Question

【題目】酵母菌是一種單細胞真菌，與人類生產 、生活實際關系密切。回答下列有關酵母菌的問題：

（1）某同學將酵母菌細胞研磨成勻漿，離心后得到上清液和沉淀物，在有氧氣存在的條件下，往沉淀物中加入葡萄糖，沒有CO2和ATP產生；而往沉淀物中加入丙酮酸后，馬上就有CO2和ATP產生，則沉淀物中必定含有____________，不含有_______________。（填細胞結構名稱）。

（2）圖甲為某同學繪制的細胞呼吸部分過程的示意圖，圖中可以在酵母菌細胞質基質中發生的過程是________________，只能在線粒體中發生的過程是__________；人在劇烈運動時產生的CO2來源于圖中的_______過程。（都填序號）

（3）現有一瓶含酵母菌的葡萄糖溶液，通入不同濃度的氧氣后，其產生的酒精和CO2的量如圖乙所示（假定每個酵母菌利用葡萄糖的速率相同），在氧濃度為a時，______%的酵母菌進行無氧呼吸。

（4）下圖是探究酵母菌呼吸方式的實驗裝置圖。錐形瓶Ⅱ中發生的總反應方程式是______________________。為了探究b裝置中酵母菌是否能進行無氧呼吸，除了圖中的檢測方法外，還可使用______________________________檢測有無_________的生成。若實驗開始時錐形瓶Ⅱ和Ⅳ中接種的酵母菌數量相等，理論上，實驗結束時酵母菌數量較多的是錐形瓶______。酵母菌進行無氧呼吸的反應方程式為 __________________。

Answer 1

【答案】線粒體 細胞質基質 ③④⑤ ① ① 60 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量 酸性條件下的重鉻酸鉀溶液 酒精 Ⅱ C6H12O62CO2+ 2C2H5OH

【解析】

本題是對有氧呼吸過程和無氧呼吸過程反應式的考查，有氧呼吸的總反應式和各階段的反應式：

總反應式：

第一階段（在細胞質基質中）：

第二階段（線粒體基質中）： ；

第三階段（線粒體內膜上）：

無氧呼吸的反應式是：

第一階段（在細胞質基質中）：

第二階段（在細胞質基質中）：

分析題圖甲可知：物質X為丙酮酸和[H]，過程①是有氧呼吸第二、三階段（場所在線粒體基質和內膜），②③無氧呼吸第二階段（場所在細胞質基質），④細胞呼吸第一階段（場所在細胞質基質），⑤ATP的合成（場所在細胞質基質、線粒體內膜和基質）。

分析題圖乙中曲線：在氧濃度為a時，酵母菌既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，酵母菌無氧呼吸產生的酒精是6。根據無氧呼吸的反應式可知，無氧呼吸產生的二氧化碳也是6；根據有氧呼吸相對總反應式可知，有氧呼吸產生的二氧化碳則是18-6=12；進而可計算出無氧呼吸消耗的葡萄糖是3，有氧呼吸消耗的葡萄糖是2。

熟悉實驗裝置圖：a裝置是探究酵母菌的有氧呼吸的裝置，Ⅰ錐形瓶中裝的A溶液為NaOH溶液，可以吸收空氣中的CO2，排除空氣中CO2對實驗結果的影響；Ⅱ和Ⅳ錐形瓶中裝的都是葡萄糖和酵母菌的培養液；Ⅲ和Ⅴ錐形瓶中裝的都是用于檢測酵母菌細胞呼吸產生的CO2。b是探究酵母菌無氧呼吸的裝置，由于其中含有部分空氣，所以要過一段時間再進行檢測，以完全消耗掉裝置中的O2，形成無氧環境。

（1）根據酵母菌有氧呼吸各階段的反應可知，在有氧氣存在的條件下，沉淀物中加入丙酮酸有CO2和ATP產生，說明沉淀物中含有線粒體；往沉淀物中加入葡萄糖，沒有CO2和ATP產生，說明不含有細胞質基質。

（2）根據酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸各階段的反應可知，圖中可以在酵母菌細胞質基質中發生的過程是③無氧呼吸第二階段、④無氧呼吸第一階段和⑤ATP的合成；只能在線粒體中發生的過程是過程①是有氧呼吸第二、三階段；人在劇烈運動時產生的CO2來源于有氧呼吸第二階段，即在圖甲中的①過程。

（3）根據前面的分析可知，在氧濃度為a時，酵母菌既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，其中無氧呼吸消耗的葡萄糖是3，有氧呼吸消耗的葡萄糖是2，所以其中葡萄糖有3/（3+2）=60%用于無氧呼吸。

（4）根據前面的分析可知，錐形瓶Ⅱ中發生的是酵母菌有氧呼吸，其總反應方程式：；為了探究b裝置中酵母菌是否能進行無氧呼吸，還可使用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液檢測有無酒精的生成。由于酵母菌有氧呼吸功能充分，酵母菌繁殖速度快，所以同樣條件下，錐形瓶Ⅱ中酵母菌數量更多。酵母菌進行無氧呼吸的反應方程式：。