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课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
素养测练
对点达标练
知识点1　探究酵母菌的呼吸方式
1.探究酵母菌的呼吸方式实验中,无关变量是(　B　)
A.是否有氧气条件 B.温度
C.是否有酒精产生 D.是否有CO2产生
解析:探究酵母菌的呼吸方式实验中,自变量是氧气的有无,因变量是呼吸产物的不同,温度、pH等属于无关变量,B符合题意。
2.(绍兴高一期末)下列关于活动“探究酵母菌的呼吸方式”的叙述,正确的是(　B　)
A.酵母菌的用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌代谢产物的种类和量的区别是本实验的因变量
C.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝色变绿色再变黄色
D.可根据溴麝香草酚蓝溶液是否变成灰绿色判断酵母菌的呼吸方式
解析:在探究酵母菌的呼吸方式的实验中,酵母菌的用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量,自变量是有没有氧气,A错误;在探究酵母菌的呼吸方式的实验中,可根据酵母菌代谢产物的种类和量的区别来判断酵母菌的呼吸方式,所以本实验的因变量是酵母菌代谢产物的种类和量,B正确;在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色,C错误;溴麝香草酚蓝溶液是用来检测二氧化碳的,而酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生二氧化碳,因此不能根据溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝色变绿色再变黄色来判断酵母菌的呼吸方式,D错误。
3.下图为某小组研究酵母菌和乳酸菌呼吸方式的实验装置示意图。培养一段时间后,小液滴的移动方向是(　C　)
A.不移动 B.向左移动
C.向右移动 D.先左后右
解析:根据图示可知,左侧锥形瓶中,酵母菌厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳;右侧锥形瓶中,乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸,因此左侧气体压强增大,小液滴向右移动,C符合题意。
4.(浙南名校高一开学考)用甲、乙两套装置探究酵母菌的呼吸方式,其中d瓶液面上覆盖油脂层。下列相关叙述正确的是(　D　)
甲
乙
A.实验过程中,b和d瓶的温度不会发生改变
B.取e瓶中的液体用酸性重铬酸钾溶液检测会显灰绿色
C.d瓶中导管必须伸入液面下,e瓶中石灰水才会变浑浊
D.将5%葡萄糖溶液加热煮沸可以减弱杂菌和氧气对酵母菌呼吸的影响
解析:实验过程中酵母菌的呼吸作用会产生热能,导致b和d瓶的温度发生改变,A错误;使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色的物质为酒精,应从d瓶中取样,B错误;d瓶中导管不能伸入液面下,否则会导致d瓶中培养液溢出,C错误;将5%葡萄糖溶液加热煮沸可以杀菌和除氧,减弱杂菌和氧气对酵母菌呼吸的影响,D正确。
5.图1表示某兴趣小组为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装置,图2表示根据两组装置的测量结果绘制的大豆种子萌发过程中CO2的释放速率和O2的吸收速率的变化趋势。下列叙述错误的是(　B　)
图1
图2
A.图1设置乙装置的目的是排除大豆表面微生物及环境因素的干扰
B.图1实验过程中有色液滴不断向左移动时,说明需氧呼吸速率不断增强
C.由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸
D.由图2可知,48 h后萌发种子细胞呼吸的底物中可能还有油脂等物质
解析:图1中甲和乙的不同是发芽的种子是否保持活性,乙中的种子被加热杀死,是对照组,对照组的目的是排除微生物及环境因素的干扰,A正确;装置中的10% NaOH溶液能吸收细胞呼吸以及装置中的CO2,故实验过程中有色液滴不断向左移动,可表示细胞呼吸不断消耗O2,但不能说明需氧呼吸速率不断增强,B错误;由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子消耗O2的速率几乎不变,但释放的CO2不断增加,说明种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸,C正确;由图2可知,48 h后萌发种子吸收O2的量大于释放CO2的量,说明细胞呼吸的底物中不只有葡萄糖,可能还有油脂等物质,D正确。
6.(温州高三统考)酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。已知酸性重铬酸钾遇到葡萄糖也能变成灰绿色。下列叙述正确的是(　B　)
A.0～6 h,容器内压强不断增大、O2剩余量不断减少
B.6～8 h,容器内CO2量不断增加、水的生成量不断减小
C.8 h时用酸性重铬酸钾检测,溶液呈灰绿色即可验证酵母菌厌氧呼吸产生乙醇
D.8～10 h,酵母菌细胞呼吸释放的能量大部分用于ATP的合成
解析:0～6 h,酵母菌只进行需氧呼吸,消耗的O2和释放的CO2相等,容器内压强不变,A错误;6～8 h,酵母菌同时进行厌氧呼吸和需氧呼吸,需氧呼吸不断减弱,CO2的含量不断增加、水的生成量不断减小,B正确;酸性重铬酸钾遇到葡萄糖也能变成灰绿色,8 h时用酸性重铬酸钾检测,溶液呈灰绿色,不能说明酵母菌厌氧呼吸产生乙醇,C错误;8～10 h,酵母菌只进行厌氧呼吸,酵母菌细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,D错误。
知识点2　影响细胞呼吸的因素
7.下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是(　B　)
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶的过程中,乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌乙醇发酵的过程中,通入O2会影响乙醇的生成量
解析:剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的产物是乳酸,故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸,A正确;制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理,乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸,B错误;梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量,该部分能量大部分以热能的形式散失了,少部分用于合成ATP,C正确;酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理,故发酵过程中通入O2会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量,D正确。
8.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是(　D　)
A.人发烧时,线粒体外膜上的葡萄糖转运蛋白的活性下降
B.需氧呼吸释放的能量大部分转移至ATP,厌氧呼吸少部分转移至ATP
C.花生种子细胞进行需氧呼吸,消耗的O2量与呼出的CO2量相等
D.蛔虫细胞进行生命活动所需的能量由糖酵解过程提供
解析:葡萄糖是在细胞溶胶中分解,不会进入线粒体,因此线粒体外膜上不存在葡萄糖转运蛋白,A错误;无论是需氧呼吸还是厌氧呼吸,细胞呼吸释放的能量都是大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,B错误;花生种子中含有大量脂肪,脂肪中的C、H比例较高,需氧呼吸时消耗的O2量大于呼出的CO2量,C错误;蛔虫属于厌氧型生物,只能进行厌氧呼吸,厌氧呼吸只在糖酵解阶段产生能量,因此蛔虫细胞进行生命活动所需的能量由糖酵解过程提供,D正确。
9.(杭州四校联考)细胞呼吸原理广泛用于生产实践中。下表有关措施与对应目的错误的是(　A　)
选项 应用 措施 目的
A 种子储存 晒干 除去所有的水分,降低细胞呼吸的强度
B 酵母菌 酿酒 先通气, 后密封 加快酵母菌繁殖,有利于酒精发酵
