2026届高三生物一轮复习讲义 第9讲　第3课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式及相关实验拓展

第3课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式及相关实验拓展 考点一　实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式(实验·探究类) 必备知识 1.实验原理 (1)酵母菌在　　　　和　　　　的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。   (2)产物检测原理 产物 试剂 现象(颜色变化) CO2 澄清的石灰水 　　　　  溴麝香草酚蓝溶液 　　　　　　　  酒精 酸性条件下橙色的　　　　　　溶液  　　　　　　　  2.实验过程 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌+　　　　溶液)。  (2)设计实验,检测CO2产生的多少,装置如图所示。 【分析】 ①实验装置甲探究酵母菌的　　　　　　,乙探究酵母菌的　　　　　　。  ②甲、乙两组为对比实验,自变量是　　　　　。因变量为　　　　　　　　　　　　　。  ③无关变量的消除:装置甲中空气先通入NaOH溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。装置乙中B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,目的是　　　　　　　　　　　　　　　,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。  (3)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) 变浑浊程度高/快 　　　　  乙组(无氧) 变浑浊程度　　　  出现　　　　  [注意]葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,所以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　　　　多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生　　　　　　。  考点易错·明辨析 (1)在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中利用了对比实验的研究方法。(　) (2)“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,可通过酸性重铬酸钾判定酵母菌是否进行无氧呼吸。(　) (3)“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,自变量是O2的有无,无氧条件的组别为对照组。(　) (4)酸性重铬酸钾可以代替澄清石灰水进行CO2的检测。(　) (5)用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2时,溶液颜色由蓝变黄再变绿。(　) 典型例题 1.为探究酵母菌细胞呼吸的方式,某研究小组利用图中a、b、c、d装置进行实验。下列叙述错误的是(　) A.若探究无氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b B.若探究有氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c→b→a→b C.可在b瓶中加入酸性重铬酸钾用于检测是否产生酒精 D.不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式 2.[2024·广东深圳模拟] 某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,做了以下两组实验:用注射器A缓慢吸入 25 mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,再吸入 25 mL无菌氧气,密封;用注射器 B缓慢吸入 25 mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,密封。将两注射器置于 25 ℃的水浴锅中保温一段时间,以下说法错误的是(　) A.当观察到注射器 A 中的总体积大于50 mL 时,说明酵母菌进行了无氧呼吸 B.取注射器 B中的适量液体,滴加少量酸性重铬酸钾溶液,溶液颜色由橙色变为灰绿色 C.将注射器 A 中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中,可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 D.当注射器 A、B中的总体积均为 50 mL时,两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同 考点二　探究细胞呼吸方式的实验拓展(迁移·提能类) 重点难点 1.探究细胞呼吸方式的实验装置 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): (1)装置一中加入NaOH溶液的目的是　　　　　　　　,根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。  (2)装置二中着色液滴移动的距离代表呼吸作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)预测实验结果和结论 实验结果 结论 装置一 着色液滴 装置二 着色液滴 不动 不动 只进行产生　　　　的　　呼吸或种子已经死亡  不动 右移 只进行产生　　　　的　　呼吸  左移 右移 进行有氧呼吸和产生　　　　的无氧呼吸  左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生　　　　的无氧呼吸  左移 左移 种子进行有氧呼吸时,底物中除糖类外还含有脂质 (4)物理误差的校正 为使实验结果更加精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与图中装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余条件均相同。 