2025版高考生物一轮总复习教案必修1第三单元细胞的能量供应和利用第二讲细胞呼吸考点三探究酵母菌细胞呼吸的方式及其拓展应用

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知|识|巩|固
1．实验原理
2．实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋5%葡萄糖溶液)
(2)检测CO2的产生，装置如图所示。
注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。
(3)检测酒精的产生：
eq \x(\a\al(自A、B中各取,2 mL滤液))―→eq \x(\a\al(分别注入编号为1、2的,两支试管中))―→eq \x(\a\al(分别滴加0.5 mL溶有0.1 g,重铬酸钾的浓硫酸溶液))―→eq \x(\a\al(振荡并观察溶,液的颜色变化))
3．实验现象
延|伸|探|究
下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。
(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？空气泵进入乙的空气有什么要求？
提示：自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝。空气泵进入乙的空气应除去CO2。
(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？
提示：实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少。检测的结果是甲中石灰水变浑浊快，丁中石灰水变浑浊慢。
(3)实验的无关变量有哪些？
提示：实验的无关变量有酵母菌活性和葡萄糖溶液浓度、温度等因素。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(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
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的释放量或O2的吸收量来表示。
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呼吸速率。
(3)物理误差的校正
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟)，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
脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，着色液滴移动更明显。
精|准|命|题
考向一 围绕“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，考查科学探究能力
》例1 (2024·柳州模拟)酵母菌是兼性厌氧型微生物，将活化的酵母菌放入含葡萄糖培养液的烧瓶中，培养液体积占烧瓶内空间的1/3，盖紧瓶塞，在适宜条件下培养。对培养过程中可能出现的现象，分析正确的是( D )
A．溶液中出现气泡，说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．溶液中不再出现气泡，说明酵母菌开始进行无氧呼吸
C．烧瓶温度先升后降，说明酵母菌无氧呼吸不产生热能
D．若用橙色的酸性重铬酸钾溶液检测培养液时变为灰绿色，说明产生了酒精
解析：溶液中出现气泡是有氧呼吸或无氧呼吸产生的CO2所致，A项错误；溶液中不再出现气泡，说明酵母菌不再进行细胞呼吸，B项错误；随瓶中O2的消耗，酵母菌开始进行无氧呼吸，烧瓶温度先升后降，说明酵母菌无氧呼吸产生的热能少，C项错误；用酸性重铬酸钾溶液检测培养液，如果溶液由橙色变为灰绿色，说明产生了酒精，D项正确。
〔变式训练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)培养酵母菌并探究细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( D )
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最大产量
解析：检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入试管中，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的，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。
考向二 结合探究生物细胞呼吸方式的实验，考查科学探究能力
》例2 (2024·平顶山模拟)以下实验可用于研究萌发的种子的呼吸作用。有关分析错误的是( B )
A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量
B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2
D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理
解析：甲装置中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A项正确；乙装置中NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，则有色液滴左移的距离代表呼吸作用消耗的O2量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否能进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸，B项错误；丙装置中澄清石灰水可检测CO2，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2，C项正确；微生物也会进行呼吸作用，为排除无关变量的影响，三个装置中的种子都必须进行消毒处理，D项正确。
〔变式训练2〕 某生物兴趣小组用如图所示实验装置在一定条件下测定萌发的小麦种子(已消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类)。下列有关说法错误的是( B )
A．若X为无菌水，向试管充入N2，一定时间后可测定小麦种子的无氧呼吸速率
B．若X为NaOH溶液，且毛细管中的液滴向左移动，表明种子只进行有氧呼吸
C．若X为无菌水，且毛细管中的液滴向右移动，表明种子进行了无氧呼吸
D．为了减小误差，可增设放有等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组
解析：NaOH溶液的作用是吸收萌发种子呼吸作用产生的CO2，液滴向左移动，是因为广口瓶中氧气减少，说明一定存在有氧呼吸，但不能说明只进行有氧呼吸，B错误。实验现象
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