Question

【題目】把酵母菌與葡萄糖的混合液搖勻，均分到兩個(gè)相同的密閉裝置甲和乙中（裝置中鐵絲網(wǎng)上鋪有分別用A液或B液浸潤(rùn)過(guò)的濕紗布），并將甲、乙裝置在相同且適宜的環(huán)境中放置相同時(shí)間。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在甲裝置中，A液為__________________（填水或10%NaOH溶液）時(shí)，一段時(shí)間后，紅色液滴左移，左移距離記為a；在乙裝置中，B液為__________________（填水或10%NaOH溶液）時(shí)，在與甲相同的時(shí)間內(nèi)，紅色液滴右移，右移距離記為b。

（2）此實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量_________________________________；設(shè)置乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量___________________________________。

（3）在這段實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，甲裝置中酵母菌產(chǎn)生的CO2總量為______（用記錄的字母表示）。

（4）若a=b，裝置中酵母菌無(wú)氧呼吸過(guò)程消耗的葡萄糖是有氧呼吸過(guò)程消耗的葡萄糖的______倍。

Answer 1

【答案】10%NaOH溶液 水 混合液中酵母菌有氧呼吸耗氧量 混合液中酵母菌無(wú)氧呼吸釋放的CO2量 a+b 3

【解析】

本題考查酵母菌的呼吸作用，酵母菌為兼性厭氧型生物，可以進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。圖示裝置中，由于有氧呼吸會(huì)吸收氧氣釋放二氧化碳，無(wú)氧呼吸不吸收氧氣但也會(huì)釋放二氧化碳，NaOH會(huì)吸收掉二氧化碳?xì)怏w，而水則不會(huì)，從而造成瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)的改變，使液滴移動(dòng)。我們可據(jù)此判斷酵母菌呼吸方式。

還要利用有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的兩個(gè)反應(yīng)式：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O，C6H12O6→2 CO2+2C2H5OH進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。

（1）在裝置中，酵母菌以葡萄糖為底物進(jìn)行呼吸作用。若濕紗布上浸潤(rùn)的液體為水，則酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，吸收氧O2，釋放CO2，根據(jù)有氧呼吸的總反應(yīng)式，吸收氧O2的體積等于釋放CO2的體積，瓶?jī)?nèi)氣壓不變，液滴不移動(dòng)；而酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)，不吸收O2，釋放CO2，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，液滴右移。若濕紗布上浸潤(rùn)的液體為10%NaOH溶液，則酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，吸收氧O2，釋放CO2（CO2會(huì)被NaOH吸收掉），瓶?jī)?nèi)氣壓減小，液滴左移；而酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)，不吸收O2，釋放CO2（CO2會(huì)被NaOH吸收掉），瓶?jī)?nèi)氣壓不變，液滴不移動(dòng)。所以會(huì)造成液滴左移的，只有濕紗布上浸潤(rùn)10%NaOH溶液時(shí)；而會(huì)造成液滴左移的，只有濕紗布上浸潤(rùn)水時(shí)。

（2）甲裝置中，移動(dòng)的距離a表示酵母細(xì)胞有氧呼吸消耗掉的O2體積，所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量混合液中酵母菌有氧呼吸耗氧量；乙裝置中，移動(dòng)的距離b表示酵母細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2體積，所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量混合液中酵母菌無(wú)氧呼吸釋放的CO2量。

（3）在這段實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，酵母菌產(chǎn)生的CO2總量為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩個(gè)過(guò)程中的總量，有氧呼吸可以通過(guò)甲裝置測(cè)得O2消耗量a，又根據(jù)有氧呼吸的總反應(yīng)式，O2的消耗量等于CO2的產(chǎn)生量；裝置乙與裝置甲為同等條件下的酵母菌呼吸對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)得該條件下酵母細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量b。故酵母菌產(chǎn)生的CO2總量為a+b。

（4）依題意，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式，酵母菌有氧呼吸耗氧量為a，則消耗的葡萄糖為1/6a,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳量為b，則消耗的葡萄糖為1/2b，若a=b，則裝置中酵母菌無(wú)氧呼吸過(guò)程消耗的葡萄糖是有氧呼吸過(guò)程消耗的葡萄糖的3倍。