【生物】2020届一轮复习人教版细胞呼吸学案(1)

【生物】2020届一轮复习人教版细胞呼吸学案(1)

‎2020届 一轮复习 人教版 细胞呼吸 学案　‎ ‎【考纲解读】‎ 最新考纲 细解考点 核心素养 ‎1.细胞呼吸(Ⅱ)‎ ‎2.实验:探究酵母菌的呼吸方式 ‎1.说出细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程和场所 ‎2.写出细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式 ‎3.说明环境因素对细胞呼吸的影响的原理及应用 ‎4.说明探究酵母菌细胞呼吸方式的原理和方法 ‎1.生命观念——物质与能量观:细胞呼吸是有机物氧化分解,释放能量的过程 ‎2.科学思维——分类与比较:比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同 ‎3.科学探究——实验设计与结果分析:探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式 ‎4.社会责任——社会应用:细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用 考点一　细胞呼吸的方式和过程 ‎ ‎1.有氧呼吸 ‎(1)过程及场所 ‎ (2)总反应式及元素转移 ‎。‎ ‎2.无氧呼吸 ‎(1)场所:细胞质基质。‎ ‎(2)过程:‎ ‎①第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同。‎ ‎②第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和CO2或转化成乳酸。‎ ‎(3)反应式:‎ ‎①产物为酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。‎ ‎②产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3+少量能量。‎ ‎(4)能量:‎ ‎①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。‎ ‎②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。‎ ‎【深挖教材】‎ ‎(1)有氧呼吸中葡萄糖能直接被线粒体利用吗?为什么?‎ 提示:不能,因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白,葡萄糖不能进入线粒体。‎ ‎(2)人体剧烈运动时,吸收的氧气与释放的CO2量相等吗?为什么?‎ 提示:相等,因为人体无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2产生,而有氧呼吸吸入氧气的量等于释放的CO2的量。‎ ‎1.比较有氧呼吸与无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 反应 条件 需要O2、酶 不需要O2,需要酶 呼吸 场所 细胞质基质、线粒体 基质、线粒体内膜 细胞质基质 产物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 释放 有机物彻底氧化分 解,释放大量能量 有机物分解不彻底,‎ 能量释放较少 相同点 实质 分解有机物,释放能量,生成ATP 意义 ‎①为各项生命活动提供能量;‎ ‎②为体内其他化合物的合成提供原料 联系 第一阶段相同 ‎2.细胞呼吸中[H]与ATP的来源与去路 ‎　　类型 项目　　‎ 有氧呼吸 无氧呼吸 ‎[H]‎ 来源 葡萄糖和水 葡萄糖 去路 第三阶段与O2‎ 结合生成水 第二阶段还 原丙酮酸 ATP 来源 第一、二、三阶段均产生 只在第一阶段产生 去路 用于各项生命活动 ‎3.据图综合分析细胞呼吸 ‎(1)反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是②,可在人体细胞中进行的是①②④。(填序号)‎ ‎(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,其原因是什么?种子在有氧呼吸过程中产生了水。‎ ‎(3)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比为1∶3。‎ ‎【深度思考】 动物细胞无氧呼吸产生乳酸,多数植物细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,有些植物细胞无氧呼吸产生乳酸,其原因是什么?‎ 提示:无氧呼吸的产物不同的原因是酶的种类不同,根本上是基因不同。‎ 题型一　细胞呼吸的类型和过程 ‎1.(2018·全国Ⅲ卷)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是(　C　)‎ A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 解析:植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行,氧气充足时进行有氧呼吸,氧气缺少时进行无氧呼吸;在食物链中,输入某一营养级的能量,一部分用于此营养级生物自身的生长、发育和繁殖等生命活动,绝大部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失;有氧呼吸的产物是水和CO2,无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸;有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生,光合作用的光反应阶段有ATP产生。‎ ‎2.(2018·山东青岛模拟)如图是酵母菌有氧呼吸过程图,①～③代表有关生理过程的场所,甲、乙代表有关物质,下列叙述正确的是(　C　)‎ A.③处释放的能量全部储存在ATP中 B.①和②处产生乙的量相等 C.②中的生理过程需要H2O D.缺氧条件下甲可以转化为乳酸 解析:图中①～③‎ 分别代表有氧呼吸三个阶段的发生场所,甲、乙分别为丙酮酸和[H]。有氧呼吸第三阶段释放的能量大部分以热能的形式散失,只有一小部分储存在ATP中;有氧呼吸第一、第二阶段产生[H]的量不同;有氧呼吸第二阶段需要水的参与;酵母菌在缺氧的条件下进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳。‎ 关于细胞呼吸的3个易错点 ‎(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体。‎ ‎①真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。‎ ‎②原核细胞无线粒体,有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。‎ ‎(2)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP。‎ ‎(3)人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的,人无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。‎ 题型二　有氧呼吸和无氧呼吸的综合 ‎3.(2018·天津卷)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60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是(　C　)‎ 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时快 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 解析:t1→t2,培养液中O2相对含量仍不断下降,但t2之后O2相对含量基本不变,故在t1→t2时酵母菌的有氧呼吸速率不断下降。