题目内容

12．生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验，回答：

Ⅰ．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）．
有氧条件下的装置序号：c→a→b（或c→b→a→b）；无氧条件下的装置序号：d→b．
②装置中c瓶的作用是：吸收空气中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．
Ⅱ．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），探究酵母菌的细胞呼吸类型．
（1）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）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）请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号
 		装置中红色液滴的移动现象结论
 
装置Ⅱ装置Ⅲ
1①向左移②不移动只进行有氧呼吸
2③不移动④向右移只进行无氧呼吸
3⑤向左移⑥向右移既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
（3）若酵母菌消耗的O2为3mol/L，而释放的CO2为9mol/L，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．

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． 装置如下：

在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型．在设计对照实验时，可以将10%的NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ内气压下降，a液滴左移；若酵母菌只进行无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，不会引起装置Ⅱ内气压的改变，液滴不动，而装置Ⅲ液滴b右移；若既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置Ⅱ释放的二氧化碳被NaOH吸收，而吸收氧气使压强下降，故装置Ⅱa左移，而装置Ⅲ由于无氧呼吸和有氧呼吸都产生二氧化碳，故吸收的氧气量小于释放的二氧化碳，则装置Ⅲd右移．

解答 解：（1）①据分析可知，有氧呼吸需要的装置是c→b→a→b，则无氧呼吸的装置是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．若b瓶中澄清的石灰水用溴麝香草酚蓝水溶液代替，则颜色变化为由蓝变绿再变黄．
（2）（1）想得到实验结论还必须同时设置对照实验，遵循实验单一变量原则，对照实验装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同．
（2）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．如果Ⅱ不动说明没有消耗氧气，而Ⅲ右移说明产生了二氧化碳，应是只进行无氧呼吸．如果Ⅱ向左移动，Ⅲ向右移，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸．
（3）若酵母菌消耗的O2为3mol/L，而释放的CO2为9mol/L，根据有氧呼吸1葡萄糖～6氧气～6二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖为0.5mol/L，释放的CO2为3mol/L；无氧呼吸释放的CO2为9-3=6mol/L，根据无氧呼吸1葡萄糖～2二氧化碳，无氧呼吸消耗葡萄糖为6÷2=3mol/L，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍．
故答案为：
（1）①c→a→b（或c→b→a→b）；    d→b
②吸收空气中CO2，排除其对实验结果的干扰（其他合理答案亦可）；
溴麝香草酚蓝水溶液（错别字不给分）
（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）①向左移     ④向右移       ⑤向左移     ⑥向右移
（3）6

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．

练习册系列答案
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