Question

下图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。

材料用具：保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度0．1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。

（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：

（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是         ，这是控制实验的         变量。

（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤:

（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：          （用“<、=、>”表示），则假设成立。

Answer

（1）①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母

（2）去除氧气 自

（3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母 （4）A>B>C

【解析】本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则，因此①处应填：不加入石蜡油，②处应填：加入10g活性干酵母；

（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量；

（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，④不加入活性干酵母；

（4）因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。

【考点定位】在《探究酵母菌的呼吸方式》基础上的拓展，考查考生对实验变量的控制方法的运用

【名师点睛】本题是在《探究酵母菌的呼吸方式》基础上的拓展，考查考生对实验变量的控制方法的运用。

实验是要“探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况”，根据实验的假设可以知道这里不同的条件是“有氧”与“无氧”两种。也就是说有无氧气是实验的自变量，是实验过程中需要进行操纵的。从表中给予的步骤可以确定，装置B中步骤三“加入石蜡油，铺满液面”的目的是隔入空气中的氧气的，也就是说B组是控制无氧的环境，以观察实验中能量释放情况的。所以实验A组肯定是用于观察有氧条件下呼吸作用释放能量的情况的，步骤三中应该不加入石蜡油，以让空气能与溶液中的酵母菌接触。根据题目给予的条件，步骤一中AB两组操作也是不相同的，B组对葡萄糖溶液进行了煮沸的处理。煮沸容易让我们考虑到其目的是否为除去溶液中的杂菌？但如果是以此为目的话，则A、B两组都必须进行同样的操作，否则实验的变量就不单一了。而现在A、B两组不同的操作，提示我们这也是一个对自变量的操纵：B组煮沸可以去掉葡萄糖溶液中的氧气，以保证初始状态下酵母菌就能在无氧条件下进行呼吸。由此可见；本实验中对自变量的操纵包括两个环节：在步骤一中是对起始葡萄糖溶液中氧气的控制；步骤三是对实验过程中溶液中氧气的控制。除这两个步骤外，步骤二的操作必须是相同的，以避免无关变量对实验结果的干扰。

第（3）小题中“要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量”，“呼吸作用”就成了实验的自变量。Ｂ装置中酵母菌是可以进行呼吸作用的，那么需要设置的C组当然就应该是不进行呼吸作用的。与B组相比，步骤二中不加入酵母菌，其余的操作都应该与B保持相同。

总之，实验过程中要注意自变量的唯一性与取值范围，无关变量的排除可以通过设置对照、等量操作、预处理、初测等方法来实现，还要注意因变量的检测及记录（表格或图形）等。