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(共37张PPT)
第11讲　第2课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式、
影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
考点一 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
夯实基础 精研教材
1.实验原理
变浑浊
溴麝香草酚蓝
灰绿色
2.实验设计思路——对比实验
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+　　　溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示。
葡萄糖
(3)检测酒精的产生
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧条件和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生　　　　　　　　　。
酒精和CO2
教材深挖
1.装置乙中,要将B瓶封口放置一段时间后,再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶的原因是
　。
2.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应,在鉴定酒精时,避免葡萄糖对颜色反应的干扰的方法是
　 　。
B瓶刚封口后,还有氧气存在,酵母菌进行有氧呼吸,一段时间后,B瓶中的氧气消耗完,再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶,可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水
将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖
易错排查
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式时,将葡萄糖溶液煮沸,可去除溶液中的O2。
(　　)
2.对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的。(　　)
3.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量。(　　)
4.培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成。(　　)
√
√
×
×
思维探究 考教衔接
某同学利用“液滴移动法”探究酵母菌细胞呼吸的方式,请回答有关问题。
装置一
装置二
(1)若装置一中的红色液滴左移,装置二中的红色液滴不动,则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是　　　　　。
(2)若装置一中的红色液滴不移动,装置二中的红色液滴右移,则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是　　　　　。
有氧呼吸
无氧呼吸
(3)若装置一中的红色液滴左移,装置二中的红色液滴右移,则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是　　　　　 　　　　　。
有氧呼吸和无氧呼吸
实验现象 细胞呼吸类型
装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 　　　 　　　　　　　　　
不动 右移 　　　　　　　　　　 　
左移 右移 　　　　　　　　　 　　 　　　
左移 不动 　　　 　　　　　　　　　　　
②由于环境变化也会影响液滴移动,为使实验结果准确,除减少无关变量的干扰,应如何设置对照实验
　。
(4)若用萌发的种子代替酵母菌,利用“液滴移动法”探究萌发种子细胞呼吸的方式。
①请完善下列表格内容:
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸　
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
再设置对照装置三,用“煮熟的种子”代替“萌发的种子”,其余均相同
考法练透 素养提升
考法一　探究酵母菌细胞呼吸的方式实验分析
1.(2024·山东聊城三模)某同学进行了关于酵母菌细胞呼吸的4组实验,如下表所示。8小时后,分别取4组等量的培养液并滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。下列说法正确的是(　　)
实验① 用50 mL含酵母菌的培养液,破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时
实验② 用50 mL含酵母菌的培养液,破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)通气培养8小时
实验③ 用50 mL含酵母菌的培养液,无氧培养8小时　
实验④ 用50 mL含酵母菌的培养液,通气培养8小时
A.本实验的自变量是酵母菌细胞的完整性,温度和pH是无关变量
B.四组实验中,实验①和③为对照组,实验②和④为实验组
C.四组实验中都会有ATP产生,但实验④中产生的ATP最多
D.实验①中培养液与酸性重铬酸钾溶液反应产生的灰绿色较实验③深
答案 C　
解析 该实验的自变量是酵母菌细胞的完整性及是否通入氧气,其他变量都是无关变量,A项错误;实验①与实验②都是实验组,相互对照,实验③和实验④也都是实验组,相互对照,B项错误;四组实验都能产生ATP,但只有实验④细胞结构完整,且进行的是有氧呼吸,所以其产生的ATP最多,C项正确;实验①:用50 mL含酵母菌的培养液,破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时,由于含有细胞质基质中的酶,可以进行无氧呼吸产生酒精,但是酶溶于培养液中,浓度低,且其活性易受产物影响,产生的酒精较少,实验③:用50 mL含酵母菌的培养液,无氧培养8小时,该组酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精量较多,与实验①培养液相比,实验③培养液与酸性重铬酸钾溶液反应呈现的灰绿色较深,D项错误。
考法二　探究生物细胞呼吸方式
2.呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前,着色液滴均停留在初始位置,然后关闭活塞,在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离,设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　　)
装置一
装置二
A.若测得x=50 mm,y=-50 mm,则该发芽种子的呼吸熵是2
B.若发芽种子仅进行有氧呼吸,且呼吸熵小于1,则分解的有机物中可能有脂肪
C.若呼吸底物为葡萄糖,装置一液滴右移
D.为保证数据的科学性,可增加放入灭活发芽种子的装置,其他条件不变
答案 C　
解析 若测得x=50 mm,y=-50 mm,则呼吸熵是100÷50=2,A项正确;由于脂肪中的H含量高,O含量低,若发芽种子仅进行有氧呼吸,且呼吸熵小于1,则分解的有机物中可能有脂肪,B项正确;若呼吸底物为葡萄糖,装置一液滴不会右移,C项错误;为使测得的x和y值更精确,可增加放入灭活发芽种子的对照装置,排除物理因素对实验结果的影响,D项正确。
考点二 影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
夯实基础 精研教材
1.内部因素
种类
不同
生长发育
较低
不同器官
大于
2.外部因素
(1)温度对细胞呼吸的影响
原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响　　　　　而影响细胞呼吸速率
应用:①零上低温储存食品;②大棚栽培:在夜间和阴天适当降温;③温水和面醒发快
酶的活性
(2)O2浓度对细胞呼吸的影响
原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对
　　　　　过程有抑制作用
应用:①中耕松土促进植物根部有氧呼吸;②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③在低氧条件下贮藏粮食、水果和蔬菜
