资源简介

(共32张PPT)
第三单元
细胞的代谢
考查内容
1.比较需氧呼吸和厌氧呼吸过程，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化(生命观念)
2.通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，熟悉酒精及二氧化碳等物质的检测方法(科学探究)
3.分析影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸在合理运动、食品生产及农业等方面的应用原理，养成合理锻炼的习惯(科学思维、社会责任)
活动：探究酵母菌的呼吸方式
1.实验目的
设计活动方案探究酵母菌细胞的呼吸方式。
2.实验原理
3.活动方案
(1)选择实验材料与器具。
(2)确定实验操作步骤与方法。
(3)确定观察与记录实验现象的方式。
4.方法步骤(参考方案)
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生，装置如图所示。
甲　 乙
(3)检测酒精的产生：从B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加5%重铬酸钾溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
(4)实验现象
(5)实验结论
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②在有氧条件下，________________；在无氧条件下，__________________________。
5.注意事项
(1)设计的活动方案要保证酵母菌________________的生活条件。
(2)检测酵母菌呼吸产物的方法，要能够区分出不同的呼吸方式。
(3)参考方案的甲装置中，要用质量分数为10%的NaOH溶液除去空气中的__________，以保证C瓶中澄清石灰水变浑浊是由______________________________所引起的。
(4)参考方案的乙装置中，要将D瓶封口________________后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶E，以确保锥形瓶D中的O2因酵母菌需氧呼吸而被消耗完。
组别 澄清石灰水的变化 1、2号两支试管的变化
甲组 ______________ 无变化
乙组 ______________ 出现灰绿色
变浑浊快
变浑浊慢
产生CO2多而快
产生酒精，还产生少量CO2
有氧或者无氧
CO2
酵母菌需氧呼吸产生的CO2
放置一段时间
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(　 　)
2.为检测酒精生成，应向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾。(　 　)
3.无氧运动比有氧运动更有利于控制体重。(　 　)
4.可在酵母菌和葡萄糖混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境。(　 　)
5.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量。(　 　)
√



√
考向1　探究酵母菌的呼吸方式
1.探究酵母菌的需氧呼吸
实验装置如图所示，甲瓶装入质量分数为10%的NaOH溶液，以吸收空气中的二氧化碳。乙瓶装入酵母菌培养液，在有氧条件下进行需氧呼吸。丙瓶装入澄清石灰水以检测细胞呼吸产生的二氧化碳。也可用0.1%溴麝香草酚蓝溶液检测细胞呼吸是否产生二氧化碳，在有二氧化碳时溶液由蓝色变成绿色再变成黄色。
2.探究酵母菌的厌氧呼吸实验装置如图所示，甲瓶装入酵母菌培养液，乙瓶装入澄清石灰水或0.1%溴麝香草酚蓝溶液以检测细胞呼吸产生的二氧化碳。可用5%重铬酸钾溶液检测细胞呼吸是否产生酒精，在酸性条件下橙色的重铬酸钾遇到酒精会变成灰绿色。甲瓶中溶液可用石蜡油或植物油覆盖以创造无氧环境。
例 1
(2023·浙江1月选考)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　 　)
A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【解析】探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，有无氧气是实验的自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度皆属于无关变量，A、B错误；消耗等量的葡萄糖，需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多，D错误。
C
例 2
(2025·台州期末)某同学利用如图所示装置用于探究酵母菌的细胞呼吸方式，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.实验开始时向甲瓶中加入酸性重铬酸钾以检测乙醇的生成
B.乙试管中澄清石灰水变浑浊可确定酵母菌只进行厌氧呼吸
C.温度计示数上升是因为葡萄糖中的能量大部分转换成热能
D.增加甲瓶中初始酵母菌的数量并不能提高乙醇的最大产量
D