2.种子萌发时呼吸速率的测定 (1)实验装置 (2)指标及原理 ①指标:细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。 ②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,刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的距离即表示　　　　　　。  (3)误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②如果实验材料是种子,为避免微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰,应对装置进行　　　　处理,对所测种子进行　　　　处理。  ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置　　　　实验,将所测的生物材料　　　　(如将发芽的种子　　　　),其他条件均不变。  (4)实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系 脂肪含碳、氢量高,含氧量低,等质量的脂肪与糖类相比,脂肪氧化分解时耗氧量高。因此以脂肪为底物进行有氧呼吸时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。 典型例题 1.[2024·福建龙岩模拟] 如图所示,在b瓶和d瓶中放入适量萌发的水稻种子,用于探究水稻种子萌发过程的呼吸方式,下列叙述正确的是(　) A.a 瓶内左侧玻璃管不一定要插入 NaOH 溶液的液面下 B.短时间内b 瓶和d 瓶的温度会升高,且 b 瓶温度升高更快 C.c 瓶中澄清石灰水变浑浊,说明 b 瓶内的种子只进行有氧呼吸 D.d 瓶内换成等质量的马铃薯块茎也可观察到相同的现象 2.[2024·广东肇庆模拟] 呼吸商(RQ=释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸商的装置如图。实验开始前,着色液滴均停留在初始位置,然后关闭活塞,在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离,设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。已知该种子无氧呼吸产物为酒精和CO2。下列说法错误的是(　) A.若测得 x=50 mm,y=-50 mm, 则该发芽种子的呼吸商是2 B.若发芽种子仅进行有氧呼吸, 且呼吸商小于1,则分解的有机物中可能有脂肪 C.若呼吸底物为葡萄糖,装置1液滴右移、装置2液滴左移 D.为保证数据的科学性,可增加放入灭活发芽种子的装置,其他条件不变 经典真题·明考向 1.[2022·北京卷] 在北京冬奥会的感召下,一队初学者进行了3个月高山滑雪集训,成绩显著提高,而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度,结果如图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内(　) A.消耗的ATP不变 B.无氧呼吸增强 C.所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D.骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 2.[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 3.[2024·贵州卷] 农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题。 (1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;参与有氧呼吸的酶是　　　　(填“甲”或“乙”)。  (2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是　　　　　　;水淹第3 d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的　　　　　倍。  (3)若水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式 及相关实验拓展 考点一 ● 必备知识 1.(1)有氧　无氧　(2)变浑浊　蓝色→绿色→黄色　重铬酸钾　橙色→灰绿色 2.(1)葡萄糖　(2)①有氧呼吸　无氧呼吸 ②有氧、无氧条件　CO2的产生速率;酒精的有无　③吸收空气中的CO2,以排除空气中CO2对实验结果的影响　让酵母菌将B瓶中的氧气消耗尽　(3)无变化　低/慢　灰绿色　(4)CO2　酒精和CO2 【考点易错】 (1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× [解析] (3)实验中有氧和无氧两组均为实验组,形成对比实验。(4)酸性重铬酸钾可以用于检测酒精,不能检测CO2。(5)用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2时,溶液颜色由蓝变绿再变黄。 ● 典型例题 1.C　[解析] 酵母菌无氧呼吸不消耗氧气,但产生二氧化碳,故若探究无氧呼吸可选择的装置及连接顺序为d→b(检测二氧化碳),A正确;有氧呼吸消耗氧气,产生二氧化碳,故若探究有氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c(除去空气中的二氧化碳)→b(检测空气中的二氧化碳是否除尽)→a→b(检测二氧化碳),B正确;检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精,鉴定酒精时,应从d瓶中取少许培养液的滤液,加入酸性重铬酸钾溶液,观察颜色变化来判断有无酒精产生,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳,从而使澄清石灰水变浑浊,故不能通过装置中的b瓶是否变浑浊来判断呼吸方式,D正确。 