Question

【題目】某校生物興趣小組要探究酵母菌通過呼吸作用產生等量CO2時，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖量的多少。他們將等量的相同濃度的無菌葡萄糖溶液與等量少許酵母菌混勻后密封(瓶中無氧氣），按如圖裝置進行實驗。當測定甲、乙裝置中CaCO3沉淀相等時，撤去裝置，將甲、乙兩錐形瓶中的溶液分別用濾菌膜過濾，除去酵母菌，得到濾液1和濾液2。請分析回答：

(1)甲、乙兩組實驗的自變量是__________，實驗中需控制的無關變量主要有___________。

(2)酵母菌產生CO2的場所是_______________。

(3)請你利用提供的U形管、濾液1和濾液2等，完成探究實驗（已知濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質均能通過）。

Ⅰ.實驗步驟：

①將等量的濾液1和濾液2分別加入U形管的A、B兩側，并標記液面高度；

②一段時間后觀察__________________________的變化。

Ⅱ.實驗結果預測和結論：

①如果A側液面_____________,B側液面_____________，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；

②如果A側液面_____________，B側液面____________，則無氧呼吸消耗的葡萄糖少；

③如果_____________，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。

Answer 1

【答案】 有無氧氣 溫度、PH培養液量、培養液濃度 細胞質基質,線粒體 （兩側）液面高度 上升 下降 下降 上升 A、B兩側液面高度不變

【解析】試題分析：理清有氧呼吸和無氧呼吸的過程、滲透作用的相關知識，由題意準確把握實驗目的，據此以“甲、乙裝置的差異”為切入點，找出實驗變量（自變量、因變量、無關變量），結合實驗步驟圍繞實驗設計應遵循的原則，補充并完善實驗步驟，進而對實驗結果進行預測。

(1)依題意和圖示分析可知：甲裝置的錐形瓶中持續通入無菌O2，用來探究有氧呼吸產生的CO2量；乙裝置的錐形瓶密封，瓶中無氧氣，用來探究無氧呼吸產生的CO2量。因此甲、乙兩組實驗的自變量是有無氧氣。實驗的溫度、pH、培養液量、培養液濃度等均屬于無關變量，需加以控制相同且適宜。

(2) 酵母菌在進行細胞呼吸時，CO2產生于無氧呼吸的第二階段和有氧呼吸的第二階段，其場所依次為細胞質基質和線粒體基質。

(3) Ⅰ.實驗步驟：

②依據已給出的不完善的實驗步驟可知，本實驗的因變量是：一段時間后觀察A、B兩側液面高度。

Ⅱ.實驗結果預測和結論：

①若有氧呼吸消耗的葡萄糖少，則濾液1中葡萄糖的濃度高于濾液2，相同時間內，由A側進入B側的水分子少于由B側進入A側的水分子， A側液面上升，B側液面下降。

②若無氧呼吸消耗的葡萄糖少，則濾液1中葡萄糖的濃度低于濾液2，相同時間內，由A側進入B側的水分子多于由B側進入A側的水分子， A側液面下降，B側液面上升

③若有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多，則濾液1中葡萄糖的濃度等于濾液2，相同時間內，由A側進入B側的水分子等于由B側進入A側的水分子， A、B兩側液面高度不變。