關于“酵母菌細胞呼吸”的一道試題賞析

摘 要: 本文介紹了一道有關“酵母菌細胞呼吸”的一道高考模擬題，從解答、命題的角度進行了分析。

關鍵詞: 酵母菌細胞呼吸 實驗考查 命題

江蘇課改已經順利實施，新課程的理念深入人心，高中生物評價的側重也隨之變化，特別是加強了對實驗相關的考查。《江蘇省普通高中學業水平測試2010考試說明》把人教版教材必修一中的探究實驗——“探究酵母菌細胞呼吸方式”確定為C級最高的能級考查要求[1]。我在實踐過程中關注到一道實驗考查題，它先后出現在《南通、揚州、泰州三市2008屆高三第二次調研測試》和《鹽城市2010屆高三第一次調研測試》中，的確是一道緊貼新課程和2010年考試說明的好題。

1.試題呈現

酵母菌在氧氣充足條件下不能進行酒精發酵，有同學認為是氧氣抑制了酵母菌無氧呼吸，也有同學認為是有氧呼吸產生的ATP抑制了酵母菌無氧呼吸。請設計實驗探究酵母菌在氧氣充足條件下不能進行無氧呼吸的原因。供選的實驗試劑和用品:錐形瓶、酵母菌細胞(試劑1)、質量分數5%的葡萄糖溶液、酵母菌破碎后經離心處理得到的只含有酵母菌細胞質基質的上清液(試劑2)和只含有酵母菌細胞器的沉淀物(試劑3)、ATP溶液、蒸餾水、橡皮管夾若干、其他常用器材和試劑。完成下列實驗步驟:

(1)取錐形瓶等連接成如下裝置三套，依次編號為A、B、C。1號瓶錐形瓶中都加質量分數為10%的NaOH溶液，3號錐形瓶瓶中都加澄清的石灰水。

(2)A裝置的錐形瓶2中加入______;B裝置的錐形瓶2中加入?搖?搖?搖;C裝置的錐形瓶2中加入______。

(3)A、B、C三套裝置均先持續通入氮氣5min，去除錐形瓶中的氧氣，再將A、B、C三套裝置分別作如下處理:A套:______;B套:______;C套:______。

(4)將三套裝置放在溫度適宜(25—35℃)的相同條件下培養相同時間(8—10h)。

(5)觀察______，判斷是否進行無氧呼吸。預期實驗結果并得出相應結論:①______;②______;③______;④______。

2.試題解析與答案

2.1對照組和實驗組的設置

由題干第一句話可知本實驗包括2個部分，第一是確定是否是氧氣抑制了酵母菌的無氧呼吸，第二是確定是否是ATP抑制了酵母菌的無氧呼吸。兩部分實驗必須有兩組對照來分別說明，兩組對照實驗中的對照組其實是相同的，實際上只要設計三組即可，分別控制的條件是:A組無氧氣，不添加ATP溶液;B組有氧氣，不添加ATP溶液;C組無氧氣，添加ATP溶液。這樣A和B對照可以驗證ATP是否抑制了酵母菌的無氧呼吸，A和C對照可以驗證氧氣是否抑制了酵母菌的無氧呼吸。

2.2實驗材料的選擇

本實驗需要驗證的是無氧呼吸是否受其他因素的影響，判斷是否存在無氧呼吸的方法是利用澄清石灰水檢測二氧化碳的產生，所以不能存在有氧呼吸產生的二氧化碳的干擾，必須排除有氧呼吸。但是B組實驗必須有氧氣的通入，所以排除有氧呼吸只能從選材上進行，必須選擇只含有酵母菌細胞質基質的上清液(試劑2)進行實驗，試劑1和試劑3不能使用。

2.3實驗設計的其他注意事項

ABC三組中各種材料試劑條件應該遵循單一變量的原則，無關變量應該保證相同。C組添加ATP溶液，A組、B組不添加ATP溶液，只能添加等量的蒸餾水。B組通入氧氣，A組、C組不通入氧氣，受第(3)小題題干提示可以通入等量的氮氣來保證無氧環境。

2.4試題答案

(2)10mL試劑2、10mL質量分數5%的葡萄糖溶液、2mL蒸餾水;10mL試劑2、10mL質量分數5%的葡萄糖溶液、2mL蒸餾水;10mL試劑2、10mL質量分數5%的葡萄糖溶液、2mLATP溶液。

(3)持續通入氮氣;持續通入氧氣;持續通入氮氣。

(5)澄清石灰水是否變混濁;①A變混濁、B不變混濁、C變混濁，則酵母菌無氧呼吸受氧氣抑制，不受ATP抑制;②A變混濁、B變混濁、C不變混濁，則酵母菌無氧呼吸受ATP抑制，不受氧氣抑制;③A變混濁、B不變混濁、C不變混濁，則酵母菌無氧呼吸既受ATP抑制，又受氧氣抑制;④A變混濁、B變混濁、C變混濁，則酵母菌無氧呼吸既不受ATP抑制，又不受氧氣抑制。

3.對試題思考

高考對《探究酵母菌細胞呼吸方式》的考查要求較高，要求達到“在理解所列知識的基礎上，能在較復雜的情境中綜合用其進行分析、判斷、推理和評價”[1]的層次，但是關于這部分考查點的題目很難設計，不容易達到《考試說明》提出的要求。這道題目的設計新穎，難度偏高，巧妙地把探究性的實驗“拆分”為兩個部分，各個擊破;增加了材料選擇的考查，從材料選擇的角度去排除無關變量的影響，也是本題的獨到之處。

參考文獻:

[1]江蘇省教育考試院.2010年江蘇省普通高中學業水平測試(選修科目)說明物理化學生物.江蘇教育出版社，2009.