Question

【題目】某校生物興趣小組要探究酵母菌通過(guò)呼吸產(chǎn)生等量CO2時(shí)，有氧和無(wú)氧條件下消耗葡萄糖量的多少。他們將相同的無(wú)菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無(wú)氧氣）,按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)測(cè)定甲、乙裝置中CaC03沉淀相等時(shí),撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶中的溶液分別用濾菌膜過(guò)濾,除去酵母菌,得到濾液1和濾液2。請(qǐng)分析回答：

（1）甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)的自變量是________，實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量主要有________。

（2）酵母菌產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是________、________。

（3）請(qǐng)你利用提供的U形管（已知濾液中葡萄糖不能通過(guò)U形管底部的半透膜，其余物質(zhì)能通過(guò)）、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將一定量的濾液1倒入U(xiǎn)形管的A側(cè)并標(biāo)記，同時(shí)將________________；

②一段時(shí)間后觀察________的變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論：

①如果_______，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；

②如果_______，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；

③如果A、B兩側(cè)________，則有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。

Answer 1

【答案】有無(wú)氧氣 葡萄糖溶液濃度、溫度、pH、培養(yǎng)液量、酵母菌的量等 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 將等量的濾液2倒入U(xiǎn)形管的B側(cè)并標(biāo)記 （兩側(cè)）液面高度 A側(cè)液面上升,B側(cè)液面下降（A側(cè)液面高） A側(cè)液面下降,B側(cè)液面上升（B側(cè)液面高） 兩側(cè)液面高度相同

【解析】

分析題圖：裝置甲和裝置乙的單一變量是有無(wú)氧氣，裝置甲中通入氧氣，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，裝置乙中沒(méi)有通入氧氣，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸。此外，裝置甲和裝置乙中的澄清石灰水用于檢測(cè)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳。

（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究酵母菌細(xì)胞在有氧和無(wú)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(wèn)題，所以甲、乙兩組的實(shí)驗(yàn)變量是有無(wú)氧氣。因而實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量主要有溫度、PH、培養(yǎng)液量、培養(yǎng)液濃度等。
（2）酵母菌有氧呼吸第二階段產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線粒體，無(wú)氧呼吸第二階段產(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）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究產(chǎn)生相同二氧化碳的情況下酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比無(wú)氧呼吸多。實(shí)驗(yàn)原理：濾液中的葡萄糖不能通過(guò)U形管底部的半透膜，其余物質(zhì)能通過(guò)。
①探究實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入U(xiǎn)形管A、B兩側(cè)。即將一定量的濾液1倒入U(xiǎn)形管的A側(cè)并標(biāo)記，同時(shí)將等量的濾液2倒入U(xiǎn)形管的B側(cè)并標(biāo)記。
②一段時(shí)間后觀察兩側(cè)液面的高度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：

由于葡萄糖不能通過(guò)半透膜，所以A側(cè)和B側(cè)液面的變化是反應(yīng)物濾液1和濾液2中葡萄糖含量變化引起的，水分從葡萄糖含量少的一側(cè)向葡萄糖含量多的一側(cè)擴(kuò)散。A側(cè)液體發(fā)生了有氧呼吸，B側(cè)液體發(fā)生了無(wú)氧呼吸，①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；②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；③若A側(cè)液面與B段液面高度相同，則有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。