- ATP的主要来源——细胞呼吸
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下图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置。开始时锥形瓶中装满了质量分数为5%的蔗糖溶液,并在其中加入了适量的酵母菌,将装置密封并静置一段时间后记录下初始液面的数据,实验过程中液体会进入玻璃管,从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量。表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值。(单位:mL)
(1)该同学作了以下四种假设,你认为最合理的假设是_______。
A.温度对酵母菌有氧呼吸有影响 B.温度对酵母菌无氧呼吸有影响
C.氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响 D.氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响
(2)假设实验的过程中产生的气体在溶液中的溶解度很低,则表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的________的量。
(3)从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是______,实验过程中应该用______方法控制温度,不可直接加热。对于在90℃条件下的实验数据,你认为原因是_________。
(4)实验开始前,实验装置必须密封并静置一段时间,以便消耗装置中的____________。
(5)请写出该实验条件下酵母菌细胞呼吸的反应式:__________________。
正确答案
(1)B
(2)CO2
(3)35℃;水浴加热; 温度过高,酶的空间结构遭到破坏,失去活性
(4)O2 (5)
有两组同学分别利用酵母菌做了如下实验,请就他们的实验步骤、现象和结果,回答相应问题:
Ⅰ.第一组同学是利用下图所示的实验装置,进行相关问题的研究:
(1)利用该实验装置研究的问题是____________,酵母菌是本实验恰当的试材,因为_____________。
(2)观察1,2试管的颜色变化,一段时间后两个试管的实验现象是____________。本实验中选用BTB试剂检测的代谢产物是________,此外甲、乙试管中还分别有________物质生成。
(3)在制作葡萄酒的实验中,将葡萄浆加入发酵瓶的装量不要超过,此操作是依据上述实验___________。
Ⅱ.第二组同学是利用酵母菌,研究种群增长规律:
(1)本实验制备的5%葡萄糖溶液,须加热、冷却后再使用,原因是_______________。
(2)取A、B两个锥形瓶,各加入等量恒定容积的葡萄糖溶液,A组接种少量酵母菌,B组不做处理。本实验设置B瓶作为对照实验的目的是___________________。
(3)分别对A、B瓶进行_____取样,通过测定培养液的浑浊度,可估算酵母菌的______,进行取样计数之前,需将锥形瓶轻轻振荡几次,目的是_______________________。
(4)该组同学测定的数据如下表:
据表分析,酵母菌数量增加___________(填“是”或“否”)符合“J”型增长。影响该种群数量变化的原因______________________。
正确答案
Ⅰ.(1)探究酵母菌的呼吸方式 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存(是兼性厌氧型)
(2)均变黄,2号试管较1号试管黄色更深 CO2 甲试管产生的酒精(C2H5OH)、乙试管产生的水(H2O)
(3)酵母菌在有氧时代谢旺盛,增殖快,在无氧时发酵产生 酒精
Ⅱ.(1)消灭杂菌和防止温度过高酵母不能生存
(2)排除无菌葡萄糖溶液浑浊度变化对实验结果的影响
(3)定期 种群数量 使培养液中的酵母菌均匀分布,以减少实验中的计数误差
(4)否 由于食物、空间有限及排出的有毒物质和反复取样过程中的污染,都会限制酵母菌种群数量的增长
下图为测定保温桶内温度变化的实验装置示意图。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。
材料用具:保温桶(500mL)、灵敏温度计、活性干酵母、质量分数为5%的无菌葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设:酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下放出热量更多。
(1)取A、B、C、D四个相同装置设计实验如上,请补充上表中内容(注:+表示需要进行该步骤的操作,-表示不需要进行该步骤操作):
请在下列各项的横线上以“+”、“-”表示相关步骤是否需要操作:①.____;②._____;③._____;④._____。
(2)C装置加入煮沸并冷却的葡萄糖溶液的主要目的是________、________,加入石蜡油铺满液面,这是控制实验的________变量。
(3)设置C、D组的主要目的是___________。
(4)与B组实验不同,将A组实验装置置于摇床上匀速摇动的目的还可以____________。
(5)实验预期:在适宜条件下实验,0.5h后记录实验结果,若装置A、B、C、D温度大小关系最可能是:____________(填“<”“=”或“>”表示),则假设成立。
正确答案
(1)①.- ②.+ ③.- ④.+
(2)加热可以除去葡萄糖溶液中的溶氧 冷却的主要目的是防止高温杀死酵母菌 自
(3)修正因外界环境因素(如温度、气压等)改变而导致装置温度的改变,使实验数据更为准确
(4)提高溶氧量
(5)C=D
为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,请根据所给的实验材料和用具设计实验。
(1)实验目的:探究酵母菌的呼吸作用类型。
(2)实验原理:酵母菌如果只进行有氧呼吸,即需氧型,则吸收的02量与放出的CO2量相等;如果只进行无氧呼吸,即厌氧型,则不吸收O2,能放出CO2;如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,即兼性厌氧型,则吸收的O2量小于放出的CO2量。
(3)实验材料和用具:酵母菌培养液、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、玻璃板两块、l00mL烧杯4个、两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。
(4)实验方法:将实验材料和用具按照下图配好实验装置。如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验,请在方框内绘出相应的装置图,并注上必要的文字。
(5)请设计一个表格并在表格中写出实验可能出现的结果及相关结论。
正确答案
(4)
说明:强调等量的酵母菌培养液和用等量的清水代替NaOH溶液,观察红色液滴的移动情况。
(5)
果酒的制作离不开酵母菌,酵母菌通过有氧呼吸使种群数量增加,无氧呼吸的结果产生酒精。为了探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,请根据所给的实验材料和用具设计实验。
实验目的:探究酵母菌的呼吸作用类型。
