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一、细胞呼吸概念1．物质变化：有机物氧化分解，生成。2．能量变化：释放出能量并生成。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理(1)酵母菌：①代谢类型：在有氧和无氧条件下都能生存，是。②细胞呼吸方式判断：在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。二氧化碳或其他产物ATP兼性厌氧菌不同(2)产物检测：①CO2的检测CO2使澄清的石灰水变混浊CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄②酒精的检测检测试剂：橙色的重铬酸钾溶液条件：酸性现象：溶液由橙色变成灰绿色(3)实验假设：①有氧条件下：酵母菌进行，产生。②无氧条件下，酵母菌进行，产生。有氧呼吸CO2和水无氧呼吸CO2和酒精2．实验过程及结果分析(1)配制酵母菌培养液：取20g新鲜的食用酵母菌，分成等份，分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的溶液。(2)组装实验装置图并进行实验：①有氧条件下装置，如图甲。②无氧条件下装置，如图乙。两葡萄糖③将上述甲、乙两装置放置在25℃～35℃环境下培养8～10小时。(3)观察CO2的产生：观察并记录澄清石灰水的情况。(4)检测酒精的产生：①取两支试管编号1和2；②各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2mL，分别注入试管1和2；③分别滴入0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液，轻轻振荡、混匀。变混浊(5)实验现象及分析：组别项目甲组(有氧条件)乙组(无氧条件)澄清的石灰水变混浊且混浊程度高变混浊，但速度和程度次于甲现象滴加重铬酸钾的浓硫酸溶液1号试管呈现橙色2号试管呈现原因分析有氧条件下无氧条件下释放的CO2多，无酒精产生灰绿色释放的CO2较少，同时有酒精产生(6)写出实验结论：①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行。②在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量。③在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生，还产生少量的。细胞呼吸二氧化碳和水酒精二氧化碳一、细胞呼吸概念读教材P91第一、二自然段。试归纳总结细胞呼吸的实质是什么？提示：分解有机物，释放能量。二、细胞呼吸方式探究1．教材问题探讨分析仔细阅读教材P91～P92探究内容，思考并讨论下列问题：(1)从产物角度分析，酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产物有何不同。(2)酵母菌细胞呼吸能产生CO2，试探究如何检测CO2产生量的多少。提示：酵母菌在有氧条件下产生H2O和CO2；在无氧条件下产生酒精和CO2。提示：可根据澄清石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色所需的时间长短，来检测酵母菌产生CO2的多少。(3)探讨将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因。提示：①加热煮沸后，葡萄糖溶液里的细菌会被杀死，可排除其他微生物对实验结果的影响；②加热煮沸时，可排出溶液里的O2；③若不冷却后再加入，温度过高会将酵母菌杀死。(4)分析教材P92的实验装置图，思考下列问题：①在有氧条件的装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？②B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，试分析其原因。提示：使进入A瓶的空气先经过NaOH溶液处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰。提示：保证瓶内原有O2被消耗掉造成无氧环境，可确保只有无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。(5)能否以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式？分析原因。提示：不能。有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，故不能以CO2的产生为指标确定细胞呼吸方式。应以酒精为指标，因为酵母菌只有无氧呼吸才能产生酒精。2．判断下列说法是否正确(1)细胞呼吸的产物都是CO2和H2O。()(2)检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测。()(3)酵母菌无氧呼吸会产生酒精和水。()(4)在酸性条件下酒精与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。()×√×√一、实验课题的分析1．本实验的探究课题可以转变为：探究有氧条件和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。2．根据检测目的不同，可细化为两个子课题：①在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生CO2的多少；②在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。具体分析如下：课题名称课题一课题二自变量有氧和无氧因变量产生CO2的多少酒精的有无观察指标①澄清石灰水变混浊的程度②溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄所用时间的长短重铬酸钾溶液的颜色变化无关变量温度、营养物质的浓度和总量等实验结论在有氧条件下产生的CO2多在无氧条件下才能产生酒精二、实验装置的分析(装置见教材P92)1．第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液，其目的是：使进入A中的空气先经NaOH处理后，排除空气中CO2对实验结果的干扰。2．第二组装置中B瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接，其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产物CO2均来自于无氧呼吸。[研析]本题考查酵母菌呼吸方式及实验探究的相关知识。具体解题过程如下：[审]——关键信息信息解读a：由题干“用酶将木薯淀粉降解成单糖”、酒精发酵装置中“12%木薯淀粉酶解物发酵培养基”和淀粉降解成的单糖为葡萄糖可知，发酵底物为葡萄糖。信息解读b：发酵初期充气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸。信息解读c：题干排除了各种因素，然后再让推测酒精含量比预期低的原因。