實驗6　探究酵母菌的呼吸方式
（2）檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示。
（1）配制酵母菌培養(yǎng)液（酵母菌＋葡萄糖溶液）。
NaOH石灰水（3）檢測酒精的產(chǎn)生：自B、D中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加 0.5 mL 溶有0.1 g?　重鉻酸鉀　?的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的?　顏色　?變化。?
灰綠色實驗結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的?　二氧化碳　?。?
?診斷·加強(qiáng)?判斷下列說法的正誤：（1）在酸性條件下，乙醇可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃。（　×　）（2）在探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗中可依據(jù)澄清石灰水是否變渾濁來判斷細(xì)胞呼吸的方式。 （　×?。?）探究細(xì)胞呼吸方式的實驗中可用綠色植物代替萌發(fā)的種子。 （　√?。?）探究酵母菌呼吸方式過程中，將裝有酵母菌培養(yǎng)液的錐形瓶連接后即可進(jìn)行實驗。 （　×?。?br/>1.探究酵母菌呼吸方式的實驗變量分析
①通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。
②B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。
（2）必修1教材P91裝置設(shè)計中2個會影響變量的要點
2.探究植物細(xì)胞呼吸方式的實驗
（1）實驗設(shè)計：欲探究某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示（以發(fā)芽種子為例）：
（2）實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論
（3）物理誤差的校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置，對照裝置與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。
3.細(xì)胞呼吸速率的測定實驗
（2）實驗原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的液滴左移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。
①如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。②如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。③為防止氣壓、溫度等物理因素引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗（裝置乙），將所測材料滅活（如煮熟使種子死亡），其余條件不變。
? 素 養(yǎng) 點 撥對照的設(shè)置對照實驗是生物科學(xué)探究中常用的實驗方法之一，設(shè)置對照實驗的方法也多種多樣。分析下列關(guān)于對照實驗的對照類型：
1.（2021·廣東卷改編）秸稈的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料，生物興趣小組利用自制的纖維素水解液（含5%葡萄糖）培養(yǎng)酵母菌并探究細(xì)胞呼吸（如圖）。下列敘述正確的是（　D　）
解析：檢測乙醇的生成，應(yīng)取甲瓶中的濾液2 mL注入試管中，再向試管中加入0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，使它們混合均勻，觀察試管中溶液顏色的變化，A錯誤；CO2可以使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，因此乙瓶的溶液不會變成紅色，B錯誤；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸均會產(chǎn)生CO2使溴麝香草酚藍(lán)溶液變色，因此無法通過是否變色來判斷呼吸類型，C錯誤；乙醇最大產(chǎn)量與甲瓶中葡萄糖的量有關(guān)，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D正確。
2.（2018·天津卷）為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中的O2和CO2相對含量變化見圖。下列有關(guān)分析錯誤的是（　C?。?br/>解析：據(jù)圖分析t1→t2時段，氧氣的含量迅速下降，可推知有氧呼吸速率不斷下降，A正確；酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸時可大量增殖，t1時刻氧氣消耗量大，產(chǎn)生能量多，酵母菌增殖產(chǎn)生的后代數(shù)目多，t3時刻氧氣含量少，酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸，而在消耗葡萄糖量相等的情況下，有氧呼吸會比無氧呼吸產(chǎn)生更多的CO2，據(jù)圖分析，t3時刻酵母菌產(chǎn)生CO2的速率與t1時刻幾乎一致，則說明t3時刻葡萄糖消耗的速率比t1時刻快，B正確；題中信息說明酵母菌在最適溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)，降低溫度則酶的活性下降，氧氣相對含量達(dá)到穩(wěn)定所需時間會延長，C錯誤；實驗中由于氧氣含量的下降，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，酸性重鉻酸鉀與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成灰綠色，D正確。
3.（2018·浙江卷）以酵母菌和葡萄糖為材料進(jìn)行“乙醇發(fā)酵實驗”，裝置圖如下。下列關(guān)于該實驗過程與結(jié)果的敘述，錯誤的是 （　B　）
解析：將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻，可以使酵母菌和葡萄糖充分接觸；在甲試管內(nèi)的混合液表面需滴加一薄層液狀石蠟，是為了防止空氣中O2的影響；酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味。
1.細(xì)胞呼吸生物體通過?　細(xì)胞呼吸　?將儲存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動?　可以利用　?的能量。?（1）概念：細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的?　氧化分解　?，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成?　ATP　?的過程。?（2）類型：包括?　有氧呼吸　?和?　無氧呼吸　?兩種類型。?（3）意義①提供?　能量　?。?②是生物代謝的樞紐。如產(chǎn)生?　中間產(chǎn)物　?，聯(lián)系著蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝。?
2.有氧呼吸（1）有氧呼吸的過程與場所
（3）放能：在細(xì)胞內(nèi)，1 ml葡萄糖徹底氧化分解可使977.28 kJ左右的能量儲存在?　ATP　?中，其余能量則以熱能形式散失。?
（4）與有機(jī)物在生物體外燃燒相比，有氧呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的；有機(jī)物中的能量是?　逐步釋放　?的；一部分能量儲存在?　ATP　?中。?
