Question

【题目】下图所示的是检测气压变化的密闭装置。反应瓶和中心小杯中放置有关实验材料和试剂，关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。课题小组同学利用该装置探究某种异养型微生物的细胞呼吸方式

(1)取甲、乙两套该密闭装置设计实验。请补充下表有关内容

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(2)将甲、乙装置均置于28℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60min后读数。请补充下表有关内容：

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Answer 1

【答案】①细胞呼吸O2的消耗量②（一定浓度）葡萄糖溶液、微生物悬浮各1mL③等量蒸馏水 ④只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸⑤不变⑥同时进行有氧呼吸和产生酒精、CO2的无氧呼吸⑦不变

【解析】

本实验是探究“异养微生物的细胞呼吸方式”，若只进行有氧呼吸，消耗的氧和产生的二氧化碳体积相等，如果中心小杯中放置氢氧化钠溶液，则可以吸收装置中的二氧化碳以及细胞呼吸产生的二氧化碳，装置中气体减少量即为有氧呼吸耗氧量。若中心小杯中放置蒸馏水，则装置中气体的变化表示呼吸产生的二氧化碳和消耗氧气的体积差。如无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳，则装置中的气体变化为有氧呼吸消耗氧和两种呼吸方式产生二氧化碳的体积差。

（1）①：由于中心小杯中放置了氢氧化钠溶液，可以吸收装置中的二氧化碳以及细胞呼吸产生的二氧化碳，故装置中的气体变化就可代表有氧呼吸消耗的氧气体积。

②③：由于无氧呼吸不消耗氧气，故为了检测无氧呼吸的强度，装置中的中心小杯中应放置与氢氧化钠等体积的蒸馏水，其它条件与甲组相同，故②为（一定浓度）葡萄糖溶液、微生物悬浮各1mL。③为等量蒸馏水。液面高度的变化表示细胞呼吸时二氧化碳的释放量和氧气消耗量的差值。

（2）一段时间后，若甲装置的液面上升，说明微生物进行了有氧呼吸，若乙装置的液面不变，说明细胞呼吸产生的二氧化碳的量和氧气消耗量相等，因此微生物只进行了有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，故④为只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。若只进行产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，则装置甲中氧气消耗量为0，故甲装置的液面高度不变，而乙装置由于无氧呼吸产生的二氧化碳使装置气压增大，即乙装置的液面下降，所以⑤为不变。若甲装置的液面上升，说明装置中氧气减少，微生物进行了有氧呼吸，若乙装置的液面下降，说明细胞呼吸时二氧化碳的释放量大于氧气的消耗量，故微生物既进行了有氧呼吸又进行了产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，故⑥为同时进行有氧呼吸和产生酒精、CO2的无氧呼吸。若微生物只进行产生乳酸的无氧呼吸，则两个装置中均没有气体变化，故装置甲、乙的液面高度均不变，即⑦为不变。