内容正文:
第8讲 细胞呼吸的原理和应用
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.活动:探究酵母菌的呼吸方式。
[对应学生用书P64]
考点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
2.研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。
3.实验过程
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(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)设计对比实验
①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是除去空气中的CO2。
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耗尽瓶中原有的氧气。
③变量分析
A.自变量为氧气的有无。
B.因变量为CO2产生的速率;酒精产生的速率。CO2的鉴定:CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定:酒精与橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下发生化学反应,变成灰绿色。
C.无关变量:温度、试剂用量等,要遵循等量原则。
④CO2检测:观察两组装置中澄清石灰水的变化。
⑤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溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%),并轻轻振荡,观察试管中溶液的颜色变化。由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,
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应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
4.实验结果
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。
基础诊断
(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式 (×)
(2)在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄 (×)
(3)检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测 (√)
(4)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的混浊程度判断细胞呼吸的方式 (√)
(5)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精 (√)
(6)对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比 (×)
教材拓展
1.(必修1 P90“问题探讨”)利用酵母菌生产葡萄酒时,酒精含量不会一直增加,当达到 12%~16%时,发酵就停止了,其原因最可能是什么?
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提示:酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下,随着发酵产物(如酒精)增多,营养物质减少及酸碱度发生变化等,其繁殖速度逐渐下降,死亡率逐渐上升, 酒精发酵最终会停止。
2.(必修1 P90“探究·实践”拓展)重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可以有什么用处,请举一例。
提示:这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是让司机呼出的气体直接接触到经硫酸处理过的重铬酸钾,如果呼出的气体中含有酒精,重铬酸钾会变成灰绿色。
1.“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(以发芽种子为例)。
(2)实验原理
①装置一:NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。
②装置二:着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。
(3)实验结果及结论
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸
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不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
(4)实验的注意事项和误差校正
①注意事项:若所放植物组织为绿色组织,整个装置必须遮光处理,否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰,应将装置及所测材料进行灭菌处理。
②误差校正:为使实验结果准确,防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,还应设置对照(装置三)。对照实验中将所测定的生物材料灭活(将种子煮熟),其他条件均不变。
考向1 探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理、过程和结果分析
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