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。

③实验结果预测和结论：

a ____________________；

b ___________________ ；

c _________________ __。

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：a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； b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； c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）本实验是探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，因此甲、乙两组的实验变量是有无氧气，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）有氧呼吸的第二阶段产生CO2的场所是线粒体，无氧呼吸第二阶段产生CO2的场所是细胞质基质，因此酵母菌产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。（3）本实验的目的是探究酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖的量是否比无氧呼吸多．实验原理：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。①探究实验应遵循单一变量原则，因此需将等量的滤液1和滤液2分别倒入倒入U形管A、B两侧。②一段时间后观察（两侧）液面的变化。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；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；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。

【考点定位】渗透作用的原理、实验——探究酵母菌的呼吸方式

【名师点睛】注意实验设计应遵循的原则和设计思路：

1．应遵循单一变量原则，同时还要设置对照实验。

2．实验设计的一般思路：分析课题→把握原理→确认变量→设置对照→一般步骤。其关键：实验变量如何操纵、无关变量如何控制、反应变量如何检测。在此分析的基础上，设计步骤、预测结果并得出结论。