任何一个生化反应都由三部分组成：反应物、产物和反应条件，由信息c可知，反应物和反应条件都没有问题，发酵的产物是酒精和CO2，CO2定时排出，由此可推知酒精含量低于预期的原因可能是由于产物酒精造成的。信息解读d：由“最高含量为‘＋＋＋＋＋’”可知，实验分组时最少设置为5组。[破]——联系基础设问(1)可联系：酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧条件下进行有氧呼吸，代谢快，增殖快；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。设问(2)可联系：探究酵母菌细胞呼吸方式的实验原理，即橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。设问(3)(4)可联系：实验设计的单一变量原则和对照原则及实验设计的一般步骤。[答]——研判设问设问(1)：图中的发酵装置是选修1果酒制作装置的一个变形，发酵初期通气的目的是利于酵母菌进行有氧呼吸，繁殖大量酵母菌有利于后期发酵；实验过程中，酵母菌进行酒精发酵，产生CO2，装置内气压升高，通气阀②需要偶尔短时间打开，排出部分CO2以保持装置内气压的平衡和维持溶液pH稳定。设问(3)(4)：由信息解读c和随着发酵的进行酒精浓度不断增大可推知，酒精含量低于预期的原因可能是不断增大的酒精含量抑制了酵母菌的无氧呼吸，使酒精的生成量减少，由此可确定实验目的为：探究酒精浓度对无氧呼吸的影响，其中自变量是酒精浓度，因变量为溶液中酒精的量。根据设问(3)题干提示及信息解读d可知，设置5组实验，加入等量的酒精，用不同量的水进行稀释即得5种不同酒精浓度的溶液；其他条件都相同，因酒精浓度不同，对酵母菌无氧呼吸的影响将不同，根据实验结果即可得出实验结论。[答案](1)提供氧气使酵母菌大量繁殖排出产生的CO2以保持装置内气压平衡(2)重铬酸钾(3)酒精浓度实验设计：①取5只锥形瓶，标号为1、2、3、4、5，分别加入等量的酵母菌、葡萄糖培养液和缓冲液。②向锥形瓶中分别加入0、20、40、60、80mL的蒸馏水进行稀释，密封，在相同且适宜条件下培养相同时间。③一段时间后测定溶液中的酒精含量。结果如下：锥形瓶编号12345酒精含量＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋(4)溶液稀释倍数越高，产生的酒精的量越大，说明酒精浓度越小，越有利于酵母菌进行无氧呼吸。填充：①CO2②有氧呼吸③酒精④无氧呼吸1．酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，是兼性厌氧型生物。2．CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。3．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。1．下列可用于探究不同呼吸方式的实验材料是()A．萌发的种子B．蛔虫C．草履虫D．以上均可以答案：A解析：萌发的种子既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸；蛔虫只进行无氧呼吸；草履虫只能进行有氧呼吸。2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，说法不正确的是()A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色解析：酵母菌作为实验材料是因为它在有氧和无氧的条件下均能正常生存。酵母菌不论有氧还是无氧条件下均能产生CO2，为了防止空气中原有CO2的干扰，所以将空气先通入盛有NaOH溶液的锥形瓶中，然后再通入酵母菌溶液中。答案：B3．检测酵母菌的发酵是否产生了酒精的试剂是()A．双缩脲试剂B．斐林试剂C．溴麝香草酚蓝溶液D．重铬酸钾溶液解析：检测酒精的试剂是重铬酸钾溶液，酸性条件下该溶液遇酒精呈灰绿色。答案：D4．请据图分析，经数小时后，U型管甲、乙两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)()A．甲处上升，乙处下降B．甲、乙两处都下降C．甲处下降，乙处上升D．甲、乙两处都不变解析：由于小白鼠的呼吸作用吸收O2并产生CO2，并且产生的CO2又被NaOH溶液吸收，导致集气瓶中气体体积变小，所以U型管中的乙端上升，而甲端下降。答案：C5．如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子的生命力)。实验开始时U型管左侧液面与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧液面高度变化，以下关于该实验的分析正确的是()A．种子在消毒剂中清洗是为了防止微生物呼吸作用干扰实验结果B．此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率C．一段时间后右侧液面高度不再变化，说明种子的细胞呼吸完全停止D．为排除外界因素的影响，需要将装置中的NaOH溶液换成清水(其他保持不变)作为对照组解析：装置中含有空气，所以测定的是有氧呼吸速率而不是无氧呼吸速率。一段时间后右侧液面高度不再变化，原因可能是锥形瓶内氧气消耗完毕，种子不能进行有氧呼吸，但不能说明种子的细胞呼吸完全停止。D项中对照组的设置可以校对外界环境变化带来的误差，但实验设置错误，应该用等量的在稀释的消毒剂中清洗过的死种子(其他保持不变)作为对照组。答案：A6．某小组欲探究酵母菌有氧呼吸的产物，在实验中组成了如图装置。请完成以下问题。(1)提出假设：____________________________________________________。(2)材料用具(略)。(3)设计实验步骤：①将配制好的____________，在B中装入____________，目的是__________________，在C中装入____________；②依图安装好实验装置，并将装置_________________________；③一段时间后观察_______________________________________。(4)预期实验结果：_______________________________________。解析：实验假设是根据所学习知识提出的，描述实验对象与实验条件之间关系，可以是肯定性的，也可以是否定性的。根据题中图示，联系酵母菌的代谢类型，可以提出肯定性的假设：酵母菌在有氧条件下，可以进行有氧呼吸，产生CO2。实验主要利用的生物材料是酵母菌，酵母菌利用的营养物质是葡萄糖，因此，应先将配制好的酵母菌葡萄糖溶液装入A瓶；实验中需要检测的因变量是CO2，所以要排除空气中含有的CO2对实验结果的影响，须在B瓶中装入NaOH溶液，吸收空气中的CO2，在C瓶中装入澄清的石灰水，检测是否生成了CO2。根据酵母菌的代谢特点可知，酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸产生CO2，CO2使澄清的石灰水变浑浊，因此实验中会观察到该现象的发生，由此可证明所提出的假设。答案：(1)在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸产生CO2(3)①