Question

某科研小组培养酵母菌并探究其呼吸方式，设置两组实验，甲组通气培养，乙组密封培养。请回答下列有关问题：

（1）检测两组实验CO₂的产生情况，把甲组和乙组实验的排气管分别通入两瓶石灰水溶液中，两瓶检测液出现的共同现象是____________，不同之处是____________。

（2）给甲组实验通入¹⁸O₂，酵母菌呼吸作用产生的物质中，含^l8O的是____________。

（3）图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线：

①曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是____________；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为____________。

②在T₁~T₂时段，葡萄糖量迅速下降的主要原因是____________。

③假设乙醇曲线和葡萄糖曲线的交点产生乙醇和消耗葡萄糖的摩尔数相等，那么有氧呼吸产生的CO₂是无氧呼吸产生的CO₂的____________倍。

（4）呼吸作用反应物也会影响呼吸作用，其影响大小通常用单位时间内释放CO₂与吸收O₂的比率来表示。若反应物为丙酮酸时释放CO₂与吸收O₂的比值为X，反应物为葡萄糖时的比值为Y，根据有氧呼吸有关过程，比较X与Y的大小关系是：X____________（填“大于”“等于”或“小于”）Y。

Answer

变混浊 甲快乙慢 二氧化碳、水 细胞质基质和线粒体 有氧呼吸和无氧呼吸 酵母菌数量增多 3 大于

【解析】

酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸产生C02和H20，又能进行无氧呼吸产生酒精和C02。

（1）检测两组实验CO2的产生情况有两种方法：如果用石灰水检测，把甲组和乙组实验的排气管分别通入两瓶石灰水溶液中，由于有氧呼吸和无氧呼吸均能够产生二氧化碳，因此两瓶检测液都会变混浊，但是有氧呼吸释放的二氧化碳多，因此甲快乙慢；如果用溴麝香草酚蓝溶液检测，两瓶检测液都会变黄，同样由于有氧呼吸产生的二氧化碳多，因此甲变色快；

（2）给甲组实验通入O18的氧气，该氧气参与有氧呼吸第三阶段产生水（含有放射性）；具有放射性的水又会参与有氧呼吸的第二阶段并且产生二氧化碳，因此二氧化碳中也会含有O18；

（3）①图中AB段这一区间，无乙醇产生，因此可推断它只进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和线粒体；BC段，乙醇开始产生并逐渐增多，酵母菌数量仍在继续增加（有氧呼吸的结果），因此可推断这一区间内的细胞，既进行无氧呼吸，也同时进行有氧呼吸；

②T1～T2时段，一方面，酵母菌数量多，分解掉的葡萄糖量增多（主要原因）；另一方面，酵母菌进行无氧呼吸，因无氧呼吸释放的能量少，故达到维持酵母菌正常生命活动所需能量时需消耗的葡萄糖的量大大增加；

③假设此时产生的乙醇为x，据无氧呼吸的反应式可知此时消耗的葡萄糖为X/2，同时产生的CO2也为X；因乙醇和消耗葡萄糖的摩尔数相等，则用于有氧呼吸的葡萄糖为X/2，据有氧呼吸反应式可知，此时有氧呼吸产生的CO2为3X，即有氧呼吸产生的CO2是无氧呼吸产生的CO2的3倍；

④葡萄糖进行有氧呼吸第一阶段时产生丙酮酸和[H]，因此葡萄糖氧化分解时，消耗的氧气的量较丙酮酸氧化分解消耗的氧气要多，但两者产生的二氧化碳的量相等；因此，反应物是丙酮酸时的呼吸商比反应物为葡萄糖时的呼吸商要高，即X＞Y。