2021版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第9讲细胞呼吸课件 65页

第 9 讲　细胞呼吸 考点一　细胞呼吸的方式和过程 研析教材 内化基本概念 1. 细胞呼吸 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 , 生成二氧化碳或其他产物 , 释放出能量并生成 的过程。 2. 有氧呼吸 (1) 概念 : 是指细胞在氧的参与下 , 通过多种酶的催化作用 , 把葡萄糖等有机物彻底氧化分解 , 产生 , 释放能量 , 生成 的过程。 氧化分解 ATP 二氧化碳和水 大量 ATP (2) 过程 (3) 写出有氧呼吸总反应式 ( 标出氧元素的来源与去向 ) 3. 无氧呼吸 (1) 概念 : 是指细胞在没有 的参与下 , 通过 的催化作用 , 把葡萄糖等有机物分解成 , 释放少量能量 , 生成少量 ATP 的过程。 (2) 场所 : 全过程是在 中进行的。 氧气 多种酶 不彻底的氧化产物 细胞质基质 (3) 过程 2C 2 H 5 OH+2CO 2 + 少量能量 2C 3 H 6 O 3 + 少量能量 (5) 产能情况 ①只在 释放少量能量 , 生成少量 ATP 。 ②葡萄糖分子的大部分能量存留在 中。 第一阶段 酒精或乳酸 [ 纠误诊断 ] (1) 有氧呼吸产生的 [H] 在线粒体基质中与氧结合生成水。 ( 　 　 ) 提示 : [H] 与氧结合生成水的过程发生在线粒体内膜上。 (2) 线粒体将葡萄糖氧化分解成 CO 2 和 H 2 O 。 ( 　 　 ) 提示 : 在线粒体中参与氧化分解的是丙酮酸。 (3) 检验酵母菌培养过程中是否产生 CO 2 , 可判断其呼吸方式。 ( 　 　 ) 提示 : 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生 CO 2 。 (4) 有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量 ATP 。 ( 　 　 ) 提示 : 有氧呼吸第二阶段产生少量的 ATP 。 (5) 无氧呼吸不需要 O 2 参与 , 最终有 [H] 的积累。 ( 　 　 ) 提示 : 无氧呼吸第二阶段消耗 [H],[H] 被用于还原丙酮酸。 (6) 人体剧烈运动时 , 吸收的氧气与释放的 CO 2 量相等。 ( 　 　 ) × × × × × √ 思考探究 培养科学思维 1. 据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程 (1) 反应①②③④中 , 必须在有氧条件下进行的是 , 可在人体细胞中进行的是 ( 填序号 ) 。 (2) 粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象 , 其原因是什么 ? . 。 (3) 如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的 CO 2 , 所消耗的葡萄糖之比为 。 (4) 如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸 , 消耗 O 2 的量要大于产生 CO 2 的量 , 其原因是什么 ? 提示 : 与葡萄糖相比 , 脂肪含 H 量高 , 因此有氧呼吸消耗 O 2 的量大于产生 CO 2 的量。 ② ①②④ 种子在有 氧呼吸过程中产生了水 1 ∶ 3 2. 细胞呼吸中能量的释放与去向 3. 比较有氧呼吸与无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 反应 条件 需要 __________ 不需要 O 2 , 需要酶 呼吸 场所 细胞质基质 、 、 ___________ ________________ 产物 ______________ 酒精和 CO 2 或乳酸 能量 释放 有机物彻底氧化分 解 , 释放大量能量 有机物分解不彻底 , 能量释放较少 相同点 实质 分解有机物 , 释放能量 , 生成 ATP 意义 ① 为 提供 能量 ; ② 为体内其他化合物的合成提供原料 联系 第 阶段 相同 O 2 、酶 线粒体基质 线粒体内膜 细胞质基质 CO 2 、 H 2 O 各项生命活动 一 4. 某同学做了如下实验 : 取 A 、 B 两支试管 , 在 A 管中加入煮熟的蚕豆子叶 ,B 管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液 ( 注 : 甲烯蓝氧化态为蓝色 , 接受氢后为无色 ), 一段时间后倒出溶液 , 两管中的子叶都呈蓝色 , 然后 , 两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油 ,37 ℃保温一段时间后 , 发现 A 管中的子叶不变色 ,B 管中的子叶蓝色变浅。