实验4-探究酵母菌细胞呼吸的方式(解析版).docx

实验4 探究酵母菌细胞呼吸的方式
Ø 核心知识回顾
1、选择酵母菌为实验材料的原因：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 生物。酵母菌进行有氧呼吸能产生CO2和水，进行无氧呼吸能产生酒精和CO2。
2、产物的检测

试剂
现象(颜色变化)
CO2
澄清的
变
水溶液
色→ 色→ 色
酒精
在 条件下，使用 色的 溶液
橙色→ 色
3、 实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)。
(2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。

A B C D E
A瓶加入的试剂是 ，其目的是 。 
C瓶和E瓶加入的试剂是澄清 (或 水溶液)，其作用是 。D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是 。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的。上图左右两组实验为 实验，有氧和无氧条件下的实验都为 组。
(3)检测酒精的产生：
从A、B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 的 溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4、实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
重铬酸钾的浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊程度 /快
无变化
乙组(无氧)
变混浊程度 /慢
出现 色
5、实验注意事项
由于 也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的 。
【答案】
1、兼性厌氧型 2、石灰水 浑浊 溴麝香草酚蓝 蓝 绿 黄 酸性 橙 重铬酸钾 灰绿色
3、(1)葡萄糖 (2)NaOH 吸收空气中的CO2 石灰水 溴麝香草酚蓝
检测是否有CO2生成 耗尽D瓶中的氧气 对比 实验 (3)重铬酸钾 浓硫酸
4、高 低 灰绿 5、葡萄糖 葡萄糖
Ø 核心知识辨析
1、探究酵母菌细胞呼吸的方式，可用酵母菌培养液的浑浊程度为观察指标(2021辽宁)(×)
辨析：酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和酒精，所以探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾转变成灰绿色，
2在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色(2020江苏)(×)
辨析：高中生物学中的颜色反应总结
1、斐林试剂检测可溶性还原糖：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。
2、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ检测脂肪：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色；苏丹Ⅳ+脂肪→红色
3、双缩脲试剂检测蛋白质：蛋白质+双缩脲试剂→紫色
4、碘液检测淀粉：淀粉+碘液→蓝色
5、DNA+二苯胺→蓝色
6、台盼蓝使死细胞染成蓝色
7、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
8、CO2的检测：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿在变黄
9、染色体(或染色质)的染色：染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液或醋酸洋红溶液)染成深色。
3、本实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等(√)
辨析：本实验的自变量是有无氧气，温度、pH、培养液浓度等都属于无关变量，无关变量需控制相同且适宜。
4、在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组(×)
辨析：实验中没有设置对照组和实验组，该实验是对比实验，有氧和无氧条件下都是实验组。
5、橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色(×)
辨析：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下遇酒精变为灰绿色.
6、配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母(×)
辨析：配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，等葡萄糖溶液冷却后再加入新鲜食用酵母，否则由于温度过高杀死酵母菌。
Ø 高考真题剖析
1、(2021辽宁高考真题)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是( )
选项
实验名称
观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
细胞壁的位置变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液的浑浊程度
D
观察根尖分生组织细胞有丝分裂
纺锤丝牵引染色体的运动
A、A B、B C、C D、D
参考答案：B
解析在植物细胞质壁分离和复原的实验中，细胞壁伸缩性很小，位置基本不变，主要是以原生质层的位置做观察指标，A错误；绿叶中色素的提取和分离，观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄，B正确；探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾转变成灰绿色，C错误；观察根尖分生组织细胞有丝分裂，细胞在解离的时候已经死亡，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D错误。
2、(2021江苏卷)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是( )
A、在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色
B、在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色
C、在DNA溶液中加入二苯胺试到，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色
D、在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色
参考答案：C
解析：斐林试剂为蓝色而非无色，A错误；重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，由橙色变成灰绿色，B错误；DNA溶液中加入二苯胺在沸水浴条件下变为蓝色，C正确；双缩脲试剂检测蛋白质，不能检测氨基酸，D错误。
Ø 限时训练
A组(选择题为单选)
1、为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学用有关材料设计如图所示的装置，A瓶注入煮沸的质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液1 L；B、C瓶注入未经煮沸的质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液1 L；向A、B瓶中加入等量的酵母菌培养液，C瓶中不加入酵母菌培养液；向A瓶中注入液体石蜡；3个瓶中放入温度计，并用棉团塞住瓶口，以固定温度计并保证保温瓶通气。下列有关说法错误的是(　 )
A、A瓶中的溶液煮沸并注入液体石蜡油的主要目的是杀死杂菌
B、24 h后温度计的读数B＞A＞C，说明了酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸
C、倒掉石蜡油，闻一闻A瓶内有酒味，说明酵母菌无氧呼吸时能产生酒精
D、C瓶是对照组，A、B瓶是实验组
参考答案：A
精析：A瓶中的溶液煮沸并注入液体石蜡油的主要目的是保证无氧条件，故A错误。
2、甲、乙两组同学拟用下面装置探究细胞在有氧和无氧条件下CO2的产生量，为此展开了如下讨论。你认为其中最不合理的观点是(　 )
A、图中A用以除去充入的CO2，以所充气体中是否含氧作为自变量而不是是否充气
B、若图中B是酵母菌培养液，因其在不同条件下繁殖速度不同影响实验，可换成苹果小块
C、图中C若是溴麝香草酚蓝溶液，可用变色所用的时间比较CO2的产生量
D、若在有氧、无氧条件下产生等量的CO2，说明在两种条件下底物的消耗量相等
参考答案：D
精析：在有氧呼吸的过程中，每消耗1 mol的葡萄糖就会消耗6 mol O2，同时产生6 mol CO2，在无氧呼吸过程中，每消耗1 mol的葡萄糖，会产生2 mol CO2，若在有氧、无氧条件下产生等量的CO2，说明无氧条件下底物的消耗量多于有氧条件下底物的消耗量，D错误。
3、在下图3个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜条件下培养，下列有关叙述中错误的是(　　)