C 蔬菜保鲜 低温、低氧 降低酶的活性,降低细胞呼吸
D 栽种庄稼 中耕松土 提高土壤的含氧量,促进根细胞的需氧呼吸,从而促进根对水和无机盐的吸收
解析:种子储存过程中需要通过晒干降低自由水的含量,进而降低细胞呼吸的强度,延长储存时间,A错误;酵母菌是兼性厌氧微生物,发酵时先通气的目的是使酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸并大量繁殖,而后密封的目的是制造无氧环境使酵母菌在无氧条件下产生酒精,B正确;蔬菜保鲜的目的是保持水分,降低呼吸作用,保证品质,所以保持零上低温是最好的方法,该条件下能降低酶的活性,从而降低细胞呼吸,但温度不能太低,否则零下低温会冻坏蔬菜,C正确;栽种庄稼的过程中疏松土壤的目的是提高土壤中氧气的含量,进而有利于根细胞的需氧呼吸作用,从而促进根部对水和矿质元素的吸收,D正确。
10.(舟山中学阶段考)下列关于细胞呼吸原理应用的说法,错误的是(　C　)
A.提倡慢跑等有氧运动,是为防止肌细胞进行厌氧呼吸产生乳酸而引起肌肉酸胀乏力
B.水涝会对农作物造成危害,所以在种植作物时,要避免过度浇水
C.需氧呼吸和厌氧呼吸都能积累[H]
D.花生播种时埋种不要太深,以保证种子的需氧呼吸而有利于萌发
解析:提倡慢跑等有氧运动,原因之一是人体肌细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸,积累大量的乳酸,会使肌肉产生酸胀乏力的感觉,A正确;水涝会使植物根细胞缺氧进行厌氧呼吸,产生酒精或乳酸等对细胞有毒害的物质,对农作物造成危害,所以在种植作物时,要避免过度浇水,B正确;需氧呼吸和厌氧呼吸都不能积累[H],C错误;花生播种时要稍浅些,保证有足够的氧气进行需氧呼吸,有利于其萌发,D正确。
11.(浙江北斗星盟高二联考)下图表示不同O2浓度下小麦种子的CO2释放量和O2吸收量的变化情况,假设呼吸底物均为葡萄糖。下列有关说法错误的是(　C　)
A.O2浓度为C时,小麦种子厌氧呼吸的强度大于需氧呼吸
B.O2浓度为E时,小麦种子只进行需氧呼吸
C.O2浓度为C、E时,CO2释放量/O2吸收量的值相等
D.阴影部分的面积随O2浓度的变化而变化,表明厌氧呼吸在有O2的情况下受到抑制
解析:当O2浓度为C时,AB=BC,需氧呼吸和厌氧呼吸的CO2释放量相等,根据需氧呼吸的反应式(1葡萄糖～6CO2)及厌氧呼吸的反应式(1葡萄糖～2CO2)可知,此时用于需氧呼吸的葡萄糖∶用于厌氧呼吸的葡萄糖=1∶3,即1/4的葡萄糖用于小麦种子的需氧呼吸,A正确;分析题意可知,呼吸底物均为葡萄糖,E点以后CO2释放量等于O2吸收量,故O2浓度为E时,小麦种子只进行需氧呼吸,B正确;需氧呼吸时,消耗的O2与释放的CO2相等,O2浓度为C时,CO2释放量大于O2吸收量,O2浓度为E时,CO2释放量等于O2吸收量,两者的比值不等,C错误;需氧呼吸时,消耗的O2与释放的CO2相等,故两条曲线的差值表示该O2浓度下单位时间厌氧呼吸释放的CO2量,阴影部分的面积随O2浓度的变化而变化,表明厌氧呼吸在有O2的情况下受到抑制,D正确。
12.甜酒酿是以糯米为主要原料,通过发酵而成的含乙醇食品,清甜可口,酒味淡薄,参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌。制备甜酒酿的工艺流程简图如下。
糯米处理→拌酒药→搭窝→发酵
回答下列问题:
(1)酒药中含有发酵所需的微生物,其中的主要微生物是糖化菌和　　　 　。
(2)发酵过程中,淀粉被糖化菌分解成单糖或二糖后才能被酵母菌利用。推测酵母菌不能直接利用淀粉的原因是　　　　　 　　　　。
(3)搭窝是将拌好酒药的米饭装入容器,搭成中间低、周边高的凹窝。搭窝可以确保在发酵初期有较多的O2,以利于糖化菌和酵母菌进行　　　　呼吸。随着发酵进行,O2被逐渐消耗殆尽,此时酵母菌发酵生成　　　　和CO2,最终形成了清甜可口的酒酿。
(4)若要生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿,请提出两条可行的措施:　 。
解析:(1)据题意可知,参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌,因此酒药中含有发酵所需的微生物,其中主要的微生物是糖化菌和酵母菌。(2)淀粉需要在淀粉酶的作用下才能被分解利用,酵母菌中不含淀粉酶,不能直接利用淀粉。(3)酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧条件下进行需氧呼吸释放能量多,有利于其繁殖,在无氧条件下进行厌氧呼吸产生酒精和CO2。需氧呼吸要消耗O2,因此随着发酵的进行需氧呼吸减弱,O2被逐渐消耗殆尽,此时酵母菌发酵生成乙醇和CO2,最终形成了清甜可口的酒酿。(4)通过发酵而成的含乙醇食品,要想生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿,可以延长发酵时间(可增加糖的消耗,降低甜度),增加酒药(含有发酵所需的微生物)的用量等,使发酵微生物充分进行厌氧呼吸。
答案:(1)酵母菌　(2)酵母菌缺乏淀粉酶　(3)需氧　乙醇
(4)延长发酵时间;增加酒药的用量等
13.(台州一中期中)玉米种子(如下图1)在萌发过程中,胚乳中的营养物质被胚细胞吸收后,一部分转化为胚发育成幼苗的组成物质,另一部分用于细胞呼吸。将玉米种子置于25 ℃黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如下图2所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳。
图1
图2
请回答下列问题:
(1)若需检测24 h的胚乳组织中的淀粉是否有被水解,常用的试剂是　　 　　　。若检测萌发种子细胞呼吸是否产生二氧化碳,常用的试剂有澄清的石灰水和　　　　　　　　。
(2)0→24 h,两条曲线几乎平行,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)萌发过程中在　　 　 h的种子的呼吸速率最大。细胞需氧呼吸时,丙酮酸进入线粒体后被氧化分解为　　　　。
(4)24→72 h,萌发种子的干重变化较小而胚乳的干重变化较大的原因是　　　　　。
解析:(1)淀粉水解后生成麦芽糖,麦芽糖是还原糖,可与本尼迪特试剂发生反应。二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊,也能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色。(2)胚乳的减少量一部分转化为胚发育成幼苗的组成物质,一部分用于细胞呼吸,萌发种子的干重减少量代表细胞呼吸的消耗量,故 0→24 h,两条曲线几乎平行,说明胚乳的减少量与萌发种子细胞呼吸的消耗量几乎相等。(3)萌发种子的干重减少量代表细胞呼吸的消耗量,72～96 h减少得最多,呼吸速率最大。丙酮酸进入线粒体后,在线粒体基质中被分解成二氧化碳。
(4)胚乳的减少量一部分转化为胚发育成幼苗的组成物质,一部分用于细胞呼吸,萌发种子的干重减少量代表细胞呼吸的消耗量。故24→72 h,萌发种子的干重变化较小而胚乳的干重变化较大的原因是细胞呼吸速率较低,而胚乳转化为幼苗的组成物质的速率增加。
答案:(1)本尼迪特试剂　溴麝香草酚蓝溶液
(2)胚乳的减少量与萌发种子细胞呼吸的消耗量几乎相等(胚乳中被胚细胞吸收的物质几乎都用于细胞呼吸)
(3)72～96　二氧化碳
(4)细胞呼吸速率较低,而胚乳转化为幼苗的组成物质的速率增加
综合提升练
14.(浙江东阳中学阶段考)将苹果储藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时,其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是(　C　)
O2浓度/% a b c d e
CO2的产生量/ (mol·min-1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2的消耗量/ (mol·min-1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
A.O2浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞溶胶中进行
B.O2浓度为c时,苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol·min-1
C.O2浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵
D.O2浓度为b时,较适宜苹果的储藏
