Question

14．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧条件和无氧条件下都能生存，常用于科学研究．某小组在注射器中加入3mL含酵母菌的培养液，吸入9mL空气后加塞密封（如图1所示），一段时间后，发现针管内的气体体积增加．请回答：

（1）在缺氧条件下生长的酵母菌，细胞中线粒体的数目会逐代减少．若用高倍显微镜观察这种变化，通常用健那绿染液将活细胞中的线粒体染成蓝绿色．
（2）吸取少量培养后的培养液，滴加适量的酸性重铬酸钾溶液，若溶液颜色变为灰绿色，则说明气体体积增加是由于酵母菌进行了无氧（“有氧”、“无氧”或“有氧和无氧”）呼吸．
（3）为排除气体体积增加是由外界环境条件改变引起，应在实验时增设一对照组同步实验．请描述对照组的设置另取一相同装置，将注射器中的含酵母菌的培养液换成等量的灭活的培养液，其他都相同．
（4）呼吸商（RQ）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（RQ=释放的二氧化碳体积：消耗的氧气体积）．

甲装置		乙装置
A1	A2	B1	B2
有色液滴不动	有色液滴左移5个单位	有色液滴左移5个单位	有色液滴左移10个单位

现利用甲（A₁，A₂）、乙（B₁，B₂）装置各两套进行实验，在氧气充足的情况下，分别测量等量蓖麻、玉米种子萌发过程中的气体变化情况，所测数据如表所示，则属于测量蓖麻种子的装置是A₂和B₂，蓖麻和玉米种子的呼吸商分别是0.5和1．

Answer 1

分析 酵母菌是兼性厌氧微生物，在氧气充足的情况下进行有氧呼吸产生二氧化碳和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，酒精在酸性条件下与重铬酸钾反应生成灰绿色，因此可以用酸性重铬酸钾溶液检测酒精；由于酵母菌呼吸过程中产生了二氧化碳因此注射器中气体体积会增加，为了排除气体体积增加是由外界环境条件改变引起，应该设置对照实验排除物理因素对气体变化的影响．

解答 解：（1）健那绿是线粒体的活体染色剂，观察线粒体时要用健那绿进行染色，在显微镜下观察．
（2）酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应呈灰绿色，因此可以用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌是否发生了无氧呼吸．
（3）分析题干信息可知，实验的目的是排除气体体积增加是由外界环境条件改变引起的，因此对照实验应该是另取一相同装置，将注射器中的含酵母菌的培养液换成等量的灭活的培养液，其它都相同；预期结果和结论：若对照组实验前后气体体积不变，表明气体体积增加不是外界环境条件改变引起的．
（4）玉米种子进行无氧呼吸产生乳酸，而蓖麻种子进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，甲装置放置了清水，不吸收二氧化碳，测量无氧呼吸，而乙装置放置了氢氧化钠，吸收二氧化碳，测量有氧呼吸，有色液滴不动，说明无氧呼吸产生乳酸，A₂为测量玉米种子的装置．B₂为测量蓖麻种子的装置，甲装置中A₂有色液滴左移5个单位，B₁有色液滴左移5个单位，说明总消耗氧气为5单位，而二氧化碳产生两为10单位，因此呼吸商为0.5；而玉米种子无氧呼吸不产生二氧化碳，因此呼吸商1．
故答案为：
（1）健那绿 蓝绿
（2）灰绿色 无氧
（3）另取一相同装置，将注射器中的含酵母菌的培养液换成等量的灭活的培养液，其他都相同
（4）A₂    B₂   0.5   1

点评 本题的知识点是酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸的过程，观察线粒体，酒精的检测方法，对于相关知识点的记忆是解题的关键，实验设计的对照原则和单一变量原则的应用是本题考查的重点．