请思考分析 : (1)B 管中子叶蓝色变浅的原因是什么 ? 提示 : B 管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。 (2)A 管子叶为什么不变色 ? 实验中设置 A 管的目的是什么 ? 提示 : A 管中子叶细胞死亡 , 无呼吸作用。实验中设置 A 管的目的是作对照。 题型突破 提升核心素养 题型一　细胞呼吸的类型和过程 1.( 2019· 全国 Ⅱ 卷 ) 马铃薯块茎储藏不当会出现酸味 , 这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是 ( 　 　 ) A. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖 B. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来 C. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 ATP D. 马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生 B 解析 : 马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸 , 没有葡萄糖 ; 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段是葡萄糖被分解成丙酮酸 , 丙酮酸在第二阶段转化成乳酸 ; 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段 , 会生成少量 ATP; 马铃薯块茎储藏时 , 氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸 , 酸味会减小。 2.( 2019· 河北衡水调研 ) 如图表示人体中细胞呼吸的过程 , 数字代表反应过程。下列叙述正确的是 ( 　 　 ) A. 过程①代表人体细胞中糖原或淀粉的水解 B. 过程②后 , 葡萄糖分子中少部分化学能存在于丙酮酸中 C. 过程③只发生在线粒体中 D. 过程④产生的乳酸可在原细胞中再生成葡萄糖 C 解析 : 人体细胞没有淀粉的水解过程 ; 过程②后 , 葡萄糖分子中大部分化学能存在于丙酮酸中 ; 人体细胞中过程③只发生在线粒体中 ; 肌肉细胞中产生的乳酸能在肝脏细胞中再生成葡萄糖 , 不能在肌肉细胞中再生成葡萄糖。 题后提升 细胞呼吸的场所与过程的四点提醒 (1) 不同生物无氧呼吸的产物不同 , 其直接原因在于催化反应的酶不同 , 根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (2) 细胞呼吸释放的能量 , 大部分以热能的形式散失 , 少部分以化学能的形式储存在 ATP 中。 (3) 人体内产生的 CO 2 只来自有氧呼吸 , 人体无氧呼吸的产物是乳酸 , 无 CO 2 。 (4) 无线粒体的真核生物 ( 或细胞 ) 只能进行无氧呼吸 , 如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 题型二　细胞呼吸方式的判断与综合 3.( 2019· 山东日照期末 ) 下列关于人体细胞呼吸 ( 呼吸底物为葡萄糖 ) 的叙述 , 错误的是 ( 　 　 ) A. 剧烈运动时产生的 CO 2 主要来自细胞质基质 B. 无氧呼吸可能会发生在含有氧气的一些细胞中 C. 有氧呼吸和无氧呼吸过程中的能量都是逐步释放的 D. 消耗等量的葡萄糖 , 无氧呼吸产生的 [H] 比有氧呼吸少 A 解析 : 人体细胞呼吸产生的 CO2 来自线粒体 , 剧烈运动时肌肉细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 , 无氧呼吸产生的是乳酸。 4.( 2019· 河北衡水调研 ) 将酵母菌置于 20 ℃和 40 ℃的密闭条件下 , 分别培养 6 h 和 12 h 后 , 酵母菌细胞呼吸产生的 CO 2 量的情况如下表所示。下列有关分析错误的是 ( 　 　 ) C 温度 20 ℃ 40 ℃ 培养时间 6 h 12 h 6 h 12 h CO 2 产生量 ++ +++ +++++ +++++ ( “ + ”的多少与 CO 2 产生量成正比 ) A. 一定条件下 , 酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生 CO 2 B. 