解题思路:根据题意和图示分析可知:
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,不需要通入不含CO2的空气,所以装置只需要d→b即可. 装置如下:
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%的NaOH溶液换成蒸馏水,其他设计同装置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,a液滴左移;若酵母菌只进行无氧呼吸,不消耗氧气,产生的CO2被NaOH溶液吸收,不会引起装置Ⅱ内气压的改变,液滴不动,而装置Ⅲ液滴b右移;若既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,则装置Ⅱ释放的二氧化碳被NaOH吸收,而吸收氧气使压强下降,故装置Ⅱa左移,而装置Ⅲ由于无氧呼吸和有氧呼吸都产生二氧化碳,故吸收的氧气量小于释放的二氧化碳,则装置Ⅲd右移.
(1)有氧呼吸需要的装置是c→a→b,氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳.无氧呼吸的装置是d→b.
(2)氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳,排除对实验结果的干扰.
(3)d应封口放置一段时间后,再连通b,其原因是d封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完.再连通b,就可以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的.
(4)①遵循实验单一变量原则,装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠溶液外,其他设计与装置Ⅱ相同.
②因为氢氧化钠可以吸收产生的二氧化碳,如果Ⅱ向左移动,Ⅲ不动说明消耗的气体和产生的气体量相等,应只进行有氧呼吸.如果Ⅱ不动说明没有消耗氧气,而Ⅲ右移说明产生了二氧化碳,应是只进行无氧呼吸.如果Ⅱ向左移动,Ⅲ向右移,说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸.
(5)葡萄糖经过酵母菌代谢活动后变成酒精的化学反应式为:
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故答案为:
(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 溴麝香草酚蓝水溶液
(3)d封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完.再连通b,就可以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的
(4)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
②a向左移 d向右移 e向左移 f向右移
(5)
点评:
本题考点: 探究酵母菌的呼吸方式.
考点点评: 本题考查细胞呼吸的相关实验设计,意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力.