2025届高三生物一轮复习课件：细胞呼吸的影响因素及其应用

第10课时　 细胞呼吸的影响因素及其应用 课标要求 1.细胞呼吸原理的应用。 2.实验：探究酵母菌呼吸方式。 考情分析 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式 2023·浙江1月选考，16；2022·重庆卷，12；2022·河北卷，4 2.细胞呼吸的影响因素及应用 2024·湖北卷，1；2024·甘肃卷，3； 2023·新课标卷，2；2023·山东卷，4； 2022·浙江6月选考，12；2022·北京卷，3；2022·海南卷，10 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 1.实验材料 酵母菌是探究呼吸方式的理想材料。酵母菌单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 酵母菌在有氧条件下进行呼吸作用能产生大量的CO2，在无氧条件下进行呼吸作用能产生酒精和CO2。 在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。 2.实验原理 实验的自变量： 细胞呼吸的条件--氧气的有无 实验的因变量： 细胞呼吸的产物 实验的无关变量： 培养时间、培养温度和酵母菌的活性等 实验原理：呼吸产物的检测 CO2的检测： ①澄清的石灰水：澄清→浑浊 ②溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄 酒精的检测： 酸性（浓硫酸）重铬酸钾溶液： 橙色→灰绿色 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 3.实验装置 有氧呼吸装置图 质量分数10%的NaOH溶液 酵母菌培养液 澄清的石灰水 气泵 吸收空气中CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰。 无氧呼吸装置图 酵母菌培养液 澄清的石灰水 无氧呼吸装置图 密封放置一段时间后再连通澄清石灰水，目的是耗尽培养瓶中的O2。 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 4.实验步骤 （1）配置酵母菌培养液。 （2）装置组装，检测CO2的产生。 （3）检测酒精的产生：自两组酵母菌培养液中各取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。 由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，实验应如何处理？ 应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 5.实验结果及结论 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 有氧 无氧 变混浊、程度高／快 不变灰绿色 变混浊、程度低／慢 出现灰绿色 实验结论：酵母菌有氧条件下产生大量CO2；无氧条件下产生酒精和少量CO2 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 2.对比实验 有氧呼吸装置图 质量分数10%的NaOH溶液 酵母菌培养液 澄清的石灰水 气泵 无氧呼吸装置图 酵母菌培养液 澄清的石灰水 无氧呼吸装置图 设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的分析比较，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。 对比实验中的对照属于相互对照。 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式（教材P90-91） 对照实验的类型 对照类型 对照组和实验组的设置 空白对照 自身对照 相互对照 条件对照 对照组为常态下不作处理的组别，实验组为施加实验变量处理的组别。 实验处理前的组别为对照组，实验处理后的组别为实验组。 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。 即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。 阳性对照和阴性对照 指按照实验方案一定会出现正面预期结果的对照。即实验材料、处理是确定的，会呈现出所期望的阳性反应。 是指按照实验方案一定不会出现正面预期结果的对照实验。即实验材料、处理是确定的，不会呈现出所期望的阳性反应。 阳性对照 阳性对照 目的：验证实验系统（试剂、操作等）的有效性。若阳性对照结果出现假阴性，则说明实验操作或实验设计不合理。 目的：排除实验操作或实验试剂引起的假阳性。 常见阴性对照组实验包括：①溶剂对照；②假手术对照；③安慰剂处理；④缺失突变体对照。⑤抑制剂对照，使研究对象的生理过程或功能处于“空白”状态等。 注意： 空白对照≠阴性对照 ①空白对照没加处理因素，阴性对照往往加的是另外的处理因素； ②阴性对照看“预期结果”，空白对照看“处理因素”； ③阴性对照有时候也可以是一种空白对照。在动物实验中空白对照组可以是用生理盐水等代替所要加入的溶液，在植物实验中可以是用蒸馏水等代替所要加入的溶液，在微生物实验中可以是用无菌水等代替所要加入的溶液。 探究药物X对糖尿病小鼠的降糖效果 组别 1 2 3 4 小鼠 糖尿病模型鼠 正常小鼠 糖尿病模型鼠 糖尿病模型鼠 处理 饲喂生理盐水+X 饲喂生理盐水 饲喂生理盐水 饲喂生理盐水+某种已知的降糖药W 对照类型 实验组 空白对照 突出正常动物与疾病动物之间的差别。 阴性对照 观察与治疗组相比，药效如何在患病状态动物上表现。 阳性对照 对比X与阳性药物W相比是否有效。 练习：（P68改编） 对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。下列教材实验中属于对比实验的实例有___________(填标号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式； ②鲁宾和卡门的同位素标记法实验； ③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验； ④比较过氧化氢在不同条件下的分解 ⑤模拟生物体维持pH的稳定 ①②③⑤ 练习：（P69） (2023·浙江1月选考，16)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 C 练习：（P69） (多选)(2025·湖南长沙高三诊断)某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题，设计如图实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌的培养液，后向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有30 ℃温水的烧杯中，用重物拴住并固定，再将整个装置置于30 ℃的恒温箱中，下列说法正确的是(　 　) A.实验开始30 min后烧杯内液面发生了变化，说明酵母菌 只进行了无氧呼吸 B.为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差，应将灭 菌后的酵母菌培养液注入气球作为对照实验 C.如果要确认气球内酵母菌是否进行过无氧呼吸，可以检 测发酵液中是否含有酒精 D.整个实验过程中，气球的体积先增大后减小 BC 练习：（P71） (2022·重庆卷，12)从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是(　　) 酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④ 酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的NaOH溶液⑧ A.⑤→⑧→⑦和⑥→③ B.⑧→①→③和②→③ C.