Question

9．两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如图的探究实验，请分析回答：

（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO₂，现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如图Ⅰ（a～d）所示．
①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）．有氧条件下的装置顺序：c→a→b（用箭头和图中序号表示）；无氧条件下的装置顺序：d→b（用箭头和图中序号表示）．
②装置中c瓶的作用是吸收空气中的CO₂，排除其对实验结果的干扰，b瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替．
③在温度和pH都相同的情况下，影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是氧气．
（2）乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌细胞呼吸方式．
①要想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为Ⅲ）该如何设计？装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
②若装置Ⅱ中红色液滴向左移动，装置Ⅲ中红色液滴不移动，说明酵母菌细胞呼吸方式是只进行需氧呼吸．
③若酵母菌消耗的O₂为3mol/L，而释放的CO₂为9mol/L，则酵母菌厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的6倍．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO₂时，检验产生的CO₂可以用澄清的石灰水，在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO₂，所以实验装置的顺序为c→a→b（或c→b→a→b）．在无氧条件下，不需要通入不含CO₂的空气，所以装置只需要d→b即可．

解答 解：（1）①有氧呼吸需要的装置是c→a→b，氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳．无氧呼吸的装置是d→b．
②氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳，排除对实验结果的干扰，b瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替．
③在温度和pH都相同的情况下，影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是氧气．
（2）①遵循实验单一变量原则，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
②因为氢氧化钠可以吸收产生的二氧化碳，如果Ⅱ向左移动，Ⅲ不动说明消耗的气体和产生的气体量相等，应只进行有氧呼吸．
③酵母菌有氧呼吸消耗的O₂为3mol/L，消耗葡萄糖的量是0.5mol，释放的CO₂为3mol/L；所以酵母菌无氧呼吸释放9-3=6mol/L的CO₂消耗葡萄糖的量是3mol．因此，酵母菌厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的3÷0.5=6倍．
故答案为：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）         d→b
②吸收空气中的CO₂，排除其对实验结果的干扰         溴麝香草酚蓝水溶液
③氧气
（2）①装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同
②只进行需氧呼吸      
③6

点评 本题考查细胞呼吸的相关实验设计，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力．