Question

17．某校生物兴趣小组要探究酵母菌通过呼吸产生等量CO₂时，有氧和无氧条件下消耗葡萄糖量的多少．他们将相同的无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按如图装置进行实验．当测定甲、乙装置中CaCO₃沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶中的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、乙两组实验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．
（2）酵母菌产生CO₂的场所是线粒体、细胞质基质．
（3）请你利用提供的U形管（已知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）、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形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察（两侧）液面高度的变化．
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．

Answer 1

分析 分析实验装置图：甲图通入无菌空气，说明其探究的是酵母菌的有氧呼吸，而乙图是密封装置，说明其探究的是酵母菌的无氧呼吸．图中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的CO₂，以免影响实验结果；澄清石灰水的作用是检测呼吸作用产生的二氧化碳．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）甲、乙两组实验的自变量是氧气的有无，温度、pH、培养液量、培养液浓度等都是需要控制的无关变量．
（2）酵母菌可以通过有氧呼吸或无氧呼吸作用产生CO₂，相关的场所是线粒体和细胞质基质．
（3）实验步骤：①实验要遵循单一变量原则，所以需要将等量的滤液1和滤液2分别倒入U型管A、B两侧并标记；②一段时间后观察液面的变化．
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，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      线粒体
（3）①等量     ②（两侧）液面高度
④A侧液面上升，B侧液面下降
⑤A侧液面下降，B侧液面上升
⑥液面高度相同

点评 本题综合考查酵母菌细胞呼吸方式的相关知识，意在考查学生理解所学知识的要点、识图分析能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．