解析:O2浓度为a时,苹果细胞呼吸消耗的O2量为0,表明细胞只进行厌氧呼吸,此时苹果
细胞呼吸只在细胞溶胶中进行,A正确;O2浓度为c时,苹果厌氧呼吸产生的CO2量为1.3-0.7=0.6 mol·min-1,而C2H5OH的量与厌氧呼吸产生的CO2量相等,也为0.6 mol·min-1,
B正确;O2浓度为d时,需氧呼吸产生的CO2量为1.2 mol·min-1,消耗的葡萄糖为0.2 mol·min-1,厌氧呼吸产生的CO2量为 0.4 mol·min-1,消耗的葡萄糖为0.2 mol·min-1,故O2浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵,C错误;从题表分析可知,O2浓度为b时,呼吸作用的强度最低,CO2的产生量最小,较适宜于苹果的储藏,D正确。
15.(宁波高一期末)古人曰:“饭后百步走,活到九十九。”饭后慢走就是我们常说的有氧运动,有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。下图表示人体运动的强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列相关分析正确的是(　C　)
A.在运动强度为a时,人体所有细胞都只进行需氧呼吸
B.需氧呼吸产生的ATP主要来自丙酮酸分解成CO2的过程
C.在运动强度为b时,肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量
D.随着人体运动的强度增大,细胞需氧呼吸减弱,厌氧呼吸增强
解析:在运动强度为a时,细胞中有乳酸的生成和O2的消耗,细胞既进行需氧呼吸,又进行厌氧呼吸,A错误;需氧呼吸产生的ATP主要来自第三阶段,即消耗O2生成水的阶段,B错误;需氧呼吸吸收O2的量与释放CO2的量相等,人体细胞厌氧呼吸既不吸收O2,也不释放CO2,因此运动强度等于b时,肌细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量,C正确;随着人体运动的强度增大,细胞需要消耗的能量越多,O2消耗速率增加,需氧呼吸和厌氧呼吸都会增强,D错误。
16.(杭州高二期末)酒精是一种生物清洁能源。生产酒精的原料种类丰富,其中农作物秸秆是生产燃料酒精的主要原料,其生产流程如图所示。下列叙述错误的是(　B　)
农作物秸秆糖液酒精
A.农作物秸秆预处理后,可选用纤维素酶催化其水解
B.利用秸秆生产酒精,秸秆中大部分的能量以热能的形式散失
C.酵母菌利用糖液发酵获得酒精,反应场所在细胞溶胶中
D.可用重铬酸钾溶液检测酒精,并根据灰绿色的深浅推测酒精的含量
解析:农作物秸秆中含有大量纤维素,纤维素酶可以将农作物秸秆中的纤维素水解,A正确;利用秸秆生产酒精,秸秆中大部分的能量仍储存在未完全分解的有机物(酒精)中,只有少量能量能够释放出来,B错误;酵母菌利用糖液发酵获得酒精,是利用酵母菌在无氧条件下进行厌氧呼吸能产生酒精的原理,厌氧呼吸的反应场所在细胞溶胶中,C正确;橙色的重铬酸钾在酸性条件下可以与酒精反应,颜色变为灰绿色,所以可用重铬酸钾溶液检测酒精,并根据灰绿色的深浅推测酒精的含量,D正确。课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活。不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同,呼吸所产生的产物和能量均有差异。
2.呼吸产物的检测
(1)检测CO2的产生:CO2可使澄清的石灰水变浑浊,也可使0.1%溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色。
(2)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成灰绿色。
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:
甲
乙
①装置甲:用于探究酵母菌的需氧呼吸。
②装置乙:用于探究酵母菌的厌氧呼吸。
(3)检测酒精的产生:自A、B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0.5 mL 5%酸性重铬酸钾溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象
(1)澄清的石灰水的变化。
组别 澄清的石灰水的变化
是否变浑浊 浑浊程度
甲组 是 高
乙组 是 低
(2)滴加含重铬酸钾的酸性溶液后的变化。
组别 现象(颜色变化) 原因
甲组 不变色 甲组不产生酒精
乙组 变灰绿色 乙组产生酒精
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)产物
(1)在酸性条件下,酒精能与重铬酸钾反应,使溶液呈现灰绿色。(　√　)
(2)可用溴麝香草酚蓝溶液检测O2的消耗情况。(　×　)
提示:CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色,可用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的产生情况。
(3)煮沸的葡萄糖溶液需要冷却到常温后才能加入新鲜的酵母菌。(　√　)
(4)CO2可使澄清的石灰水变浑浊。根据石灰水的浑浊程度可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(　√　)
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
2.O2浓度
(1)具体影响如图所示:
图A
图B
(2)曲线解读。
①图A表示O2浓度对厌氧呼吸的影响。随O2浓度增加而受抑制,O2浓度越高,抑制作用越强,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。
②图B表示O2浓度对需氧呼吸的影响。在一定范围内,随着O2浓度的增加,呼吸速率增大,但当O2浓度增大到一定值时,呼吸速率不再增大。
3.CO2浓度
在一定范围内,随CO2浓度的增加,细胞呼吸速率减小。
(1)农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生乙醇而烂根。(　√　)
(2)创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。(　×　)
提示:创可贴要透气是为了抑制厌氧微生物的繁殖。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
(1)细胞呼吸一方面为分解反应提供能量(ATP),另一方面为分解反应提供碳骨架。(　×　)
提示:细胞呼吸一方面为合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。
(2)糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分解,释放能量。(　√　)
一、探究酵母菌的呼吸方式
[典例1-1]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(　C　)
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:酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量,A错误;酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量,B错误;消耗等量葡萄糖进行需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多,D错误。
[典例1-2] 为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物,设计如图两套装置,图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测,过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气。下列有关该实验的说法,正确的是(　B　)
图一
图二
A.图一为对照组,图二为实验组
B.A瓶添加花生油的目的是营造无氧环境
C.试管B、E中可加适量的5%重铬酸钾溶液用于检测是否产生酒精
D.抽取A、D瓶中的样液加入适量的0.1%溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否产生CO2