A．当a和b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率va和vb，则va＜vb
B．如果b和c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞Tb
C．如果b和c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则Lb＜Lc
D．如果a和c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则Ta＞Tc
参考答案：D
精析：装置a和装置b形成对照实验，装置b中含有微生物，消耗更多的氧气，所以装置b中消耗的氧气多，产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，所以装置b向左移动的速率快，分别记录其移动速率Va和Vb，则Va＜Vb，A正确；装置b和装置c形成对照，装置b中分解的有机物是淀粉，装置c中分解的有机物是脂肪，小麦种子中主要是淀粉，花生种子中主要含脂肪，脂肪分子中含氧元素比糖类(淀粉)少，其氧化分解时，需要的氧气比糖类(淀粉)氧化分解时多，产生的热量比糖类(淀粉)氧化分解时多，如果b和c中都消耗了等质量的有机物，则c中消耗的氧气多，产生的热量多，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞TbB正确；小麦种子中主要是淀粉，花生种子主要含脂肪，脂肪分子中含氧元素比糖类(淀粉)少，其氧化分解时，需要的氧气比糖类(淀粉)氧化分解时多，产生的热量比糖类(淀粉)氧化分解时多，如果b和c中都消耗了等质量的有机物，则c中消耗的氧气多，气体体积减少的多，记录水珠移动距离Lb和LC，则Lb＜LC，C正确；a和c相比较，由于小麦种子中主要是淀粉，花生种子中主要含脂肪，脂肪中含氧元素比糖类(淀粉)少，其氧化分解时，需要的氧气比糖类(淀粉)氧化分解时多，产生的热量比糖类(淀粉)氧化分解时多，如果b和c中都消耗了等质量的有机物，则c中消耗的氧气多，产生的热量多，记录温度计读数为Ta和Tc，则Tc＞Ta，D错误。
4、如图所示，将等质量的正在萌发的小麦种子，分别放在内有一杯等体积的NaOH溶液或蒸馏水并用塞子塞紧的两个瓶中，各瓶分别与一个水银流体压力计相连接，由压力计水银柱升高的高度可以测量出某种气体的变化量。开始时两个水银流体压力计的水银柱a、b高度一致。将装置放在适宜的条件下使种子萌发，过一段时间后，会发现a、b高度是(　　)
A．a>b　　　 B．a=b　　　 C．a≥b　　　 D．a与b相连瓶中装有NaOH，能吸收吸收有氧呼吸释放的二氧化碳，因此瓶内气压下降，b升高，故D选项是正确的.
B组(选择题为不定项)
1、如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的实验装置。下列叙述正确的是(　 )
A、将种子浸透是为了增加种子细胞中结合水的含量，从而增强种子的代谢作用
B、实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向左移动
C、小液滴停止移动后，种子的呼吸作用方式是有氧呼吸
D、为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置
参考答案：BD
精析：将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用，提高其呼吸作用，A错误；小液滴停止移动后，说明其不再消耗氧气，即进行无氧呼吸，C错误。
2、为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是(　 )
A、t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B、t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时慢
C、若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D、实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
参考答案：BC
精析：在t1→t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率基本相同，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B错误；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C错误；据图可知，酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D正确。
3、某生物兴趣小组对萌发的种子的细胞呼吸方式进行了探究，实验装置如下图所示。实验开始后观察着色液滴的变化。回答下列问题：