在一定的范围内 , 温度升高 , 细胞呼吸酶的活性变大 , 相同时间内细胞呼吸产生的 CO 2 量增多 C.20 ℃条件下 , 酵母菌在前 6 h 消耗的葡萄糖的量比后 6 h 消耗的多 D.40 ℃条件下 , 培养酵母菌 6 h, 培养液中的葡萄糖可能已经被消耗完 解析 : 在一定条件下 , 酵母菌能进行无氧呼吸 , 也能进行有氧呼吸 ,CO 2 产生的场所分别为细胞质基质和线粒体 ; 一定温度范围内 , 呼吸酶的活性随着温度升高而升高 , 细胞呼吸速率随之加快 ;20 ℃条件下 , 随着 CO 2 产生量的增多 , 酵母菌无氧呼吸速率增大 , 但不知道无氧呼吸和有氧呼吸产生 CO 2 的比率 , 因而无法确定消耗的葡萄糖量 ;40 ℃条件下 ,6 h 和 12 h 产生的 CO 2 量相同 , 所以可能是葡萄糖被消耗完。 题后提升 细胞呼吸方式的判断依据 考点二　影响细胞呼吸的因素及应用 研析教材 内化基本概念 1. 温度 (1) 影响原理 : 温度通过影响 影响细胞呼吸速率。 酶的活性 (2) 曲线分析 : ① a 点为该酶的 , 细胞呼吸速率最快。 ②温度低于 a 时 , 随温度降低 , 酶活性 , 细胞呼吸受 。 ③温度高于 a 时 , 随温度升高 , 酶活性 , 甚至变性失活 , 细胞呼吸受抑制。 (3) 实际应用 ①保鲜 : 水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中 , 可延长保鲜时间。 ②促进生长 : 温室中栽培蔬菜时 , 夜间适当 温度 , 可降低细胞呼吸 , 减少有机物的消耗 , 提高蔬菜的产量。 2. 氧气 (1) 影响原理 :O 2 是有氧呼吸所必需的 , 且 O 2 对无氧呼吸过程有 作用。 最适温度 下降 抑制 下降 降低 抑制 (2) 曲线模型 ① O 2 浓度低时 , 呼吸占优势。 ②随 O 2 浓度增大 , 呼吸逐渐被抑制 , 呼吸不断加强。 ③当 O 2 浓度达到一定值后 , 随 O 2 浓度增大 , 有氧呼吸不再加强 ( 受呼吸酶数量等因素的影响 ) 。 (3) 应用 ①选用透气消毒纱布包扎伤口 , 抑制 等厌氧细菌的 呼吸。 ②作物栽培中的中耕松土 , 保证根的正常细胞呼吸。 ③提倡慢跑 , 防止肌细胞无氧呼吸产生 。 ④稻田定期排水 , 抑制 呼吸产生酒精 , 防止酒精中毒 , 烂根死亡。 3. 二氧化碳 (1) 影响原理 :CO 2 是细胞呼吸的终产物 , 积累过多会 细胞呼吸。 无氧 无氧 有氧 破伤风杆菌 无氧 乳酸 无氧 抑制 (2) 曲线分析 (3) 实际应用 保鲜 : 地窖中 CO 2 浓度高 , 有利于蔬菜水果的储存。 4. 水含量 (1) 影响原理 ①主要是间接影响 : 许多生化反应需在水中才能进行 , 自由水含量升高 , 细胞呼吸 。 ②直接影响 : 水是有氧呼吸的 之一。 (2) 实际应用 ①抑制细胞呼吸 : 晒干的种子 水含量降低 , 细胞呼吸减慢 , 更有利于储存。 ②促进细胞呼吸 : 浸泡种子有利于种子的萌发。 加快 反应物 自由 [ 纠误诊断 ] (1) 同一叶片在不同生长发育时期 , 其细胞呼吸速率相同。 ( 　 　 ) 提示 : 不同发育时期的叶片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。 ( 　 　 ) 提示 : 无 氧环境中 , 细胞无氧呼吸消耗的有机物较多。 (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。 ( 　 　 ) 提示 : 粮食种子应储藏在干燥环境中。 (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) 破伤风杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖 , 原因是伤口深处氧气缺乏。 ( 　 　 ) × × × √ √ 思考探究 培养科学思维 1. 下图是以糖类为细胞呼吸底物的植物器官氧气浓度影响细胞呼吸的曲线。请回答 : (1)O 2 浓度在 2.5% ～ 10% 时、在 10% 以上时 , 该器官的细胞呼吸方式有什么不同 ? 提示 : O 2 浓度在 2.5% ～ 10% 时 , 进行有氧呼吸和无氧呼吸 ;O 2 浓度在 10% 以上时 , 只进行有氧呼吸。 (2)O 2 浓度为 C 时 ,AB=BC, 此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的 CO 2 量相等 , 两者消耗的葡萄糖是不是也一样多 ? 