Question

【題目】某校生物興趣小組要探究酵母菌通過呼吸產生等量CO2時，有氧和無氧條件下消耗葡萄糖量的多少。他們將相同的無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無氧氣）,按下圖裝置進行實驗。當測定甲、乙裝置中CaC03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（已知濾液中葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過）、濾液1和濾液2等，繼續完成探究實驗。

實驗步驟：

①將一定量的濾液1倒入U形管的A側并標記，同時將________________；

②一段時間后觀察________的變化。

實驗結果預測和結論：

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________，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 葡萄糖溶液濃度、溫度、pH、培養液量、酵母菌的量等 細胞質基質 線粒體 將等量的濾液2倒入U形管的B側并標記 （兩側）液面高度 A側液面上升,B側液面下降（A側液面高） A側液面下降,B側液面上升（B側液面高） 兩側液面高度相同

【解析】

分析題圖：裝置甲和裝置乙的單一變量是有無氧氣，裝置甲中通入氧氣，酵母菌進行有氧呼吸，裝置乙中沒有通入氧氣，酵母菌進行無氧呼吸。此外，裝置甲和裝置乙中的澄清石灰水用于檢測細胞呼吸產生的二氧化碳。

（1）本實驗的目的是探究酵母菌細胞在有氧和無氧的條件下產生等量CO2時，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問題，所以甲、乙兩組的實驗變量是有無氧氣。因而實驗中需控制的無關變量主要有溫度、PH、培養液量、培養液濃度等。
（2）酵母菌有氧呼吸第二階段產生CO2的場所是線粒體，無氧呼吸第二階段產生CO2的場所是細胞質基質，所以酵母菌產生CO2的場所是細胞質基質和線粒體。
（3）本實驗的目的是探究產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氧呼吸多。實驗原理：濾液中的葡萄糖不能通過U形管底部的半透膜，其余物質能通過。
①探究實驗應遵循單一變量原則，因此需將等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管A、B兩側。即將一定量的濾液1倒入U形管的A側并標記，同時將等量的濾液2倒入U形管的B側并標記。
②一段時間后觀察兩側液面的高度。

實驗結果和結論：

由于葡萄糖不能通過半透膜，所以A側和B側液面的變化是反應物濾液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向葡萄糖含量多的一側擴散。A側液體發生了有氧呼吸，B側液體發生了無氧呼吸，①若A側液面上升，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側液面與B段液面高度相同，則有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。