⑤→⑧→③和④→⑦ D.⑧→⑤→③和⑥→⑦ 注：箭头表示气流方向。 B 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 反应物 产物 条件 影响细胞呼吸的因素 内部因素： 环境因素： （遗传因素） 不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）； 同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）； 同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）。 温度（酶）、O2浓度、 H2O 、CO2浓度等 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 1.温度 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 温度℃ 呼吸速率 0 ① 零上低温下贮存蔬菜、水果和种子，减少有机物的消耗。 ② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。 应 用 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 2.O2浓度 O2是有氧呼吸所必需的（原料），O2抑制无氧呼吸。 O2浓度 CO2 a 0 b c 释放量 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 曲线特征： ①O2浓度＝0时，只进行____________。 ②0＜O2浓度＜b时，进行_____________________。 ③O2浓度≥b时，只进行______________。 ④O2浓度为____时，有机物消耗最少，利于 储存粮食、水果。 无氧呼吸 无氧呼吸和有氧呼吸 有氧呼吸 a ① 中耕松土可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。 ② 低氧储存蔬菜、水果、粮食为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境 应 用 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 3.CO2浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物，增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用。 呼吸速率 CO2（%） 0 ① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗。 应 用 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 4.水分 水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。 呼吸速率 水分 0 ①种子贮藏：零上低温，低氧，干燥；干种子萌发前进行浸泡处理 ②果蔬储存：零上低温，低氧，一定湿度 ③土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。 应 用 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 5.细胞呼吸原理的应用 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。 皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，注射破伤风疫苗。 目的：抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸，阻止其大量增殖。 考点二 影响细胞呼吸的因素及应用 5.细胞呼吸原理的应用 练习：（P70） (2025·襄阳五中质检)生物学的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。下列有关叙述正确的是(　 　) A.种子入库前的干燥脱水处理能减小种子中结合水与自由水的比值 B.相对于玉米种子，等质量的花生种子萌发时需要更多氧气，宜浅播 C.在密闭的环境中，O2浓度越低，CO2浓度越高，储藏粮食的效果越理想 D.制作面包时加入酵母后应始终维持密封状态，以利于酵母菌产生更多的CO2 B 练习：（P70） (多选)(2025·河北衡水高三预测)无氧阈是指在运动负荷递增过程中，人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧代谢共同供能的转折点(即血液中乳酸量急剧上升)。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增加时血液中乳酸量的变化，下列叙述错误的是(　　 ) A.骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存 在乳酸中 B.通过节奏跑训练，跑步者能够降低无氧阈所对应 的运动强度 C.LT2代表无氧阈，运动强度继续增大，无氧和有氧呼吸共同供能 D.运动强度低于50%时，人体消耗的O2量大于产生的CO2量 BD 练习：（P71） (2021·湖南卷，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　 　) A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B.农作物种子入库储藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，储藏寿命显著延长 C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 B 练习：（P71）(2024·江西卷，21)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如下图。回答下列问题： (1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。 (2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为______________。 内膜 ATP 热能 (正)反馈调节 (3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是________________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程： 先增加后减少 练习：（P71）(2024·江西卷，21)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如下图。回答下列问题： (3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是________________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程： 先增加后减少 ①____________________________________________ ②分别制作匀浆，取等量匀浆液 ③______________________ ④分别在沸水浴中加热 ⑤___________________________________________________ 在贮藏期0～5天分别取等量的长势相同的菠萝蜜 分别加入等量DNS试剂 利用比色仪定量分析各组菠萝蜜匀浆中的葡萄糖的浓度 (4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是______________________________________________________________。 乙烯能通过调节可溶性糖含量的上升来调控果实呼吸速率的上升 $$