内容正文:
第8讲 细胞呼吸的原料和应用
四层——高考考什么
四翼——高考怎么考
1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2.实验:探究酵母菌的呼吸方式。
1.本讲主要集中在对有氧呼吸与无氧呼吸、影响细胞呼吸的因素及应用等知识点的考查上。
2.试题常设置蔬菜的贮藏、种子萌发或休眠等真实的问题情境,对能力的考查多集中在识记、判断、分析、综合应用等方面。
考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
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+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2产生的多少,装置如图所示。
(3)检测酒精的产生:从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溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊程度高/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊程度低/慢
出现灰绿色
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)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
[重点整合]
细胞呼吸方式的判定
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如图所示。
(2)实验原理
(3)结果分析与判定
(4)物理误差的校正
为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,设置如图所示的丙装置(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外,其余均与乙装置相同。)
[考向突破]
考向 围绕探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理、过程、结果分析,考查科学探究的能力
1.(2021·广东卷)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2
C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇的最大产量
解析 图示为探究酵母菌进行无氧呼吸的装置示意图。酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇和CO2。检测乙醇的方法是:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。检测CO2的方法是:CO2可以使澄清的石灰水变混浊,也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。检测乙醇的生成,应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中,再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A错误;CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此乙瓶的溶液不会变成红色,B错误;健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布,C错误;乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关,因甲瓶中葡萄糖的量是一定,因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。
答案 D
2.(2018·天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是( )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C.若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
解析 在t1~t2时刻,单位时间内氧气的减少速率越来越慢,说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降,A正确;t3时刻,培养液中氧气的含量不再发生变化,说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸,此时主要进行无氧呼吸,t1和t3产生CO2的速率相同,所以单位时间内产生相同量的CO2,所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,因此t3时,溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快,B正确;图示所给温度是最适温度,此时酶的活性最高,反应速率最快,因此若降低温度,氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长,C错误;据图可知,酵母菌进行了无氧呼吸,无氧呼吸过程会产生酒精,酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色,D正确。
答案 C
3.(2021·枣庄三模)下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物,有关分析错误的是( )
A.甲装置可用于探究呼吸作用是否释放热量
B.乙装置有色液滴向左移动,说明种子萌发只进行有