解析:此实验为对比实验,没有对照组,两组都是实验组,相互对照,A错误;试管B、E中的液体应是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,用于检验酵母菌呼吸作用是否产生CO2,C错误;抽取A、D瓶中的样液加入适量的5%重铬酸钾溶液,在酸性条件下可用于检测是否产生酒精,D错误。
[典例1-3](嘉兴海宁高级中学阶段考)下图表示某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)。下列有关实验装置和结果的分析,错误的是(　D　)
A.通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行需氧呼吸
B.装置1中酵母菌是否进行了厌氧呼吸,可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发出的
物质
C.用水代替NaOH溶液设置装置2,若装置2中液滴右移,则说明酵母菌进行了厌氧呼吸
D.装置1和装置2中均需要加入酵母菌培养液,培养液中葡萄糖浓度越高实验现象越明显
解析:装置1中烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2,所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量,若液滴移动,则说明酵母菌进行了需氧呼吸,若液滴不移动,则说明酵母菌不进行需氧呼吸,A正确;装置1中酵母菌是否进行了厌氧呼吸,可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发出的物质(酒精),若酸性重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色,则说明产生了酒精,判断装置1中酵母菌进行了厌氧呼吸,B正确;用水代替NaOH溶液设置装置2,若装置2中液滴右移,则说明细胞呼吸释放的CO2量多于消耗的O2量,即进行了厌氧呼吸,C正确;装置1和装置2中均需要加入酵母菌培养液来探究酵母菌的呼吸方式,但不是培养液中葡萄糖浓度越高实验现象越明显,葡萄糖浓度过高会导致酵母菌渗透失水,严重时会导致酵母菌死亡,D错误。
基于液滴移动测定细胞呼吸的类型及细胞呼吸的速率
(1)细胞呼吸类型的测定。
①实验装置。
欲确认某生物呼吸的类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例,假设呼吸底物只有葡萄糖)。
②实验结果预测和结论(见下表)。
实验现象 结论
装置一 液滴 装置二 液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡
不动 右移 只进行产生乙醇的厌氧呼吸
左移 右移 进行需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
左移 不动 只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产生乳酸的厌氧呼吸
③实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系。
脂肪含氢量高,含氧量低,与葡萄糖相比,等质量的脂肪氧化分解时耗氧量高,而产生的CO2量少。因此以脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。
(2)细胞呼吸速率的测定。
①实验装置。
②实验原理:组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体
压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的距离表示呼吸速率。装置乙为
对照组。
③误差的校正。
a.如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
b.如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
c.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活
(如将种子煮熟),其他条件均不变。
二、影响细胞呼吸的因素
[典例2-1](浙南名校联盟高一联考)下图是外界因素对植物细胞呼吸速率影响的曲线图。结合相关知识,下列叙述正确的是(　D　)
甲
乙
A.图甲说明,随着温度升高,呼吸速率降低
B.图甲中BC段,随着温度的升高,酶的活化能降低
C.曲线Ⅱ表示的是需氧呼吸和厌氧呼吸的总和
D.若曲线Ⅰ表示水稻根细胞呼吸作用的相对速率,DE段积累的物质可能是酒精
解析:图甲中AB段说明在一定范围内,随着温度升高,呼吸作用逐渐增强,细胞呼吸有一个最适温度,超过最适温度呼吸酶的活性降低,甚至变性失活,如BC段随着温度升高,酶的活性降低,呼吸速率降低,A、B错误;曲线Ⅱ表示的是需氧呼吸的曲线,在一定范围内,需氧呼吸的强度随氧气浓度的增加而增强,C错误;曲线Ⅰ随着氧气浓度增加,呼吸速率降低,直到为0,说明曲线Ⅰ为厌氧呼吸的曲线,水稻根细胞厌氧呼吸的产物有酒精,故DE段积累的物质可能是酒精,D正确。
[典例2-2] 细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(　B　)
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入,使酒精减产
C.“稻田定期排水”防止积累过多的乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果,以减少有机物消耗
解析:葡萄糖不能进入线粒体中,需氧呼吸时葡萄糖先在细胞溶胶中分解,形成丙酮酸后再进入线粒体,A错误;酿酒时,早期通气促进酵母菌需氧呼吸,有利于菌种繁殖,后期密封发酵,促进酵母菌厌氧呼吸,有利于产生酒精,B正确;“稻田定期排水”防止厌氧呼吸积累过多的酒精导致烂根,C错误;水果、蔬菜需要在低温、低氧和一定湿度的环境下储存,以减少有机物的消耗,D错误。
1.影响细胞呼吸的因素及曲线分析
项目 坐标曲线图 曲线分析
温度 ①在最适温度时,呼吸速率最大;②超过最适温度,呼吸酶的活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降;③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降
O2 浓度 ①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸;②0CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行
水分 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。当含水量过多时,呼吸速率减慢,细胞甚至死亡
2.归纳总结影响细胞呼吸的因素在实践中的应用
项目 应用
温度 ①冰箱中水果和蔬菜的保鲜;②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量
O2 浓度 ①“中耕松土”促进植物根部细胞需氧呼吸;②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜
CO2 浓度 在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
水分 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
　　2023年,全国粮食总产量达13 908.2亿斤,再创新高。丰收来之不易,粮食储存是一大民生问题。“藏粮于地、藏粮于技”,现在浙江的粮仓变得越来越数字化,打造了集粮食储备、加工、消费、监管等各环节于一体的“浙江粮仓”粮食安全数字化协同应用平台。
(1)收获的粮食应在室外晒干后再放入粮仓中储存,是为了减少自由水,从而减弱谷物、
微生物、害虫的呼吸作用。
(2)粮食的储存需要在一个低温、低湿的环境,粮仓内的空气温度、湿度会进行24小时
监测。
(3)制氮机房是确保粮食常储常新的“秘密武器”,通过把氮气从空气中分离出来,降温后通过管道输送到每一座仓房,以减弱生物的需氧呼吸,实现防虫、杀虫、抑菌。
(4)运用制冷机通过环流管道,把粮堆里的氮气抽出来,降温后再循环输送回粮堆中,此过程中,除能降低粮仓的温度外,还能排出湿气。(共40张PPT)
第三章 细胞的代谢
第四节
细胞呼吸为细胞生活提供能量
课时2
探究酵母菌的呼吸方式及影响
细胞呼吸的因素
读教材·相信我能行
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在____________________中都能生活。不同的氧环境中，酵母菌的
呼吸方式不同，呼吸所产生的______和______均有差异。
2.呼吸产物的检测