图示分析:①O2浓度为0时,只进行　　　　　;②O2吸收曲线与CO2释放曲线重合以后(图中P点以后),只进行　　　　　;③O2吸收曲线与CO2释放曲线重合之前 (图中P点之前,不包括0点),既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸;④阴影部分的相对值表示　　　　　　 　　　　　　　　　　 无氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
不同氧气浓度下无氧呼吸过程中CO2的释放量　
(3)水分对细胞呼吸的影响
分析:①水是生物化学反应的介质,也是有氧呼吸的反应物;②在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢
应用:①粮食在入仓前要进行　　　　处理;②干种子萌发前进行　　　　处理
晾晒
浸泡
(4)CO2浓度对细胞呼吸的影响
原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会
　　　　细胞呼吸的进行
应用:适当增加CO2浓度,有利于水果和蔬菜的保鲜
抑制
教材深挖
(必修1 P95思考·讨论)包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是 　。
为伤口创造透气的环境,避免厌氧细菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈
易错排查
1.同一叶片在不同生长发育时期,其细胞呼吸速率有差异。(　　)
2.严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(　　)
3.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(　　)
4.温室大棚中,可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(　　)
5.皮肤破损较深的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清。(　　)
6.剧烈运动时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(　　)
√
×
×
√
√
×
思维探究 考教衔接
1.O2浓度对细胞呼吸的影响
(根据2023·山东卷情境设计)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,回答有关问题。
(1)甲曲线表示　　 　　,乙曲线表示　　 　　。
(2)O2浓度为b时,该器官进行的细胞呼吸类型是　　　　　,理由是
　 　。
(3)O2浓度为b时葡萄糖消耗速率比O2浓度为a时葡萄糖消耗速率　　　(填“大”“小”或“一样大”)。
CO2释放量
O2吸收量
有氧呼吸
在细胞呼吸底物为葡萄糖的情况下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量相等
小
2.(根据2021·河北卷情境设计)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是　　　　　。
①荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
②荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制
③气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
④气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
①③④
考法练透 素养提升
考法一　影响细胞呼吸因素的分析
1.(2024·江西南昌模拟)科研人员为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响,进行了相关实验,结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.据图分析,苹果贮存的适宜条件是低温和无氧
B.5%O2浓度条件下,苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质
C.20%~30%O2浓度范围内,影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度
D.在O2充足的条件下,O2参与反应的场所是细胞质基质和线粒体内膜
C
解析 据图分析,苹果贮存的适宜条件是低温和低氧,A项错误;5%O2浓度条件下,苹果细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质,B项错误;20%~30%O2浓度范围内,不同温度条件下CO2的相对生成量均达到相对稳定且各不相同,此时影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度,C项正确;在O2充足的条件下,苹果细胞进行有氧呼吸,O2参与反应的场所是线粒体内膜,D项错误。
2.(2024·山东卷改编)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法错误的是(　　)
A.P点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.Q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
C
解析 P点时乙醇脱氢酶活性开始下降,说明自P点开始无氧呼吸减弱,即此时胚突破了种皮的限制,A项正确;Ⅰ阶段的O2快速消耗,且种皮限制O2进入种子,使子叶的O2供应不足,有氧呼吸受到抑制,B项正确;Ⅲ阶段O2抑制了种子的无氧呼吸,合成乙醇的速率逐渐下降,C项错误;Q处种子无氧呼吸与有氧呼吸被氧化的NADH相等,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D项正确。
考法二　细胞呼吸原理的应用
3.(2024·吉林长春模拟)甘薯又称“红薯”,有古文记载了甘薯的贮藏要领:“藏种之难,一惧湿,一惧冻”“欲避冰冻,莫如窖藏”。对于上述贮藏要领的理解,下列叙述最准确的是(　　)
A.在潮湿环境中,细菌易在甘薯表面大量繁殖,使甘薯容易腐烂
B.在冰冻环境中,甘薯细胞中的结合水易结冰,会对细胞造成机械伤害
C.窖藏过程中,甘薯细胞有氧呼吸所产生的能量大部分储存在腺苷三磷酸中
D.窖藏过程中,需要提供严格的无氧条件以减少呼吸作用消耗有机物
A
解析 在潮湿环境中,细菌容易在甘薯细胞表面繁殖,进而侵染甘薯,使甘薯容易腐烂,故“藏种之难,一惧湿”,A项符合题意;在冰冻环境中,甘薯细胞中的自由水易结冰,会对细胞造成机械伤害,B项不符合题意;窖藏过程中,甘薯细胞有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,C项不符合题意;窖藏过程中,应在低氧条件下保存甘薯,一方面抑制无氧呼吸,另一方面有氧呼吸较弱,使有机物的消耗减少,D项不符合题意。
聚焦表达 回扣落实
1.(原因分析类)同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱,其内部原因最可能是 　 。
2.(学以致用类)低氧胁迫会降低农作物的产量,请结合所学知识写出改善或防止低氧胁迫的措施: 　 (答出两点即可)。
同一植株的底部叶片衰老,与呼吸作用相关的酶活性降低
①加强田间管理,及时排除积水;②在播种前要结合当地气候条件和灌溉条件,选择适宜的作物种植;③及时松土,提高土壤中氧气的含量,促进作物根系的生长;④合理使用化肥,多施农家(有机)肥,改善土壤板结;⑤改变灌溉方式
3.(科学探究类)体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能,如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,如短跑等。为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式,请写出大体实验思路。
将同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后,测定不同运动强度下的氧气消耗速率和血浆中乳酸含量。

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