【解析】酸性重铬酸钾检测乙醇，需取甲瓶中培养液(实验一段时间后，酵母菌进行厌氧呼吸产生乙醇 )，实验开始时加入的酸性重铬酸钾会与葡萄糖发生反应，干扰实验现象，无法达到实验目的，A错误；乙试管澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，但酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都产生二氧化碳 ，无法确定只进行厌氧呼吸，B错误；图示用石蜡油覆盖，表示是酵母菌进行厌氧呼吸，厌氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存于乙醇，而不是以热能散失，C错误；乙醇最大产量由葡萄糖总量决定(底物量有限)，增加酵母菌数量可加快反应速率，但不能提高底物总量，故乙醇最大产量不变，D正确。
考向2　影响细胞呼吸的因素及应用
1.细胞呼吸的影响因素
(1)内部因素
差异 遗传现象 生长发育时期 器官类型
不同种类或生存环境中的植物的呼吸速率存在差异，如阴生植物______阳生植物、旱生植物＜水生植物 同一植物在不同______________
时期呼吸速率不同，如幼苗期和开花期＞成熟期 同一植物的____________的呼吸速率存在差异，如生殖器官＞营养器官
根本
原因 ____________不同 基因在不同时间、空间的选择性表达
直接
原因 酶的种类、数量存在差异
＜
生长发育
不同器官
遗传信息
(2)外部因素
影响
因素 曲线 解读 在生产、
生活中的应用
温度 温度主要影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强 ①冰箱中果实和蔬菜的保鲜
②大棚蔬菜栽培时，夜间适当降温，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的
O2
浓度 ①O2浓度为0时只进行厌氧呼吸
②O2浓度为0~10%时，既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸
③O2浓度为10%以上时，只进行需氧呼吸 选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的厌氧呼吸
影响
因素 曲线 解读 在生产、
生活中的应用
CO2
浓度 增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效果，这可以从化学平衡的角度分析解释 增加CO2的浓度有利于蔬菜和水果的保鲜
水
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增强 种子的储藏，必须降低含水量，使细胞呼吸速率降至最低，以减少有机物的消耗
2.细胞呼吸原理应用的实例分析
例 3
(2025·宁波二模)马铃薯块茎中含有丰富的淀粉，营养价值高，但
储存不当容易导致块茎发芽或出现酸味甚至腐烂。某兴趣小组探究
了马铃薯需氧呼吸强度与O2浓度的关系，如图所示为其结果(低于b
点对应的O2浓度时会出现酸味)。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.a点时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸
B.b点对应的O2浓度比a点更有利于马铃薯的储存
C.c点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度高于细胞溶胶
D.d点时马铃薯块茎细胞呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质
【解析】a点时O2浓度较低，此时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，A正确；b点对应的O2浓度可有效抑制厌氧呼吸，但需氧呼吸强度与a点无显著差异，所以b点比a点更有利于马铃薯的储存，B正确；O2的运输属于扩散，从高浓度到低浓度，c点时，马铃薯细胞可以吸收O2进行需氧呼吸，因此c点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度低于细胞溶胶，C错误；d点时马铃薯块茎只进行需氧呼吸，细胞呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质，D正确。
C
例 4
(2025·台州模拟)细胞呼吸的原理在生活和生产中得到广泛的应用，下列活动与需氧呼吸无关的是(　 　)
A.中耕松土 B.制作酸奶
C.提倡慢跑 D.稻田定期排水
【解析】农田中耕松土能促进根细胞需氧呼吸，有利于主动转运，为矿质元素吸收供应能量，A错误；家庭制作酸奶是利用乳酸菌的厌氧呼吸产生乳酸，B正确；提倡慢跑：促进肌细胞需氧呼吸，防止厌氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀，C错误；稻田定期排水：促进水稻根细胞需氧呼吸，D错误。
B
课时作业
答案速对
第三单元 作业11　影响细胞呼吸的因素和探究实验
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B C B A A A 见答案
1.(2025·杭州模拟)食品保存有干制、高温、腌制等多种方法。下列叙述中，错误的是
(　 　)
A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B.巴氏消毒法可杀死食品中全部微生物，并可破坏食品中的酶类