（1）检测的产生：可使澄清的石灰水变______，也可使
__________________由____色变____色再变____色。
（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在______条件下与乙醇
（酒精）发生化学反应，变成________。
有氧环境与无氧环境
产物
能量
浑浊
溴麝香草酚蓝溶液
蓝
绿
黄
酸性
灰绿色
3.实验步骤
（1）配制酵母菌培养液：酵母菌质量分数为 的____________。
（2）检测 的产生，装置如图所示：
①装置甲：用于探究酵母菌的______呼吸。
甲
葡萄糖溶液
需氧
②装置乙：用于探究酵母菌的______呼吸。
乙
厌氧
（3）检测酒精的产生：自A、B中各取 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 ______________溶
液 振荡并观察溶液的颜色变化。
酸性重铬酸钾
4.实验现象
（1）澄清的石灰水的变化。
组别 澄清的石灰水的变化
是否变浑浊 浑浊程度
甲组 是 ____
乙组 是 ____
高
低
（2）滴加含重铬酸钾的酸性溶液后的变化。
组别 现象（颜色变化） 原因
甲组 ________ 甲组不产生酒精
乙组 __________ 乙组产生酒精
不变色
变灰绿色
5.实验结论
（1）酵母菌在______和______条件下都能进行细胞呼吸。
有氧条件：大量的_____和____
无氧条件：产生______，还产生少量的
有氧
无氧
水
酒精
（2）产物
思维点拨
（1）在酸性条件下，酒精能与重铬酸钾反应，使溶液呈现灰绿色。( )
√
（2）可用溴麝香草酚蓝溶液检测 的消耗情况。( )
×
提示： 可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色，可用溴麝香草
酚蓝溶液检测 的产生情况。
（3）煮沸的葡萄糖溶液需要冷却到常温后才能加入新鲜的酵母菌。( )
√
（4） 可使澄清的石灰水变浑浊。根据石灰水的浑浊程度可以检测酵
母菌培养液中 的产生情况。( )
√
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响________的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线
特征一致。
2. 浓度
（1）具体影响如图所示：
呼吸酶
图A
图B
（2）曲线解读。
①图A表示浓度对厌氧呼吸的影响。随浓度增加而受______， 浓
度越高，抑制作用______， 浓度达到一定值时，被完全抑制。
②图B表示浓度对需氧呼吸的影响。在一定范围内，随着 浓度的增加，
呼吸速率______，但当 浓度增大到一定值时，呼吸速率__________。
3. 浓度
在一定范围内，随 浓度的增加，细胞呼吸速率______。
抑制
越强
增大
不再增大
减小
思维点拨
（1）农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生乙醇而烂根。( )
√
（2）创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。( )
×
提示：创可贴要透气是为了抑制厌氧微生物的繁殖。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
思维点拨
（1）细胞呼吸一方面为分解反应提供能量 ,另一方面为分解反应提
供碳骨架。( )
×
提示：细胞呼吸一方面为合成反应提供能量 ,另一方面为合成反应
提供碳骨架。
（2）糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分
解,释放能量。( )
√
攻难点·让我更出色
一、探究酵母菌的呼吸方式
［典例1-1］ 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( )
C
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 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：酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；酵母菌可利用
的氧气量是本实验的自变量，B错误；消耗等量葡萄糖进行需氧呼吸比厌
氧呼吸释放的能量多，D错误。
［典例1-2］ 为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物，设计如图两套装置，图中
注射器的作用是便于抽取样液用于检测，过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气。
下列有关该实验的说法，正确的是( )
B
图一
图二
A.图一为对照组，图二为实验组
B.A瓶添加花生油的目的是营造无氧环境
C.试管B、中可加适量的 重铬酸钾溶液用于检测是否产生酒精
D.抽取A、D瓶中的样液加入适量的溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否产生
解析：此实验为对比实验，没有对照组，两组都是实验组，相互对照，A
错误；试管B、 中的液体应是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液，用于检
验酵母菌呼吸作用是否产生 ,C错误；抽取A、D瓶中的样液加入适量的
重铬酸钾溶液，在酸性条件下可用于检测是否产生酒精，D错误。
［典例1-3］ （嘉兴海宁高级中学阶段考）下图
表示某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼
吸类型而设计的实验装置（酵母菌利用葡萄糖作
D
A.通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行需氧呼吸
B.装置1中酵母菌是否进行了厌氧呼吸，可用酸性重铬酸钾溶液检测培养
液中挥发出的物质
C.用水代替 溶液设置装置2，若装置2中液滴右移，则说明酵母菌进
行了厌氧呼吸
D.装置1和装置2中均需要加入酵母菌培养液，培养液中葡萄糖浓度越高实
验现象越明显
为能源物质）。下列有关实验装置和结果的分析，错误的是( )
解析：装置1中烧杯中的溶液能吸收细胞呼吸产生的 ，所以液滴
移动的距离代表细胞呼吸消耗 的量，若液滴移动,则说明酵母菌进行了
需氧呼吸，若液滴不移动，则说明酵母菌不进行需氧呼吸，A正确；装置1
中酵母菌是否进行了厌氧呼吸，可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发
出的物质（酒精），若酸性重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色，则说明产生
了酒精，判断装置1中酵母菌进行了厌氧呼吸，B正确；用水代替 溶
液设置装置2，若装置2中液滴右移，则说明细胞呼吸释放的 量多于消
耗的 量，即进行了厌氧呼吸，C正确；装置1和装置2中均需要加入酵母
菌培养液来探究酵母菌的呼吸方式，但不是培养液中葡萄糖浓度越高实验
现象越明显，葡萄糖浓度过高会导致酵母菌渗透失水，严重时会导致酵母
菌死亡，D错误。
拓展提升
基于液滴移动测定细胞呼吸的类型及细胞呼吸的速率
（1）细胞呼吸类型的测定。
①实验装置。
欲确认某生物呼吸的类型,应设置两套呼吸装置,如图所示（以发芽种子为
例，假设呼吸底物只有葡萄糖）。
②实验结果预测和结论（见下表）。
实验现象 结论
装置一液滴 装置二液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的厌氧呼吸或种子已死
亡
不动 右移 只进行产生乙醇的厌氧呼吸
左移 右移 进行需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
左移 不动 只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产生
乳酸的厌氧呼吸
③实验拓展：呼吸底物与着色液滴移动的关系。
脂肪含氢量高，含氧量低，与葡萄糖相比，等质量的脂肪氧化分解时耗氧
量高，而产生的量少。因此以脂肪为呼吸底物时，产生的 量小于
消耗的 量，着色液滴移动更明显。
（2）细胞呼吸速率的测定。
①实验装置。
②实验原理:组织细胞呼吸作用吸收,释放,被 溶液吸收,使
容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的距离
表示呼吸速率。装置乙为对照组。
③误差的校正。
.如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会