提示 : 不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出 : 有氧呼吸时 ,1C 6 H 12 O 6 → 6CO 2 ; 无氧呼吸时 ,1C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 , 所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的 CO 2 量相等时 , 两者消耗的葡萄糖量之比是 1 ∶ 3 。 (3) 在保存蔬菜、水果时 , 应选择哪一点对应的 O 2 浓度 ? 为什么 ? 提示 : 应选择 R 点对应的 O 2 浓度 , 因为此时总 CO 2 释放量最少 , 有机物的损耗最少。 [ 深度思考 ] 大豆种子萌发过程中 , 氧气消耗量等于 CO 2 释放量时 , 大豆种子只进行有氧呼吸吗 ? 提示 : 大豆种子富含脂肪 , 而脂肪氧化分解时耗氧量大于 CO 2 释放量 , 故当二者相等时 , 大豆种子应该还在进行一定量的无氧呼吸。 2. 密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等 , 其原因是什么 ? 提示 : 密封的地窖 CO 2 浓度高 , 能够抑制细胞呼吸 , 减少有机物的消耗。 3. 夏季 , 池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象 , 原因是什么 ? 提示 : 黎明时分水中的溶解氧不足 , 水体表层的溶解氧相对较高 , 因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。 [ 深度思考 ] 为什么黎明时 , 水中的溶解氧不足 ? 提示 : 水体中的溶解氧主要来自水体中藻类植物的光合作用 , 夜间藻类植物的光合作用停止 , 而藻类和鱼的呼吸作用一直存在 , 溶解氧经一夜消耗 , 黎明时最低。 题型突破 提升核心素养 题型一　环境因素对细胞呼吸的影响 1.( 2019· 云南曲靖一中期末 ) 研究发现 , 冬小麦在秋冬受低温袭击时 , 呼吸速率先升高后降低。持续的冷害使根生长迟缓 , 吸收能力下降 , 但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是 ( 　 　 ) A. 冷害初期呼吸作用增强 , 有利于抵御寒冷 B. 持续低温使根细胞呼吸减弱 , 吸收矿质营养能力下降 C. 低温时细胞内结合水的比例上升 , 有利于适应低温环境 D. 持续低温使线粒体内氧化酶活性增强 , 促进淀粉分解为可溶性糖 D 解析 : 冷害初期呼吸作用增强 , 释放能量增加 , 利于抵御寒冷 ; 持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱 , 使细胞呼吸减弱 , 供能减少 , 吸收矿质营养能力下降 ; 低温时细胞内结合水含量增加 , 自由水含量降低 , 细胞液浓度升高 , 有利于适应低温环境 ; 持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱 , 使细胞呼吸减弱 , 氧化酶与淀粉分解无关。 2. 稻田长期浸水 , 会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如图。下列叙述正确的是 ( 　 　 ) A.Ⅰ 阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低 B.Ⅱ 阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高 C.Ⅰ 阶段和 Ⅲ 阶段呼吸速率下降的主要原因相同 D. 为避免幼根变黑腐烂 , 稻田宜在 Ⅱ 阶段前适时排水 D 解析 : 水稻幼根刚开始浸水时即 Ⅰ 阶段时 , 由于水中氧气的含量降低 , 有氧呼吸速率降低 , 有些细胞开始进行无氧呼吸 ; 随着浸泡时间的延长 , 在 Ⅱ 阶段时 , 有氧呼吸越来越弱 , 而无氧呼吸强度不断增强 ;Ⅰ 阶段由于水中氧气含量少 , 有氧呼吸速率降低 ,Ⅲ 阶段由于无氧呼吸使酒精积累 , 对植物根细胞产生毒害作用 , 导致无氧呼吸速率下降 ; 水稻幼根变黑腐烂是因为细胞进行无氧呼吸产生的酒精会毒害幼根 , 故应在 Ⅱ 阶段前适时排水。 题型二　细胞呼吸原理的应用 3.( 2018· 全国 Ⅱ 卷 ) 有些作物的种子入库前需要经过风干处理 , 与风干前相比 , 下列说法错误的是 ( 　 　 ) A. 风干种子中有机物的消耗减慢 B. 风干种子上微生物不易生长繁殖 C. 风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D. 风干种子中结合水与自由水的比值大 C 解析 : 风干种子细胞中自由水含量减少 , 细胞呼吸作用强度降低 , 有机物的消耗慢 ; 由于风干种子细胞中自由水含量减少 , 微生物不易在其上生长繁殖 ; 风干种子细胞中自由水的含量相对少 , 结合水与自由水的比值增大。 