Question

两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验，请分析回答：

（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO₂，现提供若干套（每套均有数个）实验装置如图I（a~d）所示。

①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。有氧条件下的装置顺序：______________________（用箭头和图中序号表示）；无氧条件下的装置顺序：_______________________（用箭头和图中序号表示）。

②装置中c瓶的作用是____________________________________________________,b瓶中澄清的石灰水还可用_________________________________代替。

③在温度和pH都相同的情况下，影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是___________。

（2）乙兴趣小组利用图II所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌细胞呼吸方式。

①要想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为III）如何设计？_______________________________________________________________

②若装置II中红色液滴向左移动，装置III中红色液滴不移动，说明酵母菌细胞呼吸方式是______________________。

③若酵母菌消耗的O₂为3mol/L，而释放的CO₂为9mol/L，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的____倍。

Answer

c→a→b(或c→b→a→b) d→b 吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰 溴麝香草酚蓝水溶液 氧气 装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同 进行有氧呼吸 6

【解析】

(1)在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时，检验产生的CO2可以用澄清的石灰水，在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO2，所以实验装置的顺序为C→A→B(或C→B→A→B)。在无氧条件下，不需要通入空气，所以装置只需要D→B即可。

(2)在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型。在设计对照实验时，可以将10% NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置Ⅱ。若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液呼吸，不会引起装置Ⅱ内气压改变，液滴不动。根据有氧呼吸的反应式可知，每消耗1 mol氧气产生1 mol CO2，消耗1/6 mol葡萄糖；根据无氧呼吸的反应式可知，每产生1 mol CO2需消耗1/2 mol葡萄糖。根据题目信息，消耗3 mol O2，释放CO29 mol，可知有氧呼吸产生CO2为3 mol，无氧呼吸产生CO2为6 mol。则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/2 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3 mol。故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。