(1)质量分数为20%的NaOH溶液的作用为________。在装置中分别放置100粒萌发的小麦种子，若装置1中的着色液滴向________(填“左”或“右”)移动，装置2中的着色液滴不移动，则说明此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为______________。
(2)若装置1中的着色液滴不移动，装置2中的着色液滴移动，则此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为________________。装置2开始后一段时间内移动速度逐渐加快，则说明小麦种子______________________________。
(3)若在装置中分别放置100粒萌发的玉米种子，实验进行一段时间后，装置1、2的着色液滴都不再移动，且玉米种子仍然保持生物活性，则可推测此时的细胞呼吸产物是______。
(4)为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应如何设置对照组？__________。
参考答案：
(1)吸收CO2 左 有氧呼吸 (2)无氧呼吸 无氧呼吸强度增强
(3)乳酸 (4)其他条件不变，将种子灭活
解析：
(1)20%的NaOH溶液的作用为吸收CO2；在装置中分别放置100粒萌发的小麦种子，若此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为有氧呼吸，消耗氧气，则装置1中的着色液滴向左移动，装置2着色液滴不移动，说明细胞呼吸释放CO2的体积等于消耗O2的体积。
(2)如果装置1中的着色液滴不移动，说明不消耗氧气；装置2中着色液滴移动，说明细胞呼吸释放CO2的体积大于细胞呼吸消耗O2的体积，因此小麦种子只进行无氧呼吸。装置2中的着色液滴开始一段时间内移动速度逐渐加快，则说明小麦种子无氧呼吸强度增强。
(3)若在装置中分别放置100粒萌发的玉米种子，实验进行一段时间后，装置1、2的着色液滴都不再移动，且玉米种子仍保持生物活性，说明细胞呼吸既不消耗氧气，也不释放二氧化碳，因此可推测此时的细胞呼吸产物是乳酸。
(4)为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应设置对照组：其他条件不变，将种子灭活。
4、右图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
A
加入240 mL
的葡萄糖溶液
加入10 g活
性干酵母
①________
B
加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②________
加入石蜡油，铺满液面
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是这是控制实验的________变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
C
③________
④________
加入石蜡油，铺满液面
(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：________(用“<、＝、>”表示)，则假设成立。
参考答案：
(1)①不加入石蜡油 ②加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气    自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母 (4)A>B>C
解析：(1)实验设计需遵循对照性原则和单一变量原则，因此①处为不加入石蜡油，②处为加入10g活性干酵母；(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量；(3)由于酵母菌呼吸作用之外的因素可能引起温度变化，为了排除酵母菌以外因素产生的温度变化，则需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，④不加入活性干酵母；因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此假说成立时，装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。