干扰呼吸速率的测定。
.如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及
所测种子进行消毒处理。
.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的
生物材料灭活（如将种子煮熟）,其他条件均不变。
二、影响细胞呼吸的因素
［典例2-1］ （浙南名校联盟高一联考）下图是外界因素对植物细胞呼吸
速率影响的曲线图。结合相关知识，下列叙述正确的是( )
甲
乙
A.图甲说明，随着温度升高，呼吸速率降低
B.图甲中 段，随着温度的升高，酶的活化
能降低
C.曲线Ⅱ表示的是需氧呼吸和厌氧呼吸的总和
D.若曲线Ⅰ表示水稻根细胞呼吸作用的相对速
率， 段积累的物质可能是酒精
D
解析：图甲中 段说明在一定范围内，随着温度升高，呼吸作用逐渐增
强，细胞呼吸有一个最适温度，超过最适温度呼吸酶的活性降低，甚至变
性失活，如 段随着温度升高，酶的活性降低，呼吸速率降低，A、B错
误；曲线Ⅱ表示的是需氧呼吸的曲线，在一定范围内，需氧呼吸的强度随
氧气浓度的增加而增强，C错误；曲线Ⅰ随着氧气浓度增加，呼吸速率降
低，直到为0，说明曲线Ⅰ为厌氧呼吸的曲线，水稻根细胞厌氧呼吸的产
物有酒精，故 段积累的物质可能是酒精，D正确。
［典例2-2］ 细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存
过程中。下列叙述正确的是( )
B
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入，使酒精减产
C.“稻田定期排水”防止积累过多的乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果，以减少有机物消耗
解析：葡萄糖不能进入线粒体中，需氧呼吸时葡萄糖先在细胞溶胶中分解，
形成丙酮酸后再进入线粒体，A错误；酿酒时，早期通气促进酵母菌需氧
呼吸，有利于菌种繁殖，后期密封发酵，促进酵母菌厌氧呼吸，有利于产
生酒精，B正确；“稻田定期排水”防止厌氧呼吸积累过多的酒精导致烂
根，C错误；水果、蔬菜需要在低温、低氧和一定湿度的环境下储存，以
减少有机物的消耗，D错误。
拓展提升
1.影响细胞呼吸的因素及曲线分析
项目 坐标曲线图 曲线分析
温度 ______________________ ①在最适温度时,呼吸速率最大;②超过最适温度,呼吸酶的活性降低甚至
变性失活,呼吸速率下降;③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降
项目 坐标曲线图 曲线分析
浓度 ______________________ 浓度 时,只进行厌氧呼吸; 浓度 时,同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸; 浓度 时,只进行需氧呼吸
续表
项目 坐标曲线图 曲线分析
浓度
是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行
续表
项目 坐标曲线图 曲线分析
水分 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。当含水量过多时,呼吸速率减慢,细胞甚至死亡
续表
2.归纳总结影响细胞呼吸的因素在实践中的应用
项目 应用
温度 ①冰箱中水果和蔬菜的保鲜;②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸
消耗,提高产量
浓度 ①“中耕松土”促进植物根部细胞需氧呼吸;②厌氧发酵过程需要严
格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜
浓度 在蔬菜和水果保鲜中,增加 浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的
消耗
水分 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
链生活·实践我在行
2023年，全国粮食总产量达 亿斤，再创新高。丰收来之不
易，粮食储存是一大民生问题。“藏粮于地、藏粮于技”，现在浙江的粮仓
变得越来越数字化，打造了集粮食储备、加工、消费、监管等各环节于一
体的“浙江粮仓”粮食安全数字化协同应用平台。
（1）收获的粮食应在室外晒干后再放入粮仓中储存，是为了减少自由水，
从而减弱谷物、微生物、害虫的______作用。
（2）粮食的储存需要在一个低____、低____的环境，粮仓内的空气温度、
湿度会进行24小时监测。
呼吸
温
湿
（3）制氮机房是确保粮食常储常新的“秘密武器”，通过把氮气从空气中
分离出来，降温后通过管道输送到每一座仓房，以减弱生物的______呼吸，
实现防虫、杀虫、抑菌。
需氧
（4）运用制冷机通过环流管道，把粮堆里的氮气抽出来，降温后再循环
输送回粮堆中，此过程中，除能降低粮仓的温度外，还能排出______。
湿气课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在 中都能生活。不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同,呼吸所产生的 和 均有差异。
2.呼吸产物的检测
(1)检测CO2的产生:CO2可使澄清的石灰水变 ,也可使0.1% 由 色变 色再变 色。
(2)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在 条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成 。
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的 。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:
甲
乙
①装置甲:用于探究酵母菌的 呼吸。
②装置乙:用于探究酵母菌的 呼吸。
(3)检测酒精的产生:自A、B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0.5 mL 5% 溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象
(1)澄清的石灰水的变化。
组别 澄清的石灰水的变化
是否变浑浊 浑浊程度
甲组 是
乙组 是
(2)滴加含重铬酸钾的酸性溶液后的变化。
组别 现象(颜色变化) 原因
甲组 甲组不产生酒精
乙组 乙组产生酒精
5.实验结论
(1)酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸。
(2)产物
(1)在酸性条件下,酒精能与重铬酸钾反应,使溶液呈现灰绿色。(　√　)
(2)可用溴麝香草酚蓝溶液检测O2的消耗情况。(　×　)
(3)煮沸的葡萄糖溶液需要冷却到常温后才能加入新鲜的酵母菌。(　√　)
(4)CO2可使澄清的石灰水变浑浊。根据石灰水的浑浊程度可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(　√　)
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响 的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
2.O2浓度
(1)具体影响如图所示:
图A
图B
(2)曲线解读。
①图A表示O2浓度对厌氧呼吸的影响。随O2浓度增加而受 ,O2浓度越高,抑制作用 ,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。
②图B表示O2浓度对需氧呼吸的影响。在一定范围内,随着O2浓度的增加,呼吸速率 ,但当O2浓度增大到一定值时,呼吸速率 。
3.CO2浓度
在一定范围内,随CO2浓度的增加,细胞呼吸速率 。
(1)农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生乙醇而烂根。(　√　)
(2)创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。(　×　)
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
(1)细胞呼吸一方面为分解反应提供能量(ATP),另一方面为分解反应提供碳骨架。(　×　)
(2)糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分解,释放能量。(　√　)
一、探究酵母菌的呼吸方式
