题目内容

19．酵母菌是研究细胞呼吸常用的实验材料．请分析回答：

（1）酵母菌有氧呼吸过程中[H]在线粒体内膜处与氧结合生成水，水中的氢来自于反应物中的葡萄糖和水．适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如图1），图2曲线中能正确表示实验结果的是②③．
（2）某研究小组利用如图3所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究．图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度（假设水压对气体体积变化的影响忽略不计）．
实验步骤：
a．将10mL酵母菌培养液和10mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中．
b．将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图实验装置中．
c．两组装置均放入20℃恒温水浴中．从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度．
d．记录实验结果．
实验分析：
①该实验的自变量是酵母菌是否煮沸，因变量是刻度玻璃管液面高度．
②实验刚开始的短时间内，甲组装置的刻度玻璃管液面不发生变化．请写出相关的反应式：C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量；
实验刚开始的短时间内，乙组装置的刻度玻璃管液面也不发生变化．请分析原因：乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸．
③一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面上升，原因是甲中酵母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大．

分析 实验原理：
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌，即在有氧和无氧的条件下都能生存．在无氧或缺氧的条件下能进行无氧呼吸，在氧气充裕的条件下能进行有氧呼吸，因此便于用来研究细胞的呼吸方式．
（2）在探究活动中，需要设计和进行对比实验，分析有氧条件下和无氧条件酵母菌细胞的呼吸情况．
（3）CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．
（4）橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色．

解答 解；（1）酵母菌有氧呼吸过程中[H]与氧结合生成水是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上；[H]来自有氧呼吸过程中糖酵解和水与丙酮酸反应产生的[H]，因此水中的氢来自于反应物中的葡萄糖和水；适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，因此酒精浓度会逐渐升高然后达到平衡；酵母菌数量通过无氧呼吸增殖，因此数量先增加，当进一步发酵后，由于营养物质减少、酒精等代谢产物增加，酵母菌出生率小于死亡率，种群数量开始下降；酵母菌活性消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量减少；酵母菌无氧呼吸产生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH降低．因此图2曲线中能正确表示实验结果的是②③．
（2）①由题意知，该实验的自变量是酵母菌是否煮沸，因变量是刻度玻璃管液面高度．
②实验刚开始，甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气与释放的二氧化碳的量相等，气球体积不变，所以刻度玻璃管液面不变化，此时有氧呼吸的反应式为C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量．乙装置中的酵母菌已经被加热杀死，不进行呼吸作用，所以刻度玻璃管液面也不变化．
③一段时间后，甲装置中的酵母菌进行无氧呼吸，释放二氧化碳，气球体积增大，刻度玻璃管液面上升．
故答案应为：
（1）线粒体内膜     葡萄糖和水     ②③
（2）①酵母菌是否煮沸     刻度玻璃管液面高度
②C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量    乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸
③上升   甲中酵母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大

点评 本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．

练习册系列答案
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