C.鲜肉腌制通过添加食盐制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
D.地窖内低氧、低温的环境，可减少果蔬储存过程中的营养消耗
【解析】干制过程会降低食品的含水量，水是微生物生长和繁殖所必需的物质，含水量降低后，微生物不易生长和繁殖，从而延长食品的保存时间，A正确； 巴氏消毒法是在较低温度下，在规定的时间内，对食品进行加热处理，以杀死食品中的部分微生物，并尽可能减少对食品营养成分和风味的影响，不能杀死食品中全部微生物，也不会破坏食品中的所有酶类，B错误；鲜肉腌制时添加食盐，会使周围环境形成高渗环境。微生物细胞内的水分会通过渗透作用流向高渗环境，导致微生物细胞失水，从而抑制微生物的生长和繁殖，C正确；地窖内低氧的环境可以抑制果蔬的需氧呼吸，低温能降低果蔬细胞内酶的活性，从而减少果蔬储存过程中的营养消耗，D正确。
B
2.以酵母菌和葡萄糖为材料进行实验，装置如图所示。下列关于该实验的叙述，正确的是(　 　)
A.乙试管中的丙酮酸被氧化成乙醇和CO2
B.通过的空气应先除去CO2，以排除对实验结果的干扰
C.乙试管中酵母菌细胞呼吸产生的水中的氢全部来自葡萄糖
D.丙试管中酵母菌进行细胞呼吸时将葡萄糖中的能量大部分转化成热能
【解析】乙试管为需氧呼吸，丙酮酸被氧化成水和CO2，A 错误；乙试管中酵母菌细胞呼吸产生的水中的氢来自葡萄糖和水，C错误；丙试管中酵母菌进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量大部分储存在乙醇中，D错误。
B
3. (2025·金华模拟)某酒厂对比了密闭罐(氧气含量＜0.1%)与半密闭罐(氧气含量5%)中酿酒酵母的发酵效果，数据如表所示。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.密闭罐中酵母菌主要通过厌氧呼吸产生ATP
B.密闭罐中酵母菌线粒体功能比半密闭罐中的更弱
C.密闭罐中比半密闭罐中产生乙醇更多，能量利用率更高
D.密闭罐中与半密闭罐中丙酮酸代谢的终产物有所不同
【解析】密闭罐中氧气含量＜0.1%，氧气含量极低，酵母菌主要进行厌氧呼吸，厌氧呼吸过程中会产生ATP，A正确；半密闭罐中氧气含量相对较高(5%)，酵母菌可进行需氧呼吸，线粒体是需氧呼吸的主要场所，而密闭罐中酵母菌主要进行厌氧呼吸，线粒体功能比半密闭罐中的更弱，B正确；密闭罐中比半密闭罐中产生乙醇更多，厌氧呼吸相比需氧呼吸，能量大部分储存在未彻底氧化分解的产物如乙醇中，能量利用率更低，C错误；密闭罐中酵母菌主要进行厌氧呼吸，丙酮酸代谢终产物是乙醇和二氧化碳，半密闭罐中氧气含量相对较高，酵母菌可进行需氧呼吸，丙酮酸代谢终产物是二氧化碳和水，二者丙酮酸代谢的终产物有所不同，D正确。
发酵条件 乙醇产量/g·L－1 葡萄糖消耗量/g·L－1
密闭罐 12.3 18.5
半密闭罐 4.1 15.2
C
4.将等量且足量的银杏种子分别放在O2浓度不同的密闭容器中，一段时间后，测定O2的吸收量和CO2的释放量如表所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.银杏种子细胞在O2浓度为0%~3%和5%~25%时，分别进行厌氧呼吸和需氧呼吸
B.储藏银杏种子时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C.O2浓度越高，银杏种子细胞需氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D.银杏种子细胞进行厌氧呼吸时，产生乳酸和CO2
【解析】银杏种子在O2浓度为1%~3%时，细胞同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，在O2浓度为0时只进行厌氧呼吸，在O2浓度为5%~25%时只进行需氧呼吸，A错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明有机物消耗量最少，所以储藏银杏种子时应选择O2浓度为5%的适宜环境条件，B正确；从表格中看出，当O2浓度达到 20%时，如果再增加O2浓度，需氧呼吸强度不再增强，C错误；银杏种子细胞进行厌氧呼吸时，产物是乙醇和CO2，D错误。　
变化量/mL O2浓度/%
0 1 2 3 5 7 10 15 20 25
O2吸收量 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
CO2释放量 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
B
(2025·浙江模拟预测)阅读下列材料，据此回答第5、6题。
某学校教师为探究酵母菌的呼吸方式，进行了实验，具体装置如图1和图2所示。图3所示为图2不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线。
图1　改进后的酵母菌细胞需氧呼吸装置图
图2　改进后的酵母菌细胞厌氧呼吸装置图
图3
注：铂丝上的干酵母颗粒活化后，酵母菌会脱落掉入葡萄糖溶液。
5. 分析图1、图2中的实验装置，下列叙述中，错误的是(　 　)
A.设置B瓶的目的是进一步除尽空气中的CO2
B.设置E瓶的目的是防止空气中的CO2进入D瓶
C.在I瓶中加入油脂层的目的是防止瓶内原有空气进入葡萄糖溶液
D.酵母菌进行需氧呼吸产生能量的效率远高于厌氧呼吸