[典例1-1]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(　C　)
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
[典例1-2] 为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物,设计如图两套装置,图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测,过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气。下列有关该实验的说法,正确的是(　B　)
图一
图二
A.图一为对照组,图二为实验组
B.A瓶添加花生油的目的是营造无氧环境
C.试管B、E中可加适量的5%重铬酸钾溶液用于检测是否产生酒精
D.抽取A、D瓶中的样液加入适量的0.1%溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否产生CO2
[典例1-3](嘉兴海宁高级中学阶段考)下图表示某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)。下列有关实验装置和结果的分析,错误的是(　D　)
A.通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行需氧呼吸
B.装置1中酵母菌是否进行了厌氧呼吸,可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发出的
物质
C.用水代替NaOH溶液设置装置2,若装置2中液滴右移,则说明酵母菌进行了厌氧呼吸
D.装置1和装置2中均需要加入酵母菌培养液,培养液中葡萄糖浓度越高实验现象越明显
基于液滴移动测定细胞呼吸的类型及细胞呼吸的速率
(1)细胞呼吸类型的测定。
①实验装置。
欲确认某生物呼吸的类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例,假设呼吸底物只有葡萄糖)。
②实验结果预测和结论(见下表)。
实验现象 结论
装置一 液滴 装置二 液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡
不动 右移 只进行产生乙醇的厌氧呼吸
左移 右移 进行需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
左移 不动 只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产生乳酸的厌氧呼吸
③实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系。
脂肪含氢量高,含氧量低,与葡萄糖相比,等质量的脂肪氧化分解时耗氧量高,而产生的CO2量少。因此以脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。
(2)细胞呼吸速率的测定。
①实验装置。
②实验原理:组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体
压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的距离表示呼吸速率。装置乙为
对照组。
③误差的校正。
a.如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
b.如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
c.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活
(如将种子煮熟),其他条件均不变。
二、影响细胞呼吸的因素
[典例2-1](浙南名校联盟高一联考)下图是外界因素对植物细胞呼吸速率影响的曲线图。结合相关知识,下列叙述正确的是(　D　)
甲
乙
A.图甲说明,随着温度升高,呼吸速率降低
B.图甲中BC段,随着温度的升高,酶的活化能降低
C.曲线Ⅱ表示的是需氧呼吸和厌氧呼吸的总和
D.若曲线Ⅰ表示水稻根细胞呼吸作用的相对速率,DE段积累的物质可能是酒精
[典例2-2] 细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(　B　)
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入,使酒精减产
C.“稻田定期排水”防止积累过多的乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果,以减少有机物消耗
1.影响细胞呼吸的因素及曲线分析
项目 坐标曲线图 曲线分析
温度 ①在最适温度时,呼吸速率最大;②超过最适温度,呼吸酶的活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降;③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降
O2 浓度 ①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸;②0CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行
水分 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。当含水量过多时,呼吸速率减慢,细胞甚至死亡
2.归纳总结影响细胞呼吸的因素在实践中的应用
项目 应用
温度 ①冰箱中水果和蔬菜的保鲜;②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量
O2 浓度 ①“中耕松土”促进植物根部细胞需氧呼吸;②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜
CO2 浓度 在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
水分 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
　　2023年,全国粮食总产量达13 908.2亿斤,再创新高。丰收来之不易,粮食储存是一大民生问题。“藏粮于地、藏粮于技”,现在浙江的粮仓变得越来越数字化,打造了集粮食储备、加工、消费、监管等各环节于一体的“浙江粮仓”粮食安全数字化协同应用平台。
(1)收获的粮食应在室外晒干后再放入粮仓中储存,是为了减少自由水,从而减弱谷物、
微生物、害虫的 作用。
(2)粮食的储存需要在一个低 、低 的环境,粮仓内的空气温度、湿度会进行24小时
监测。
(3)制氮机房是确保粮食常储常新的“秘密武器”,通过把氮气从空气中分离出来,降温后通过管道输送到每一座仓房,以减弱生物的 呼吸,实现防虫、杀虫、抑菌。
(4)运用制冷机通过环流管道,把粮堆里的氮气抽出来,降温后再循环输送回粮堆中,此过程中,除能降低粮仓的温度外,还能排出 。课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
素养测练
对点达标练
知识点1　探究酵母菌的呼吸方式
1.探究酵母菌的呼吸方式实验中,无关变量是( )
A.是否有氧气条件 B.温度
C.是否有酒精产生 D.是否有CO2产生
2.(绍兴高一期末)下列关于活动“探究酵母菌的呼吸方式”的叙述,正确的是( )
A.酵母菌的用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌代谢产物的种类和量的区别是本实验的因变量
C.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝色变绿色再变黄色
D.可根据溴麝香草酚蓝溶液是否变成灰绿色判断酵母菌的呼吸方式
3.下图为某小组研究酵母菌和乳酸菌呼吸方式的实验装置示意图。培养一段时间后,小液滴的移动方向是( )
A.不移动 B.向左移动
C.向右移动 D.先左后右
4.(浙南名校高一开学考)用甲、乙两套装置探究酵母菌的呼吸方式,其中d瓶液面上覆盖油脂层。下列相关叙述正确的是( )
甲
乙
A.实验过程中,b和d瓶的温度不会发生改变
B.取e瓶中的液体用酸性重铬酸钾溶液检测会显灰绿色
C.d瓶中导管必须伸入液面下,e瓶中石灰水才会变浑浊
D.将5%葡萄糖溶液加热煮沸可以减弱杂菌和氧气对酵母菌呼吸的影响
5.图1表示某兴趣小组为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装置,图2表示根据两组装置的测量结果绘制的大豆种子萌发过程中CO2的释放速率和O2的吸收速率的变化趋势。下列叙述错误的是( )