实验原理:酵母菌是兼性厌氧型微生物,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,但产物不同。实验材料和用具:酵母菌培养液、带橡皮塞的玻璃瓶两只、100mL的烧杯4个、两根弯曲的带有红色液滴的刻度玻璃管,NaOH溶液、清水、凡士林。(提示:假设酵母菌培养液中以葡萄糖作为呼吸底物)
实验方法:
(1)将实验材料和用具按下图所示(装置1)安装好。
(2)如果想得到实验结论还必须同时设计另一个实验,请指出另一个实验装置(装置2)应如何设计_____。
(3)结果预测和结论:(可用表格表示或文字表述)_________________________。
正确答案
(2)实验装置2:用等量清水代替NaOH溶液,其他条件同装置1。
(3)结果预测和结论:
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。请据题分析作答:
(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:
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)。有氧条件下的装置序号:___________;无氧条件下的装置序号:______________。
②.装置中c瓶的作用是: ______________ 。
(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:
正确答案
(1)①.c→a→b(或“c→b→a→b”) d→b ②.吸收空气中CO2,排除其对实验结果的干扰(其他合理答案亦可)
(2)①.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。 ②.①向左移动 ④.向右移动 ⑤.向左移动
回答下列有关酵母菌的问题:
(1)酵母菌以葡萄糖为呼吸底物,在某O2浓度条件下,测得一定时间内,CO2释放量为VxmL,O2吸收量为VymL。
①.若Vx>Vy,表明酵母菌进行细胞呼吸的方式为________________。
②.若Vx/Vy=_______________,表明酵母菌既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸时,两种呼吸方式消耗了等量的葡萄糖。
(2)为探究酵母菌中是否含有蔗糖酶。某同学进行了如下表实验:
①.请写出操作项目A、B:(填“注入酵母菌提取液1mL”或“注入蔗糖酶溶液1mL”);
A:注入________________________。
B:____________________________。
②.若试管1的结果为___,表明酵母菌中含有蔗糖酶。
③.试管4中还需进行序号______(填“1”、“2”、“3”或“4”)的操作。
④.本实验中不需要进行的操作是序号__________。
⑤.本实验的原理是____________________________________。
正确答案
(1)①.既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 ②.4/3
(2)①.注入酵母菌提取液1mL 50℃~65℃温水加热2分钟 ②.砖红色(砖红色沉淀) ③.2 ④.4 ⑤.蔗糖是非还原糖,蔗糖酶催化蔗糖水解生成还原糖,还原糖与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀
某同学利用下图中的装置进行酵母菌无氧呼吸实验:
步骤为:
①取10%葡萄糖溶液30mL注入三角瓶中,置于35℃水浴中预热。
②取干酵母3g,放入15mL、35℃的温水中化开后,倒入三角瓶中,充分振荡摇匀。
③迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡。用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口,使玻璃导管伸入右面试管的溶液底部。
④几分种后,观察实验结果。
请回答下列问题:
(1)用液体石蜡密封液面的目的是___________;三角瓶中加入葡萄糖溶液的目的是__________。
(2)试管中有气泡出现,石灰水_____________________;打开瓶塞,可以闻到酒精的气味,产生酒精的总反应式________________,此过程在酵母细胞的__________中完成。
正确答案
(1)为酵母菌提供无氧环境 为酵母菌提供呼吸作用的原料
(2)变混浊 化学反应方程式(略) 细胞质基质
某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计的如下实验装置。实验中,先向气球中加入10mL酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有20℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20℃的恒温水浴中,记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。试回答:
(1)为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,应设计一对照实验,对照实验装置与上述装置相比,不同之处是将气球中的酵母菌培养液换成________培养液。
(2)实验开始30min后烧杯内液面没有发生变化,原因是____________,如果要确认气球内酵母菌有没有进行无氧呼吸,可以检测发酵液中是否含有_____________。
(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度,应作两处调整,分别是:
①.第一处调整:_________________________;
②.第二处调整:_________________________。
正确答案
(1)加热煮沸后冷却的酵母菌(或不含酵母菌的)
(2)酵母菌只进行了有氧呼吸 酒精
(3)①.气球中不注入氧气 ②.取若干相同装置,并置于不同温度的恒温水浴锅中
某学校生物兴趣小组利用酵母菌开展相关的探究实验。
(1)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。
①.在实验中,如果血球计数板的一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取的措施是_______。对于压在小方格界线上的酵母菌,正确的计数方法是________。
②.下表是某小组记录的实验结果:
从表中的数据可以得出结论:酵母菌的种群数量呈______型增长。第4天开始,酵母菌种群数量增长基本停止,根据所学的知识推测影响酵母菌种群数量增长的环境因素:______________(举一例)。
(2)该小组在上述实验的基础上,继续探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式的影响,得到如下实验结果。
据表可知:实验的自变量是_________。在氧气浓度为c时,酵母菌进行_________呼吸。
正确答案
(1)①.增加稀释倍数 计数相邻两边及夹角 ②.“S” 营养物质、代谢废物、pH、温度或溶氧量等(答案合理即可)
(2)氧浓度 无氧呼吸和有氧
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