【解析】设置A瓶的目的是除去空气中的CO2，设置B瓶的目的是检测空气中的CO2是否被完全除尽，A错误；设置E瓶的目的是防止空气中的CO2进入D瓶，B正确；在I瓶中加入油脂层的目的是防止瓶内原有空气进入葡萄糖溶液，C正确；在消耗等量葡萄糖的情况下，需氧呼吸产生的能量远远多于厌氧呼吸，即酵母菌进行需氧呼吸产生能量的效率远高于厌氧呼吸，D正确。
A
6. 下列关于图3的叙述，正确的是(　 　)
A.O~T1期间，酵母菌只进行需氧呼吸
B.若采用酸性重铬酸钾检测I瓶中的产物乙醇，可在T2时取样
C.对酵母菌进行计数时，先在血细胞计数板上滴加酵母菌培养液，再盖上盖玻片
D.d点后酵母菌种群数量开始下降的原因除葡萄糖被大量消耗外，还有pH升高等
【解析】O~T1期间没有乙醇的产生，但葡萄糖在消耗，因此，该期间酵母菌只进行了需氧呼吸，A正确；酸性条件下葡萄糖也会与重铬酸钾发生反应，使橙色重铬酸钾变为灰绿色，故若要检测I瓶中的产物乙醇，应在葡萄糖全部消耗完之后再取样，B错误；用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，应先将盖玻片盖在计数室上，然后从盖玻片边缘滴加酵母菌培养液，C错误；随培养时间的延长，酵母菌培养液中溶解的CO2增加，pH下降，D错误。
A
7.(2025·温州高三统考)某实验小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR，可一定程度地反映细胞呼吸情况)，设置对照组：Ad－GFP组，实验组：Ad－ROCK1(ROCK1过度表达)两组进行实验，实验结果如图所示。
注：寡霉素是ATP合酶抑制剂；FCCP作用于线粒体内膜，是线粒体解偶联剂，不能产生ATP；抗霉素A是呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧。
下列叙述中，正确的是(　 　)
A.加入寡霉素后，OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量
B.FCCP的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放
C.ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加ATP的产生量
D.加入抗霉素A后，成肌细胞只能进行厌氧呼吸，无法产生[H]和CO2
【解析】图中0~16 min，加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，间接反映了细胞此时的ATP产量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生ATP，故FCCP的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞溶胶和线粒体基质中的能量还可储存在ATP中，B错误；ROCK1过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞ATP的产生量，C错误；抗霉素A加入成肌细胞阻止线粒体耗氧，无法产生ATP，但细胞溶胶中进行的反应不受影响，能产生[H]，D错误。
A
8.为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。如图所示为某同学设计的“探究酵母菌呼吸方式”的装置示意图。请回答下列问题：
装置甲　 装置乙
(1)酵母菌在有氧条件下的呼吸终产物是__________________，其厌氧呼吸的场所是____________。
(2)装置甲a瓶中NaOH的作用主要是______________________。通过观察相同时间内__________瓶中澄清石灰水变浑浊的程度可判断酵母菌的呼吸类型。
(3)装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应__________________________________________，再与e瓶相连，从而制造无氧环境。
(4)若想缩短反应时间，请提出一条可行的措施：
______________________________________________________。
CO2和H2O
细胞溶胶
吸收空气中的CO2
c、e
封口静(放)置一段时间(或覆盖植物油)
增加酵母菌含量(或将发酵装置置于适宜的温度环境下)
【解析】(1)酵母菌在有氧条件下将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O。厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，产物是酒精和CO2。
(2)NaOH可以吸收空气中的CO2，使装置内的气体变化为O2变化，以检测需氧呼吸变化。通过观察相同时间内c、e瓶中澄清石灰水变浑浊的程度可判断呼吸类型，甲为需氧呼吸，乙为厌氧呼吸，c中的石灰水变浑浊程度比e大。
(3)d瓶应封口放置一段时间，使酵母菌将瓶中的O2消耗完，以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的厌氧呼吸所产生的；而植物油可以隔绝空气，以使酵母菌进行厌氧呼吸。
(4)若想缩短反应时间，可以增加酵母菌含量或将发酵装置置于适宜的温度环境下。

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