橡皮球吹起的時(shí)間的長(zhǎng)短，控制不同的氧氣濃度，因變量是石灰水的渾濁程度，因此根據(jù)圖3實(shí)驗(yàn)裝置中的相關(guān)信息，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格如下：

橡皮球吹氣時(shí)間（min）（自變量）	10	20	30	40	50
石灰水變渾濁程度（因變量）

故答案應(yīng)為：
（1）微生物個(gè)體小，相對(duì)表面積大，物質(zhì)交換快
（2）①CO₂ 溴麝香草酚藍(lán)水溶液或澄清的石灰水      防污染、隔絕氧氣
②
（3）①不是    大腸桿菌是在有限容器中培養(yǎng)，不符合“J”型增長(zhǎng)曲線的條件．
②容器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，大腸桿菌自身代謝廢物的積累等都導(dǎo)致該種群的死亡率大于出生率
（4）

橡皮球吹氣時(shí)間（min）（自變量）	10	20	30	40	50
石灰水變渾濁程度（因變量）

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是物質(zhì)代謝速率與細(xì)胞體積的關(guān)系，探究酵母菌呼吸方式，探究酵母菌呼吸強(qiáng)度與氧氣濃度的關(guān)系，酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線，分析題干信息和題圖明確實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量是解題的突破口，對(duì)于實(shí)驗(yàn)變量的控制是解題的關(guān)鍵．