4.( 2019· 山东潍坊期中 ) 下列关于细胞呼吸原理应用的叙述 , 错误的是 ( 　 　 ) A. 稻田需要定期排水 , 防止幼根缺氧变黑腐烂 B. 提倡慢跑有助于避免肌细胞通过无氧呼吸大量积累乳酸和 CO 2 C. 利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气 D. 皮肤破损较深的患者 , 应及时到医院注射破伤风抗毒血清 B 解析 : 稻田需要定期排水 , 防止幼根缺氧进行无氧呼吸产生酒精伤害细胞 , 使根变黑腐烂 ; 提倡慢跑有助于避免肌细胞通过无氧呼吸产生乳酸 , 但肌肉细胞无氧呼吸不会产生 CO2; 乳酸菌是厌氧菌 , 因此利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气 ; 皮肤破损较深的患者 , 易感染厌氧型破伤风杆菌 , 应及时到医院注射破伤风抗毒血清。 题后提升 细胞呼吸原理的应用 (1) 在生产或生活实践中 , 若需要增强相关植物或其器官的细胞呼吸强度 , 可采取供水、升温、高氧等措施 ; 若需减弱细胞呼吸强度 , 可以采取干燥、低温、低氧等措施。 (2) 蔬菜、水果在储藏时都应在低温低氧条件下 , 种子应保持干燥 , 而蔬菜、水果应保持一定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准 , 一般为零上低温。 (3) 水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。 (4) 分析题目给定的生产生活实际情境 , 判断是需要促进细胞呼吸还是需要抑制细胞呼吸。例如 , 中耕松土 , 促进细胞呼吸 ; 储存种子 , 抑制细胞呼吸。 考点三　实验 : 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验基础 1. 实验原理 (1) 酵母菌是一种 真菌 , 在有氧和无氧条件下都能生存。 兼性厌氧 产物 试剂 现象 ( 颜色变化 ) CO 2 澄清的石灰水 __________ 溴麝香草酚蓝水溶液 _____________________ 酒精 酸性条件下橙色 的 溶液 _________________ (2) 产物检测原理 变混浊 蓝色→绿色→黄色 重铬酸钾 橙色→灰绿色 2. 实验过程 (1) 配制酵母菌培养液 : 酵母菌 + 质量分数为 5% 的 溶液 , 分别装入 A 、 B 两锥形瓶中。 葡萄糖 (2) 设计对比实验 : ①甲组中空气先通过 NaOH 溶液的目的是 。 ②乙组中 B 瓶先密封放置一段时间后 , 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是 。 ③ CO 2 检测 : 观察两组装置中澄清石灰水的变化。 ④酒精检测 : 取 A 、 B 瓶中滤液各 2 mL 分别注入两支干净的试管中 , 向两试管中分别滴加 0.5 mL, 并振荡 , 观察试管中溶液的颜色变化。 除去空气中的 CO 2 耗尽瓶中原有的氧气 酸性重铬酸钾溶液 (3) 检测及实验现象 : 条件 澄清石灰水 变化快慢 酸性重铬酸 钾溶液颜色 甲组 ( 有氧 ) ______________ 橙色 乙组 ( 无氧 ) _______________ ____________ 变混浊快 变混浊慢 灰绿色 3. 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 。 产生 CO 2 多而快 产生酒精 , 还产生少量的 CO 2 重点透析 1. 实验装置 : 甲组探究酵母菌的有氧呼吸 , 乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验 , 设置的是有氧、无氧条件。 2. 无关变量控制 (1) 通入 A 瓶的空气中不能含有 CO 2 , 以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的 CO 2 所致。 (2)B 瓶应封口放置一段时间 , 待酵母菌将 B 瓶中的氧气消耗完 , 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 , 确保通入澄清石灰水中的 CO 2 是酵母菌无氧呼吸产生的。 题型演练 题型一　考查实验原理和操作 1.( 2019· 河北衡水金卷 ) 下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述正确的是 ( 　 　 ) A. 选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌是自养兼性厌氧型微生物 , 易于培养 B. 