Question

某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”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。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许活性酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按下图装置实验。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____________。（至少写2个）

（2）利用提供的U形管（如图，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。

（3）实验步骤：

①将________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如果________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少。

②如果________________，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。

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侧液面上升，B侧液面下降

A侧液面下降，B侧液面上升

【解析】（1）本实验的目的是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，所以甲、乙两组的实验变量是有无氧气。因而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）酵母菌有氧呼吸时产生CO2的场所是线粒体，无氧呼吸时产生CO2的场所是细胞质基质，所以酵母菌产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。

（3）滤液1和滤液2属于无关变量，应等量。一段时间后通过观察两侧液面的变化。由于葡萄糖不能通过半透膜，所以A侧和B侧液面的变化反映滤液1和滤液2中葡萄糖含量。若A侧液面上升，B段液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；若A侧液面下降，B段液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；A侧液面与B段液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多：（1）本实验的目的是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，所以甲、乙两组的实验变量是有无氧气。因而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）酵母菌有氧呼吸时产生CO2的场所是线粒体，无氧呼吸时产生CO2的场所是细胞质基质，所以酵母菌产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。

（3）滤液1和滤液2属于无关变量，应等量。一段时间后通过观察两侧液面的变化。由于葡萄糖不能通过半透膜，所以A侧和B侧液面的变化反映滤液1和滤液2中葡萄糖含量。若A侧液面上升，B段液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；若A侧液面下降，B段液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；A侧液面与B段液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。

【考点定位】探究酵母菌的呼吸方式；细胞呼吸的过程和意义