2022届高考生物一轮复习第3单元细胞的代谢第8讲第2课时细胞呼吸的影响因素及应用探究酵母菌细胞呼吸的方式学案新人教版

第2课时　细胞呼吸的影响因素及应用　探究酵母菌细胞呼吸的方式

必备知识固本夯基　

一、细胞呼吸的影响因素及应用

1.内部因素——遗传因素

遗传因素决定酶的种类和数量,进而影响细胞呼吸的类型、速率等。

(1)不同　　　　的植物呼吸速率不同,如旱生植物呼吸速率小于水生植物,阴生植物呼吸速率小于阳生植物。 

(2)同一植物在不同的　　　　　　　　时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率升高,成熟期呼吸速率下降。 

(3)同一植物的　　　　　　　　呼吸速率不同,如生殖器官呼吸速率大于营养器官。 

2.外部因素

(1)影响细胞呼吸的外部因素分析

(2)细胞呼吸原理的应用

①对有氧呼吸原理的应用

a.包扎伤口应选用　　　　的敷料,抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。 

b.提倡慢跑等有氧运动,使细胞进行　　　　　　　,避免肌细胞产生大量　　　　。 

c.储藏水果、粮食要通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　等措施,延长保质期。 

d.土壤板结会影响植物根系生长,需及时松土透气。

②对无氧呼吸原理的应用

a.利用粮食通过　　　　　　发酵可以生产各种酒。 

b.破伤风芽孢杆菌只能进行　　　　　　,皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌就容易大量繁殖。需要及时就医治疗。 

二、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.实验原理

2.实验步骤

(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。

(2)检测CO2的产生,装置如下图所示。

(3)检测酒精的产生:自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的2支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g　　　　　　　　的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 

3.实验现象

4.实验结论

(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

(2)在有氧条件下,　　　　　　　　　　　　;在无氧条件下,　　　　　　　　　　　　　　。 

注意事项实验成功关键点分析

(1)实验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验,设置的是有氧、无氧条件。

(2)通入B瓶的空气中不能含有CO2,以保证C瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。

(3)D瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将D瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。

概念检测

基于对影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸的方式的理解,判断下列表述是否正确。

(1)同一叶片在不同生长发育时期,其细胞呼吸速率有差异。(　　)

(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(　　)

(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(　　)

(4)温室大棚中,可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(　　)

(5)剧烈运动时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(　　)

教材拓展

(人教版必修1P95“思考·讨论”)用酵母菌酿制的葡萄酒,其酒精度为何只能维持在12%~16%?

核心考点能力提升　

考点一　细胞呼吸的影响因素及应用

合作探究

探究细胞呼吸的影响因素

图甲、乙都表示某种子CO2释放量和O2吸收量的变化,图丙表示O2浓度和温度对某种子有氧呼吸速率的影响(假设呼吸作用中分解的底物为葡萄糖)。依据下列图解回答问题。

(1)从图中能找到哪些影响细胞呼吸的外界因素?简述它们影响细胞呼吸的原理。

(2)图甲、乙中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸和两种呼吸方式共存的对应点(或段)分别是什么?

(3)图丙中,与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素是什么?

易错警示细胞呼吸影响因素的四点注意

(1)完全无氧条件下,细胞呼吸强度并不为零,因为此时细胞可以进行无氧呼吸。

(2)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、增氧等措施;若需要降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。

(3)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储存时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。

(4)内部因素也会影响细胞呼吸的强度,如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。

考向突破

考向1　影响细胞呼吸的因素

1.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加

C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃小,是因为温度高使酶活性降低

D.实验结果说明,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大

考向2　细胞呼吸原理在生产上的应用

2.蚕豆种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.种子在破土前干重一直在减小

B.48 h后细胞呼吸底物不只是糖类

C.CO2的产生场所为线粒体基质和细胞质基质

D.12~24 h期间,细胞呼吸的主要方式为有氧呼吸

审题指导(1)在12~24h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间细胞呼吸的主要方式和产物:以无氧呼吸为主,产生酒精和CO2。

