Question

12．生物興趣小組分別對酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn)，回答：

Ⅰ．①請根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實(shí)驗(yàn)的組裝要求排序（裝置可重復(fù)使用）．
有氧條件下的裝置序號：c→a→b（或c→b→a→b）；無氧條件下的裝置序號：d→b．
②裝置中c瓶的作用是：吸收空氣中CO₂，排除其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，b瓶中澄清的石灰水還可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液代替．
Ⅱ．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)置對照實(shí)驗(yàn)，請問對照實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)該裝置編號為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）請預(yù)測與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫下表：

序號	裝置中紅色液滴的移動(dòng)現(xiàn)象		結(jié)論
	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
1	①向左移	②不移動(dòng)	只進(jìn)行有氧呼吸
2	③不移動(dòng)	④向右移	只進(jìn)行無氧呼吸
3	⑤向左移	⑥向右移	既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸

（3）若酵母菌消耗的O₂為3mol/L，而釋放的CO₂為9mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：
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對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，需要先通過10%的NaOH溶液除去CO₂，所以實(shí)驗(yàn)裝置的順序?yàn)閏→a→b（或c→b→a→b）．在無氧條件下，不需要通入不含CO₂的空氣，所以裝置只需要d→b即可． 裝置如下：

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)方向來判斷細(xì)胞呼吸的類型．在設(shè)計(jì)對照實(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b右移；若既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸，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Ⅱa左移，而裝置Ⅲ由于無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Ⅲd右移．

解答 解：（1）①據(jù)分析可知，有氧呼吸需要的裝置是c→b→a→b，則無氧呼吸的裝置是d→b．
②氫氧化鈉的作用是吸收空氣中的二氧化碳，排除對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾．若b瓶中澄清的石灰水用溴麝香草酚藍(lán)水溶液代替，則顏色變化為由藍(lán)變綠再變黃．
（2）（1）想得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論還必須同時(shí)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，遵循實(shí)驗(yàn)單一變量原則，對照實(shí)驗(yàn)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）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)說明沒有消耗氧氣，而Ⅲ右移說明產(chǎn)生了二氧化碳，應(yīng)是只進(jìn)行無氧呼吸．如果Ⅱ向左移動(dòng)，Ⅲ向右移，說明既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸．
（3）若酵母菌消耗的O₂為3mol/L，而釋放的CO₂為9mol/L，根據(jù)有氧呼吸1葡萄糖～6氧氣～6二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖為0.5mol/L，釋放的CO₂為3mol/L；無氧呼吸釋放的CO₂為9-3=6mol/L，根據(jù)無氧呼吸1葡萄糖～2二氧化碳，無氧呼吸消耗葡萄糖為6÷2=3mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．
故答案為：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）；    d→b
②吸收空氣中CO₂，排除其對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾（其他合理答案亦可）；
溴麝香草酚藍(lán)水溶液（錯(cuò)別字不給分）
（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
（2）①向左移     ④向右移       ⑤向左移     ⑥向右移
（3）6

點(diǎn)評 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．