2.D　[解析] 若酵母菌只进行有氧呼吸,气体体积不变,而注射器A中的总体积大于50 mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸,A正确;注射器B中酵母菌进行无氧呼吸产生了酒精和CO2,酒精可以与酸性重铬酸钾溶液反应,溶液颜色由橙色变为灰绿色,B正确;注射器A中的气体包括二氧化碳,将其通入溴麝香草酚蓝溶液中,溶液颜色会由蓝变绿再变黄,C正确;当注射器A、B中的总体积均为50 mL时,注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸,注射器B中酵母菌只进行无氧呼吸,后者产生了25 mL的CO2,前者产生的CO2量≤25 mL,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,前者消耗的葡萄糖的量更少,D错误。 考点二 ● 重点难点 1.(1)吸收二氧化碳　(2)消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值　(3)乳酸　无氧 酒精和CO2　无氧　酒精和CO2　乳酸 2.(2)呼吸速率　(3)避免植物的光合作用干扰呼吸速率的测定　灭菌　消毒　对照　灭活　煮熟 ● 典型例题 1.B　[解析] 据图分析,装置甲控制有氧条件,装置乙控制无氧条件,澄清石灰水用于检测细胞呼吸产生的二氧化碳,a 瓶内左侧玻璃管要插入 NaOH 溶液的液面下,保证空气中的二氧化碳被充分吸收,A错误;呼吸作用会散失热量,短时间内b 瓶和d 瓶的温度会升高,且 b 瓶中种子主要进行有氧呼吸,散失热量较多,温度升高更快,B正确;c 瓶中澄清石灰水变浑浊,只能说明b瓶中的种子进行呼吸作用产生了CO2,不能排除 b 瓶内的种子进行无氧呼吸的可能,C错误;马铃薯块茎无氧呼吸的产物为乳酸,不产生二氧化碳,D错误。 2.C　[解析] 根据题意和图示分析可知:装置1的试管内装有NaOH溶液,吸收呼吸作用释放的二氧化碳,因此装置1中液滴的移动是由装置中氧气的变化决定的;装置2中无NaOH溶液,液滴的移动是由氧气的变化与二氧化碳的变化共同决定的,二氧化碳的释放量是装置2与装置1液滴移动的距离差。若测得x=50 mm,y=-50 mm,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,细胞呼吸产生的二氧化碳量可表示为50-(-50)=100 mm,消耗的氧气量可表示为50 mm,呼吸商是100÷50=2,A正确。由于脂肪中的碳和氢含量高,若发芽种子仅进行有氧呼吸,且呼吸商小于1,则分解的有机物可能含脂肪,B正确。若呼吸底物为葡萄糖,当发芽种子只进行有氧呼吸,装置1液滴左移,装置2液滴不移动;当发芽种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,则装置1液滴左移,装置2液滴右移;当发芽种子只进行无氧呼吸,装置1液滴不移动,装置2液滴右移,C错误。为保证数据的科学性,还应再设置对照装置,增加放入灭活发芽种子的装置,排除物理因素对实验结果的影响,D正确。 经典真题·明考向 1.B　[解析] 根据题中信息“滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化”可知,受训者有氧呼吸产生的ATP基本不变,根据柱形图可知,受训者集训后血浆中乳酸浓度比集训前显著增多,说明无氧呼吸增强,受训者无氧呼吸产生的ATP增多, 故受训者消耗的ATP总量增多,A、C错误,B正确;消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸,滑雪过程中受训者单位时间内无氧呼吸增强,故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少,D错误。 2.C　[解析] 探究酵母菌进行的是有氧呼吸还是无氧呼吸或两者均有的实验,酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是实验的无关变量,A错误;酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量,B错误;酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,但消耗等量的葡萄糖产生CO2的量不同,此外,酵母菌的无氧呼吸还产生酒精,故可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标,C正确;有氧呼吸中葡萄糖氧化分解彻底,释放的能量多,无氧呼吸中葡萄糖氧化分解不彻底,还有许多能量储存在酒精中,释放的能量少,D错误。 3.(1)需要氧气参与;有机物彻底氧化分解;释放大量能量,生成大量ATP　乙 (2)O2的含量　3 (3)无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失 [解析] (1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。(2)在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。水淹第3 d时,根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,有氧呼吸需要消耗氧气,所以有氧呼吸葡萄糖消耗量相对值为1/3,根据细胞呼吸反应式可知,有氧呼吸的CO2释放量为0.2 μmol·g-1·min-1,则无氧呼吸产生0.2 μmol·g-1·min-1 CO2,消耗葡萄糖量相对值为1,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,原因有无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失。 学科网（北京）股份有限公司 $$