Question

某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”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)，按下图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO₃沉淀量相等时，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、乙两组的实验变量是    ，实验中需控制的无关变量主要有 ____。

(2)酵母菌产生CO₂的场所有 _________________________________________。

(3)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取    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    的变化。

实验结果预测和结论：

① _______________________________________________________________；

② _______________________________________________________________；

③ _______________________________________________________________。

Answer

(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)实验步骤：

①等量 ②(两侧)液面

实验结果预测和结论：

①若A侧液面上升，B侧液面下降，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少

②若A侧液面下降，B侧液面上升，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多

③若A、B两侧液面高度相等，说明有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多

【解析】(1)从实验装置上看，甲装置与乙装置的区别是甲通无菌氧气，乙保持无氧环境。实验过程中除有无氧气外，其他条件均应保持一致，避免实验误差。

(2)酵母菌是兼性厌氧生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，有氧呼吸CO2在线粒体内生成，无氧呼吸则在细胞质基质中生成。

(3)实验设计所遵循的基本原则是等量、对照和单一变量原则。在U形管两侧分别加入等量的滤液1和滤液2，做好标记，一段时间后观察两侧液面的变化。液面高的葡萄糖浓度高，相应的呼吸方式消耗葡萄糖就少，反之就多。