细胞呼吸的应用及解题技巧

专题二细胞代谢专题聚焦三细胞呼吸的应用及方法技巧一、探究酵母菌的呼吸方式1.酵母菌的呼吸特点及实验原理（1）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，属于兼性厌氧菌，因此常用来研究细胞呼吸的不同方式。（2）CO2的检测：CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色时间的长短，可以检测酵母菌培养过程中CO2的产生情况。（3）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。2、方法步骤（如图所示）（1）酵母菌培养液的配制取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500ml）和锥形瓶B（500ml）中。分别向两瓶中注入240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液。（2）检测CO2的产生①将装置甲连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证的O2充分供应，又使进入A瓶的空气先经过含NaOH溶液的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生所致CO2。②B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。（3）检测酒精的产生从A、B锥形瓶中各取2ml酵母菌培养液的滤液，分别注入1号和2号干净的试管中。向两试管中分别滴加0.5ml溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀。3、实验现象及分析（1）现象：①甲、乙装置中石灰水都变浑浊，装置甲浑浊快且程度高。②1号试管始终为橙色，2号试管由橙色变成灰绿色（2）分析：①酵母菌有氧和无氧条件下都产生CO2；②酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快；③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。（3）实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。二、细胞呼吸方式的判定方法1.根据CO2释放量与O2消耗量判断细胞呼吸状况（1）不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸（2）无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸。（3）酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。（4）CO2释放量等于O2吸收量→只进行有氧呼吸。（5）CO2释放量大于O2吸收量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。（6）酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。2.根据场所判断试题中有时会画出相关细胞图解，可以作出如下判断：（1）真核细胞：若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。（2）原核细胞：原核细胞没有线粒体，原核细胞的呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产生，则还存在无氧呼吸。典型例题分析：例1：下图表示某植物种子在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化，则相关的分析错误的是()。A．氧浓度为a时，只进行无氧呼吸B．氧浓度为b时，无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多C．氧浓度为c时，较适于贮藏该植物器官D．氧浓度为d时，细胞产生的ATP全部来自线粒体解析：据图可知，CO2的释放量在氧气浓度为c点时最少，因此c点时细胞呼吸最弱。氧气浓度为b时，氧气的吸收量为3，CO2的释放量为8，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸不相等，此时O2的吸收量为4，CO2的释放量为6，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧气浓度为d点，氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，说明只进行有氧呼吸，无氧呼吸被完全抑制。答案：D例2：如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答问题。(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)________点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是________________________________________________________________________。(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比________(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________。(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是________________________________________________________________________。你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点，考查了有氧呼吸、无氧呼吸随O2浓度变化的特点，综合考查了学生解读曲线、根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力。解题时应注意：Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，B点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时更有利于蔬菜运输。答案(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制(2)P氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2总量(3)如图(点线)所示(所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点)。(4)一样多13(5)降低氧浓度，减少有机物的消耗R此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少