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。请分析作答： 

（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：

请根据实验目的选择装置序号，用字母和箭头连接（装置可重复使用）。有氧条件下的装置连接___________________；无氧条件下的装置连接_______________________。 

（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），探究酵母菌的细胞呼吸类型。 

①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请预测与结论相符合的现象，并填写下表：        

序号	装置中红色液滴的移动现象	结论
装置Ⅱ	装置Ⅲ
1	A____	不动	只进行有氧呼吸
2	B____	C____	只进行无氧呼吸
3	D____	E____	既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸

③若用装置Ⅱ、Ⅲ同时开展实验，发现一段时间中，装置Ⅱ液滴移动3格刻度后停止不动，装置Ⅲ的液滴移动了6格刻度，则这段时间装置Ⅱ中酵母菌无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖的比例是_________。

Answer

c→a→b（或c→b→a→b） d→b 装置Ⅲ用等量清水代替NaOH溶液，其他设计与装置Ⅱ相同 A左移 B不动 C右移 D左移 E右移 6∶1

【解析】

由题文描述和图示分析可知，本题考查学生对细胞呼吸的过程、探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验等相关知识的识记和理解能力，以及能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订能力并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理能力。

(1)探究酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸产生CO2，可利用CO2使澄清石灰水变浑浊的原理来检测CO2。为保证b锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致，通入a瓶的空气需先经过c瓶中的10%的NaOH溶液以除去空气中的CO2，可见，有氧条件下的装置连接为c→a→b（或c→b→a→b）。探究酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生CO2，不需要通入空气，所以其装置连接为d→b。

(2) ①图Ⅱ装置中加入NaOH溶液的作用是吸收酵母菌细胞呼吸产生的CO2，红色液滴移动的距离是细胞进行有氧呼吸消耗的O2引起装置内的气体压强减小导致，表示的是O2消耗量，只能确定酵母菌是否进行有氧呼吸，而不能测定是否进行无氧呼吸，因此为了能探究酵母菌细胞的呼吸类型，还应设计一套装置Ⅲ。与装置Ⅱ相比，装置Ⅲ需用等量清水代替NaOH溶液，其他设计与装置Ⅱ相同。

②装置Ⅲ中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸消耗的O2量与产生的CO2量的差值。若酵母菌只进行有氧呼吸，则O2的吸收量与释放的CO2量相等，装置Ⅲ的气体压强不变，因此红色液滴不移动；释放的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ中的气体压强减少，因此装置Ⅱ中的红色液滴左移，即A左移。若酵母菌只进行无氧呼吸，则不消耗O2，但释放CO2，因此装置Ⅱ的气体压强不变，红色液滴不移动，即B不移动，但装置Ⅲ的气体压强增大，红色液滴右移，即C右移。若酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则O2的消耗量小于CO2的释放量；装置Ⅱ中的气体压强因释放的CO2被NaOH溶液吸收而减少，红色液滴左移，即D左移；装置Ⅲ中的气体压强因释放CO2量多于消耗O2的量而增大，因此红色液滴右移，即E右移。

(3) ③综上分析，若装置Ⅱ液滴移动3格刻度、装置Ⅲ的液滴移动了6格刻度，则这段时间内，酵母菌进行有氧呼吸产生的O2量的相对值为3，消耗的葡萄糖的相对值为1/2；酵母菌进行无氧呼吸释放的CO2量的相对值为6，消耗的葡萄糖的相对值为3。可见，装置Ⅱ中酵母菌无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖的比例是6∶1。