通过设置有氧 ( 对照组 ) 和无氧 ( 实验组 ) 的对照 , 易于判断酵母菌的呼吸方式 C. 将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查 , 确保不漏气 D. 实验的因变量是澄清石灰水是否变混浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化 C 解析 : 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中 , 选择酵母菌作为实验材料是因为酵母菌具有兼性厌氧且易于培养的特点 , 但它不是自养型生物 ; 在该实验中所设置的有氧组和无氧组都是实验组 , 是为了相互对比 , 易于判断酵母菌的呼吸方式 ; 为了保证实验结果的准确性 , 将进气管、排气管与锥形瓶连接后通常需要进行气密性检查 , 确保不漏气 ; 本实验的因变量是酵母菌 CO2 产生的快慢和是否有酒精生成。 2.( 2019· 山西太原月考 ) 下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置 , 有关说法错误的是 ( 　 　 ) A. 有氧条件下的装置序号依次是④→①→③ , 一般④前需接橡皮球或气泵 B. 无氧条件下的装置序号依次是②→③ , 一般需将②瓶放置一段时间后再连通③ C. 若溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 , 则说明有 CO 2 产生 D. ③瓶中的澄清石灰水还可以用酸性重铬酸钾溶液替代 , 以检测是否产生 CO 2 D 解析 : 设置有氧条件要通入空气 , 并且要除去空气中的 CO 2 , 防止 CO 2 对实验结果造成干扰 , 所以有氧条件下的装置序号是④→①→③ ; 为了避免锥形瓶空气中 CO 2 和 O 2 对实验的影响 , 需先放置一段时间 , 再由②连接③ ; 溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 , 则说明有 CO 2 产生 ; 酸性重铬酸钾溶液用来检测酒精 , 不能检测 CO 2 。 题型二　实验拓展考查 3.( 2019· 河北衡水金卷 ) 某同学为了探究酵母菌的细胞呼吸方式 , 将少量的酵母菌混入适量的面粉揉成光滑面团后均等分装在 2 个洁净的塑料袋中 , 一组充满空气 ( 甲组 ), 一组则排净空气 ( 乙组 ), 扎紧袋口后放在相同且适宜的环境中观察 20 ～ 30 min 。下列叙述不正确的是 ( 　 　 ) A. 一段时间后甲组的塑料袋内壁有水珠出现 , 面团变湿润 B. 该实验中甲组为实验组 , 乙组为对照组 C. 若放置的时间足够长 , 甲组也会产生酒精 D. 该实验应选择大小合适、气密性良好的塑料袋 B 解析 : 甲组充满空气 , 因此其中的酵母菌进行的是有氧呼吸 , 而有氧呼吸能产生水 , 因此一段时间后甲组的塑料袋内壁有水珠出现 , 面团变湿润 ; 该实验为对比实验 , 甲和乙相互对照 ; 若放置的时间足够长 , 甲组中空气会被消耗完 , 酵母菌会因缺氧进行无氧呼吸而产生酒精 ; 该实验应选择大小合适、气密性良好的塑料袋 , 防止漏气对实验产生影响。 4 .(2019· 河南洛阳月考 ) 某实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计如图所示的实验装置。实验中 , 先向气球中加入 10 mL 酵母菌培养液 , 再向气球中注入一定量的氧气 , 扎紧气球 , 置于装有 20 ℃温水的烧杯中 , 再将整个装置置于 20 ℃的恒温水浴中 , 记录实验开始 30 min 后烧杯中液面变化量。下列叙述错误的是 ( 　 　 ) A. 若酵母菌进行了无氧呼吸 , 则液面应该下降 B. 该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度” C. 若 30 min 后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸 D. 需设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照 A 解析 : 若酵母菌进行了无氧呼吸 , 无氧呼吸不吸收氧气 , 但是释放二氧化碳 , 因此会导致气球的体积增大 , 烧杯中的液面应该上升 ; 可设置多个该实验装置 , 自变量为不同梯度的温度 , 因变量为烧杯液面上升的高度 , 用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度” ; 有氧呼吸过程中吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量 , 而无氧呼吸只释放二氧化碳 , 因此若 30 min 后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸 ; 需设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照 , 以校对物理因素对实验结果的影响。 