Question

6．某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO₂时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题．他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按如图甲、乙装置实验．当测定甲、乙装置中CaCO₃沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2．请分析回答：

（1）甲、乙两组的自变量是有无氧气，实验中需控制的无关变量主要有温度、PH、培养液量、培养液浓度等（至少写出两个）．
（2）酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体．
（3）利用图丙提供的U型管（已知滤液中的葡萄糖不能通过U型管底部的半透膜，其余物质能通过）、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：
实验步骤：
①将等量的滤液1和滤液2分别倒入U型管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察两侧液面的变化．
实验结果预测和结论：
①如果A侧液面上升（“上升”、“下降”），B侧液面下降（“上升”、“下降”），则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A侧液面下降，B侧液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B两侧液面高度相同，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多．

Answer 1

分析 分析实验装置：装置甲和装置乙的单一变量是有无氧气，装置甲中通入氧气，酵母菌进行有氧呼吸，装置乙中没有通入氧气，酵母菌进行无氧呼吸．此外，装置甲和装置乙中的澄清石灰水用于检测细胞呼吸产生的二氧化碳．

解答 解：（1）本实验的目的是探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO₂时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题，所以甲、乙两组的实验变量是有无氧气．因而实验中需控制的无关变量主要有温度、PH、培养液量、培养液浓度等．
（2）酵母菌有氧呼吸时产生CO₂的场所是线粒体，无氧呼吸时产生CO₂的场所是细胞质基质，所以酵母菌产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体．
（3）本实验的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比无氧呼吸多．实验原理：滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过．
①探究实验应遵循单一变量原则，因此需将等量的滤液1和滤液2分别倒入倒入U形管A、B两侧．
②一段时间后观察（两侧）液面的变化．
实验结果预测和结论：
①如果A侧液面上升，B侧液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果A侧液面下降，B侧液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多．
故答案为：
（1）有无氧气    温度、PH、培养液量、培养液浓度等　
（2）细胞质基质和线粒体　
（3）①等量　②两侧液面
实验结果预测和结论：
①上升，下降
②A侧液面下降，B侧液面上升
③A、B两侧液面高度相同

点评 本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式及相关的探究实验，这就要求考生明确实验的目的，能正确区分实验的自变量和因变量，掌握探究实验的原理，并能据此完善实验步骤和预测实验现象和得出实验结论．