Question

【題目】某校生物興趣小組在學習了課本實驗“探究酵母菌細胞的呼吸方式”后，想進一步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。他們進行了如下實驗：將無菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封(瓶中無氧氣)，按圖裝置進行實驗。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。請分析回答下列問題。

(1)甲、乙兩組的實驗變量是______________。

(2)酵母菌產生CO2的場所是____________________________。

(3)利用提供的U形管(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將等量的濾液1和濾液2分別倒入U形管的A、B兩側并標記；

②一段時間后觀察兩側液面的變化。

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__________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】有無氧氣 細胞質基質和線粒體 A側液面上升，B側液面下降 A側液面下降，B側液面上升 A、B兩側液面高度相同，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多

【解析】

有氧呼吸的總反應方程式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量

無氧呼吸的總反應方程式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量

（1）由題意可知，實驗目的為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。因此，實驗的自變量是有無氧氣，因變量是葡萄糖的量、無關變量是溫度、pH、培養液量、培養液濃度等。

（2）酵母菌無氧呼吸第二階段和有氧呼吸第二階段均會產生CO2，其中無氧呼吸第二階段發生在細胞質基質，有氧呼吸第二階段發生在線粒體基質。

（3）實驗目的：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。預測實驗結論：①有氧呼吸消耗的葡萄糖少；②有氧呼吸消耗的葡萄糖多；③有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多。可根據預測實驗結論反推實驗結果：①如果有氧呼吸消耗的葡萄糖少，則濾液1的葡萄糖濃度大于濾液2的葡萄糖濃度，水分子從B側通過半透膜進入A側，A側液面上升，B側液面下降。②如果有氧呼吸消耗的葡萄糖多，則濾液1的葡萄糖濃度小于濾液2的葡萄糖濃度，水分子從A側通過半透膜進入B側，A側液面下降，B側液面上升。③如果有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖一樣多，則濾液1的葡萄糖濃度等于濾液2的葡萄糖濃度，從A側進入B側的水分子數目等于從B側進入A側的，A、B兩側液面高度相同。