科学探究系列 3 验证性实验和探究类实验的一般步骤 素能培养 1. 探究性实验与验证性实验的比较 验证性实验 探究性实验 实验目的 验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论已经明确 探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论存在多种可能 实验假设 结论已知 , 不需假设 对探究的问题提出一种可能 实验原理 由验证内容决定 由探究内容决定 实验步骤 ① 分组编号 ; ② 实验处理 ( 对实验组和对照组的处理 , 除单一变量外 , 其他条件、因素等完全相同 ); ③ 观察、记录实验现象 , 收集整理实验数据 ① 分组编号 ; ② 实验处理 ( 对实验组和对照组的处理 , 除单一变量外 , 其他条件、因素等完全相同 ); ③ 观察、记录实验现象 , 收集整理实验数据 实验现象 只有一种情况 存在多种可能 结果预测 对确定的结果进行描述 对多种可能进行描述 实验结论 要验证的问题 肯定或否定假说 2. 实验设计时的一般步骤 第一步 : 取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种生物材料 , 取材时要注意数量和生长发育状态相同 ; 用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出 , 要结合实验的目的和原理合理利用。 第二步 : 相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照 ( 注意 : 单一因素不同 , 其他因素相同且最适 ) 。 第三步 : 进一步做相同处理 ( 其他因素相同且最适 ) 。 第四步 : 检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象 , 观察实验现象 , 记录、统计、比较实验数据。如果实验现象是隐蔽的 , 必须找出具体的检测方 法 , 以显现实验结果 , 便于观察。 1.( 2019· 云南师大附中模拟 ) 为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况 , 现从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验 ( 除下表所示不同外 , 其他条件相同且适宜 ) 。 针对训练 组别 步骤一 步骤二 步骤三 1 加入线粒体 加入葡萄糖 加入溴麝香草酚蓝水溶液 , 一段时间后观察溶液颜色的变化情况 2 加入线粒体 加入丙酮酸 据此回答下列问题 : (1) 从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是 　　　　　　 。   (2) 请预期两组实验的实验结果 , 并简述判断理由 ( 实验结果中要写出具体的颜色变化 ):     　 。   解析 : (1) 分离细胞器常用的方法是差速离心法。 (2) 第 1 组线粒体不能利用葡萄糖 , 故溶液颜色不变 ; 第 2 组线粒体能够利用丙酮酸 , 完成有氧呼吸的第二、三阶段 , 其中第二阶段产生 CO 2 , 故第 2 组溶液由蓝变绿再 变黄。 答案 : (1) 差速离心法 (2) 第 1 组溶液为蓝色 , 第 2 组溶液颜色由蓝变绿再变黄 , 第 1 组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用 , 所以无 CO 2 生成 , 第 2 组丙酮酸可进入线粒体被利用 , 生成 CO 2 2.( 2019· 山东德州月考 ) 甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图 Ⅰ 、图 Ⅱ 装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题 : (1) 甲利用图 Ⅰ 装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。 材料用具 :500 mL 保温桶、温度计、活性酵母菌、 0.1 mol/L 葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。 实验步骤 : ①取 A 、 B 两套装置按下表的设计进行实验。 