有氧呼吸過程中元素的來源和去路
1.判斷下列說法的正誤：
（1）有氧條件下，葡萄糖進(jìn)入線粒體徹底氧化分解。（　×?。?br/>提示：有氧呼吸過程中，葡萄糖分子不直接進(jìn)入線粒體，必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體被分解。
（2）真核細(xì)胞有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。（　√?。?br/>（3）有氧呼吸過程中，H2O即是反應(yīng)物，又是生成物。（　√?。?br/>（4）有氧呼吸產(chǎn)生的H2O中的氧來自線粒體中丙酮酸的分解。（　×?。?br/>提示：生成的H2O中的氧全部來自O(shè)2。
（5）有CO2生成的不一定是有氧呼吸，但對動物和人體而言，一般有CO2生成的是有氧呼吸。（　√　）
（6）原核細(xì)胞無線粒體，不能進(jìn)行有氧呼吸。（　×?。?br/>提示：線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，但部分原核生物無線粒體，也能進(jìn)行有氧呼吸，如藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等，因為其細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶。
（7）有氧呼吸產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中。（　×　）
提示：細(xì)胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分以化學(xué)能的形式儲存在ATP中。
2.脂肪與葡萄糖相比，C、H含量高，因此脂肪有氧呼吸消耗O2的量?　大于　?產(chǎn)生CO2的量。等質(zhì)量的脂肪和葡萄糖完全氧化分解，?　脂肪　?消耗的氧氣更多。?
? （2022·河北卷）下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是（　B?。?br/>解析：能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃的成分是二氧化碳，酵母菌無氧呼吸可產(chǎn)生二氧化碳，A錯誤；種子萌發(fā)時種子中的有機(jī)物經(jīng)有氧呼吸氧化分解并釋放能量，可為新器官的發(fā)育提供原料（如丙酮酸等中間產(chǎn)物）和能量，B正確；有機(jī)物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程是有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，C錯誤；酸性的重鉻酸鉀溶液可用于檢測酒精，兩者反應(yīng)呈灰綠色，而通氣培養(yǎng)時酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，不產(chǎn)生酒精，故酵母菌液過濾后的濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后不會變?yōu)榛揖G色，D錯誤。
? （2022·全國甲卷）線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述，錯誤的是（　C?。?br/>解析：有氧呼吸的第一階段場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，第二、三階段發(fā)生在線粒體，三個階段均可產(chǎn)生ATP，A正確；線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段氧氣和[H]反應(yīng)生成水，該過程需要酶的催化，B正確；丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質(zhì)，該過程需要水的參與，不需要氧氣的參與，C錯誤；線粒體是半自主性細(xì)胞器，其中含有少量DNA，可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，D正確。
1.（2022·山東卷改編）在有氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如圖所示。已知DNP可使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時不經(jīng)過ATP合酶。下列相關(guān)說法錯誤的是（　A?。?br/>解析：由圖中信息可知，與25 ℃相比，4 ℃條件下黃瓜幼苗的耗氧量增加，題干信息“電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給氧氣”說明4 ℃條件下電子傳遞未受阻，A錯誤；與25 ℃相比，4 ℃條件下黃瓜幼苗的耗氧量增加，但ATP生成大幅減少，說明在4 ℃條件下黃瓜幼苗進(jìn)行有氧呼吸釋放的能量較多用于產(chǎn)熱，且此時有氧呼吸消耗的葡萄糖量更多，B、C正確；由題干信息可知：DNP可使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時不經(jīng)過ATP合酶，會使線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋濃度降低，所以，25 ℃＋DNP條件下的ATP產(chǎn)生量較無DNP時減少，D正確。
2.（2021·福建卷）運(yùn)動可促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生更多新的線粒體，加速受損、衰老、非功能線粒體的特異性消化降解，維持線粒體數(shù)量、質(zhì)量及功能的完整性，保證運(yùn)動刺激后機(jī)體不同部位對能量的需求。下列敘述正確的是（　D?。?br/>解析： 細(xì)胞呼吸中葡萄糖分解的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；細(xì)胞中不同線粒體呼吸強(qiáng)度不同；由題干可知，衰老線粒體被消化降解是正常的生理過程，不會導(dǎo)致細(xì)胞受損。
?鏈接必修1教材P90。
（1）呼吸作用的實質(zhì)是?　細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量　?，因此也叫細(xì)胞呼吸。?
（2）檢測汽車司機(jī)是否喝酒的方法是?　讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用濃硫酸處理過的重鉻酸鉀的硅膠　?。?
細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量　
讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用濃硫酸
處理過的重鉻酸鉀的硅膠　
?鏈接必修1教材P92。
（3）簡述一下線粒體結(jié)構(gòu)如何適應(yīng)其進(jìn)行有氧呼吸的？
提示：線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶，且內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，擴(kuò)大了內(nèi)膜的表面積，從而為酶提供了廣泛的附著點。
?鏈接必修1教材P93。
（5）概括地說，有氧呼吸是指?　細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程　?。?
（6）有氧呼吸保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用，可使?　能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，有利于維持細(xì)胞生命活動的相對穩(wěn)定　?。?
細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡
萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過
中，有利于維持細(xì)胞生命活動的相對穩(wěn)定　
?鏈接必修1教材P90“問題探討”。
（7）利用酵母菌的代謝特點釀酒，往往是先通氣后密閉，這是為什么呢？
提示：酵母菌是兼性厭氧微生物，在通氣條件下進(jìn)行有氧呼吸，能夠快速繁殖產(chǎn)生大量的菌種。密閉條件下，酵母菌可以進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。
?鏈接必修1教材P90～91“探究·實踐”。
（1）探究酵母菌呼吸方式的實驗中，應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間?　盡量延長　?以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖，因為葡萄糖具有?　還原性　?，也會與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應(yīng)，會干擾產(chǎn)物酒精的檢測。?
?鏈接必修1教材P92“科學(xué)方法”。
（2）對比實驗：設(shè)置?　兩個或兩個以上　?的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究?　某種因素　?對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。?

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