(2)从第12h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会减少。

(3)种子萌发48h后,O2的消耗量大于CO2的释放量。

拓展点拨种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读

(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于(吸胀)吸水,呼吸速率上升。

(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段,细胞呼吸产生的CO2要比O2的消耗量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸。

(3)在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的吸收量,种子以有氧呼吸为主,同时胚根大量吸水(渗透吸水)。

考点二　探究细胞呼吸的方式

合作探究

探究液滴移动法探究细胞呼吸的方式

欲确认某生物细胞呼吸的方式,某同学利用发芽种子,设置如下两套实验装置,请讨论解决下列问题。

(1)实验原理

装置一中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,着色液滴移动的距离代表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

装置二中着色液滴移动的距离代表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)结果结论

(3)有同学认为,为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。请提出你的设计思路。

(4)能否利用上述装置测定细胞呼吸速率?请分析说明。

易错警示(1)若所放材料为绿色植物,整个装置必须遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

(2)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对实验装置及所测材料进行消毒处理。

(3)如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是排除其他微生物的呼吸作用对实验结果的干扰。

考向突破

考向　细胞呼吸方式的探究实验

下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是(　　)

A.实验自变量为温度

B.实验因变量为CO2的多少

C.空气泵泵入的气体应先除去O2

D.乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸冷却除去CO2

归纳总结实验变量的分析

第2课时　细胞呼吸的影响因素

及应用　探究酵母菌细胞呼吸的方式

必备知识·固本夯基

一、1.(1)种类　(2)生长发育　(3)不同器官

2.(1)酶的活性　零上低温　昼夜温差　氧气浓度　减弱　(2)透气　有氧呼吸　乳酸　降低温度、降低氧气含量　酵母菌　无氧呼吸

二、1.变混浊　灰绿色

2.(2)NaOH溶液　石灰水　石灰水　(3)重铬酸钾

3.变混浊快　变混浊慢

4.(2)产生CO2多而快　产生酒精,还产生少量CO2

【概念检测】

(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×

【教材拓展】

提示一般来说,如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多,会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下,随着发酵产物(如酒精)的增多、营养物质的减少以及pH发生变化等的影响,繁殖速率逐渐下降,死亡率逐渐上升,酒精发酵最终就会停止。故葡萄酒的酒精度不会继续上升。

核心考点·能力提升

考点一

【合作探究】

探究

(1)提示O2浓度和温度。O2作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速率和性质,温度主要通过影响酶的活性而影响细胞呼吸。

(2)提示只进行无氧呼吸的是图甲中O2浓度为a时、图乙中A点;只进行有氧呼吸的是图甲中O2浓度为d时、图乙在C点之后(含C点);两种呼吸共存的是图甲中O2浓度为b、c时及图乙中AC段(不含A、C点)。

(3)提示O2浓度和温度。

【考向突破】

1.B　果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A项错误;50h后,30℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B项正确,C项错误;在一定的温度范围内,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大,D项错误。

2.D　种子在破土前不能进行光合作用,只进行细胞呼吸,故干重一直在减小;48h后细胞吸收的O2量大于释放的CO2量,说明底物不只是糖类,可能有脂肪;CO2的产生场所除了线粒体基质,还有细胞质基质;12~24h期间,CO2释放量明显大于O2吸收量,说明细胞呼吸的主要方式为无氧呼吸。

考点二

【合作探究】

探究

(1)提示吸收细胞呼吸产生的CO2　细胞呼吸吸收O2的量　细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值

(2)提示只进行产生酒精的无氧呼吸　进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸　只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸

(3)提示对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。

(4)提示可利用装置一进行测定。种子细胞呼吸吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示细胞呼吸速率。

【考向突破】

B　该实验的自变量是O2的有无,温度属于无关变量,A项错误;该实验利用Ca(OH)2溶液检测CO2的产生量,B项正确;空气泵通入气体是为有氧呼吸提供O2,应先除去泵入气体中的CO2,C项错误;乙、丙两试管的培养液需煮沸(除去CO2)冷却后再加入干酵母,避免酵母菌被高温杀死,D项错误。