装置 步骤一 步骤二 步骤三 A 加入 200 mL 的葡萄糖溶液 加入 10 g 活性酵母菌 X B 加入 200 mL 煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y 加入石蜡油铺满液面 则 X 是 　　　　　　　　　 ;Y 是 　 。   解析 : (1)① 分析表中相关内容 , 考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则 , 本实验的自变量为是否含有氧气 , 其他都是无关变量 , 要求相同且适宜。因此 X 处应填 : 不加入石蜡油 ( 或通入氧气 ), 目的是给酵母菌创造有氧环境。 Y 处应填 : 加入 10 g 活性干酵母 , 排除无关变量的影响。 答案 : (1) ①不加入石蜡油 ( 通入氧气 ) 　加入 10 g 活性酵母菌　 ② B 装置中步骤一的主要目的是 　　　　　　 , 这是控制实验的 　　　　 变量。 实验结果 : 略。 (2) 乙利用图 Ⅱ 装置 ( 橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管 ) 探究酵母菌的细胞呼吸类型。 ①想得到实验结论还必须同时设置对照实验 , 假设该装置编号为 Ⅲ, 则装置 Ⅲ 除用 　　　　　　 代替 NaOH 溶液外 , 其他设计与装置 Ⅱ 相同。   解析 : ② B 装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气 , 氧气有无属于自变量。 (2)① 图 Ⅱ 装置中氢氧化钠吸收二氧化碳 , 红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的 ; 探究呼吸方式 , 同时设置对照实验 , 装置 Ⅲ 除用等量清水代替氢氧化钠外 , 其他设计与装置 Ⅱ 相同。 答案 : ②去除氧气　自 (2) ①等量清水 ②检测酵母菌细胞呼吸是否产生 CO 2 时 , 可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。 CO 2 可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是 　　　　 　　　　 。   解析 : ② CO 2 可使澄清的石灰水变混浊 ;CO 2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 答案 : ②由蓝变绿再变黄 ③写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论 : 若装置 Ⅲ 中红色液滴向右移 , 装置 Ⅱ 中红色液滴不移动 , 说明酵母菌只进行无氧呼吸 ; 若 　 , 说明酵母菌只进行有氧呼吸 ; 若 　 , 说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 解析 : ③装置 Ⅱ 烧杯内是氢氧化钠溶液 , 氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳 , 所以装置测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量。装置 Ⅲ 烧杯内是清水 , 清水不能吸收气体 , 也不释放气体 , 该装置测量的是细胞呼吸释放的二氧化碳的量和消耗氧气的量的差值 , 如果气体体积增加 , 说明酵母菌进行无氧呼吸。所以若装置 Ⅱ 中红色液滴不移动 , 装置 Ⅲ 中红色液滴向右移动 , 说明酵母菌只进行无氧呼吸 ; 若装置 Ⅲ 中红色液滴不移动 , 装置 Ⅱ 中红色液滴向左移动 , 说明酵母菌只进行有氧呼吸 ; 若装置 Ⅲ 中红色液滴向右移动 , 装置 Ⅱ 中红色液滴向左移动 , 说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 答案 : ③装置 Ⅲ 中红色液滴不移动 , 装置 Ⅱ 中红色液滴向左移　装置 Ⅲ 中红色液滴向右移 , 装置 Ⅱ 中红色液滴向左移 课堂小结 [ 构建知识网络 ] [ 强化思维表达 ] 3. 有氧呼吸三个阶段均能产生 ATP, 第三阶段产生 ATP 最多。 4. 有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。 5. 有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物 , 释放能量 , 形成 ATP 。 6. 不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。 7.O 2 抑制细胞无氧呼吸 , 促进细胞有氧呼吸。