图1
图2
A.图1设置乙装置的目的是排除大豆表面微生物及环境因素的干扰
B.图1实验过程中有色液滴不断向左移动时,说明需氧呼吸速率不断增强
C.由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸
D.由图2可知,48 h后萌发种子细胞呼吸的底物中可能还有油脂等物质
6.(温州高三统考)酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。已知酸性重铬酸钾遇到葡萄糖也能变成灰绿色。下列叙述正确的是( )
A.0～6 h,容器内压强不断增大、O2剩余量不断减少
B.6～8 h,容器内CO2量不断增加、水的生成量不断减小
C.8 h时用酸性重铬酸钾检测,溶液呈灰绿色即可验证酵母菌厌氧呼吸产生乙醇
D.8～10 h,酵母菌细胞呼吸释放的能量大部分用于ATP的合成
知识点2　影响细胞呼吸的因素
7.下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶的过程中,乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌乙醇发酵的过程中,通入O2会影响乙醇的生成量
8.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.人发烧时,线粒体外膜上的葡萄糖转运蛋白的活性下降
B.需氧呼吸释放的能量大部分转移至ATP,厌氧呼吸少部分转移至ATP
C.花生种子细胞进行需氧呼吸,消耗的O2量与呼出的CO2量相等
D.蛔虫细胞进行生命活动所需的能量由糖酵解过程提供
9.(杭州四校联考)细胞呼吸原理广泛用于生产实践中。下表有关措施与对应目的错误的是( )
选项 应用 措施 目的
A 种子储存 晒干 除去所有的水分,降低细胞呼吸的强度
B 酵母菌 酿酒 先通气, 后密封 加快酵母菌繁殖,有利于酒精发酵
C 蔬菜保鲜 低温、低氧 降低酶的活性,降低细胞呼吸
D 栽种庄稼 中耕松土 提高土壤的含氧量,促进根细胞的需氧呼吸,从而促进根对水和无机盐的吸收
10.(舟山中学阶段考)下列关于细胞呼吸原理应用的说法,错误的是( )
A.提倡慢跑等有氧运动,是为防止肌细胞进行厌氧呼吸产生乳酸而引起肌肉酸胀乏力
B.水涝会对农作物造成危害,所以在种植作物时,要避免过度浇水
C.需氧呼吸和厌氧呼吸都能积累[H]
D.花生播种时埋种不要太深,以保证种子的需氧呼吸而有利于萌发
11.(浙江北斗星盟高二联考)下图表示不同O2浓度下小麦种子的CO2释放量和O2吸收量的变化情况,假设呼吸底物均为葡萄糖。下列有关说法错误的是( )
A.O2浓度为C时,小麦种子厌氧呼吸的强度大于需氧呼吸
B.O2浓度为E时,小麦种子只进行需氧呼吸
C.O2浓度为C、E时,CO2释放量/O2吸收量的值相等
D.阴影部分的面积随O2浓度的变化而变化,表明厌氧呼吸在有O2的情况下受到抑制
12.甜酒酿是以糯米为主要原料,通过发酵而成的含乙醇食品,清甜可口,酒味淡薄,参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌。制备甜酒酿的工艺流程简图如下。
糯米处理→拌酒药→搭窝→发酵
回答下列问题:
(1)酒药中含有发酵所需的微生物,其中的主要微生物是糖化菌和　　　 　。
(2)发酵过程中,淀粉被糖化菌分解成单糖或二糖后才能被酵母菌利用。推测酵母菌不能直接利用淀粉的原因是　　　　　 　　　　。
(3)搭窝是将拌好酒药的米饭装入容器,搭成中间低、周边高的凹窝。搭窝可以确保在发酵初期有较多的O2,以利于糖化菌和酵母菌进行　　　　呼吸。随着发酵进行,O2被逐渐消耗殆尽,此时酵母菌发酵生成　　　　和CO2,最终形成了清甜可口的酒酿。
(4)若要生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿,请提出两条可行的措施:　 。
13.(台州一中期中)玉米种子(如下图1)在萌发过程中,胚乳中的营养物质被胚细胞吸收后,一部分转化为胚发育成幼苗的组成物质,另一部分用于细胞呼吸。将玉米种子置于25 ℃黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如下图2所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳。
图1
图2
请回答下列问题:
(1)若需检测24 h的胚乳组织中的淀粉是否有被水解,常用的试剂是　　 　　　。若检测萌发种子细胞呼吸是否产生二氧化碳,常用的试剂有澄清的石灰水和　　　　　　　　。
(2)0→24 h,两条曲线几乎平行,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)萌发过程中在　　 　 h的种子的呼吸速率最大。细胞需氧呼吸时,丙酮酸进入线粒体后被氧化分解为　　　　。
(4)24→72 h,萌发种子的干重变化较小而胚乳的干重变化较大的原因是　　　　　。
(4)胚乳的减少量一部分转化为胚发育成幼苗的组成物质,一部分用于细胞呼吸,萌发种子的干重减少量代表细胞呼吸的消耗量。故24→72 h,萌发种子的干重变化较小而胚乳的干重变化较大的原因是细胞呼吸速率较低,而胚乳转化为幼苗的组成物质的速率增加。
(2)胚乳的减少量与萌发种子细胞呼吸的消耗量几乎相等(胚乳中被胚细胞吸收的物质几乎都用于细胞呼吸)
(3)72～96　二氧化碳
(4)细胞呼吸速率较低,而胚乳转化为幼苗的组成物质的速率增加
综合提升练
14.(浙江东阳中学阶段考)将苹果储藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时,其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是( )
O2浓度/% a b c d e
CO2的产生量/ (mol·min-1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2的消耗量/ (mol·min-1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
A.O2浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞溶胶中进行
B.O2浓度为c时,苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol·min-1
C.O2浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵
D.O2浓度为b时,较适宜苹果的储藏
细胞呼吸只在细胞溶胶中进行,A正确;O2浓度为c时,苹果厌氧呼吸产生的CO2量为1.3-0.7=0.6 mol·min-1,而C2H5OH的量与厌氧呼吸产生的CO2量相等,也为0.6 mol·min-1,
B正确;O2浓度为d时,需氧呼吸产生的CO2量为1.2 mol·min-1,消耗的葡萄糖为0.2 mol·min-1,厌氧呼吸产生的CO2量为 0.4 mol·min-1,消耗的葡萄糖为0.2 mol·min-1,故O2浓度为d时,消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵,C错误;从题表分析可知,O2浓度为b时,呼吸作用的强度最低,CO2的产生量最小,较适宜于苹果的储藏,D正确。
15.(宁波高一期末)古人曰:“饭后百步走,活到九十九。”饭后慢走就是我们常说的有氧运动,有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。下图表示人体运动的强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列相关分析正确的是( )
A.在运动强度为a时,人体所有细胞都只进行需氧呼吸
B.需氧呼吸产生的ATP主要来自丙酮酸分解成CO2的过程
C.在运动强度为b时,肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量
D.随着人体运动的强度增大,细胞需氧呼吸减弱,厌氧呼吸增强
16.(杭州高二期末)酒精是一种生物清洁能源。生产酒精的原料种类丰富,其中农作物秸秆是生产燃料酒精的主要原料,其生产流程如图所示。下列叙述错误的是( )
农作物秸秆糖液酒精
A.农作物秸秆预处理后,可选用纤维素酶催化其水解
B.利用秸秆生产酒精,秸秆中大部分的能量以热能的形式散失
C.酵母菌利用糖液发酵获得酒精,反应场所在细胞溶胶中
D.可用重铬酸钾溶液检测酒精,并根据灰绿色的深浅推测酒精的含量

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