内容正文:
重难加强课2 细胞呼吸类型的判断与实验探究
类型一 根据反应场所、反应物和生成物及量的关系判断
[典例体验1] (2019·浙江选考)生物利用的能源物质主要是糖类和油脂,油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是( )
A.将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中,上述比值低于1
B.严重的糖尿病患者与其正常时相比,上述比值会降低
C.富含油脂的种子在萌发初期,上述比值低于1
D.某动物以草为食,推测上述比值接近1
A [果蔬中利用的能源物质为糖类,储藏与充满氮气的密闭容器中,果蔬基本进行厌氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,因此,二氧化碳和氧气的比值大于1,A错误;严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少,产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低,B正确;富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质,故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1,C正确;某动物以草为食,则主要的能源物质为糖类,则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1,D正确。]
[归纳总结]
1.反应物和产物
①消耗氧气或产物中有水,一定是需氧呼吸。
②产物中有酒精或乳酸,一定是厌氧呼吸。
2.物质的量的关系
①无CO2产生:乳酸发酵。
②不消耗O2,但产生CO2:酒精发酵。
③消耗O2量=产生CO2量:需氧呼吸。
④消耗O2量<产生CO2量:需氧呼吸、无氧呼吸。
根据产生CO2与消耗O2的多少,又分为以下三种情况:
V(CO2)/V(O2)=4/3
需氧呼吸=厌氧呼吸
V(CO2)/V(O2)>4/3
需氧呼吸<厌氧呼吸
V(CO2)/V(O2)<4/3
需氧呼吸>厌氧呼吸
3.反应的场所
①真核生物体内若只在细胞质基质中进行,则为厌氧呼吸。
②若有线粒体参与,则存在需氧呼吸。
[对点集训1] 测定下列哪一项,可简便而且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式( )
A.有无酒精生成
B.有无水生成
C.有无有机物消耗
D.O2消耗量与CO2生成量的比值
D [O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确测定,若二者比值等于1,则小麦种子进行的是需氧呼吸,若比值为0,则小麦种子进行的是厌氧呼吸,若比值在0~1之间,则小麦种子需氧呼吸和厌氧呼吸同时存在。]
[典例体验2]
如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。
(1)请填写下表:
红色液滴移动情况
结论
Ⅰ.向________移动
进行需氧呼吸,同时可能进行厌氧呼吸
Ⅱ.不移动
_______________________________________________
(2)如果要确定酵母菌只进行需氧呼吸,应如何完善。
实验设计:_____________________________________________________。
预测实验现象:_________________________________________________。
(3)为了纠正环境因素对该装置引起的误差,必须另一装置进行校正。则装置锥形瓶中放置________________________,小烧杯内放置________________,其他处理与实验组完全相同。
解析 (1)图中的NaOH溶液可以吸收酵母菌呼吸作用释放的CO2,当酵母菌只进行需氧呼吸时,消耗容器内的O2,红色液滴向左移动;当酵母菌只进行厌氧呼吸时,不消耗容器内的O2,红色液滴不移动;酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸时,红色液滴向左移动。(2)如果要确定酵母菌只进行需氧呼吸,将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同,当液滴不移动时,说明酵母菌只进行需氧呼吸。
答案 (1)Ⅰ.左 Ⅱ.只进行厌氧呼吸
(2)将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同 液滴不移动
(3)等量的经消毒的死酵母菌 等量的NaOH溶液
[归纳总结]
1.实验设计
欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示:(以发芽种子为例)
2.实验结果预测和结论
实验现象
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的厌氧呼吸
左移
右移
进行需氧呼吸和产生酒精的厌氧呼吸
左移
不动
只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸
提醒 为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的发芽种子”代替“发芽种子”,其余均相同。
[对点集训2] (多选)如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