t3时,培养液中O2相对含量比较低,酵母菌只进行无氧呼吸;t1时,培养液中O2相对含量较高,酵母菌主要进行有氧呼吸。t3时无氧呼吸产生CO2的速率比t1时产生CO2的速率快,等量的葡萄糖无氧呼吸产生的CO2量比有氧呼吸少,可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快。由题意可知,曲线是在最适温度下获得的,若降低‎10 ℃‎培养,则呼吸速率下降,O2相对含量达到稳定所需时间会延长。因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸,产生了酒精,故实验后的培养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后会变成灰绿色。‎ ‎4.(2018·湖南株洲高三质检)下图是向含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2后,O2的消耗量和CO2的产生量变化曲线。据图判断,下列分析正确的是(　B　)‎ A.曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示O2的消耗量和CO2的产生量 B.O2浓度为b时,约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 C.O2浓度为c时,酵母菌产生的CO2全部来自线粒体基质 D.O2浓度为d时,细胞呼吸形成的ATP全部来自线粒体 解析:酵母菌为兼性厌氧菌,其进行有氧呼吸时消耗氧气,产生二氧化碳;进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,当氧气浓度小于d时,曲线Ⅱ均低于曲线Ⅰ,说明曲线Ⅰ为总的呼吸产生的二氧化碳,曲线Ⅱ为有氧呼吸氧气的消耗量。O2浓度为b时,O2的消耗量为6 mol,CO2的产生量为10 mol,说明有氧呼吸消耗的葡萄糖为1 mol,无氧呼吸CO2的产生量为4 mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖为 2 mol,即约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。O2浓度为c时,O2的消耗量为10 mol,CO2的产生量为12 mol,说明酵母菌既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,其产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质。O2浓度为d时,O2的消耗量和CO2的产生量相等,说明其只进行有氧呼吸,细胞呼吸形成的ATP来自细胞质基质和线粒体。‎ 细胞呼吸方式的判断依据 考点二　影响细胞呼吸的因素及应用 ‎1.温度 ‎(1)影响原理:温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。‎ ‎(2)曲线分析:‎ ‎①a点为该酶的最适温度,细胞呼吸速率最快。‎ ‎②温度低于a时,随温度降低,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。‎ ‎③温度高于a时,随温度升高,酶活性下降,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。‎ ‎(3)实际应用 ‎①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可延长保鲜时间。‎ ‎②促进生长:温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量。‎ ‎2.氧气 ‎(1)影响原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。‎ ‎(2)曲线模型 ‎①O2浓度低时,无氧呼吸占优势。‎ ‎②随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强。‎ ‎③当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。‎ ‎(3)应用 ‎①选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。‎ ‎②作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。‎ ‎③提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。‎ ‎④稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。‎ ‎3.二氧化碳 ‎(1)影响原理:CO2是细胞呼吸的终产物,积累过多会抑制细胞呼吸。‎ ‎(2)曲线分析 ‎(3)实际应用 保鲜:地窖中CO2浓度高,有利于蔬菜水果的储存。‎ ‎4.水含量 ‎(1)影响原理 ‎①主要是间接影响:许多生化反应需在水中才能进行,自由水含量升高,细胞呼吸加快。‎ ‎②直接影响:水是有氧呼吸的反应物之一。‎ ‎(2)实际应用 ‎①抑制细胞呼吸:晒干的种子自由水含量降低,细胞呼吸减慢,更有利于储存。‎ ‎②促进细胞呼吸:浸泡种子有利于种子的萌发。‎ ‎1.氧气影响细胞呼吸的曲线分析 ‎(1)O2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时,该器官的细胞呼吸方式有什么不同?‎ 提示:O2浓度在2.5%～10%之间时,进行有氧呼吸和无氧呼吸;O2浓度在10%以上时,只进行有氧呼吸。‎ ‎(2)O2浓度为C时,AB=BC,此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,两者消耗的葡萄糖是不是也一样多?‎ 提示:不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出:有氧呼吸时,‎1C6H12O6→6CO2;无氧呼吸时,‎1C6H12O6→2CO2所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,两者消耗的葡萄糖之比是1∶3。‎ ‎(3)在保存蔬菜、水果时,应选择哪一点对应的O2浓度?为什么?‎ 提示:应选择R点对应的O2浓度,因为此时总CO2释放量最少,有机物的损耗最少。‎ ‎2.夏季,池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象,原因是什么?‎ 提示:黎明时分水中的溶解氧不足,水体表层的溶解氧相对较高,因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。‎ ‎【深度思考】 为什么黎明时,水中的溶解氧不足?‎ 提示:水体中的溶解氧主要来自水体中藻类植物的光合作用,夜间藻类植物的光合作用停止,藻类和鱼经一夜消耗,溶解氧黎明时最低。‎ 题型一　环境因素对细胞呼吸的影响 ‎1. (2018·河北石家庄模拟)呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖的过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中正确的是(　B　)‎ A.呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱 B.b点有氧呼吸的强度大于a点有氧呼吸的强度 C.为延长水果保存的时间,最好将氧分压调至c点 D.c点以后,细胞的呼吸强度不随氧分压的变化而变化 解析:当RQ>1时,表明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强;b点氧分压较a点的大,因此b点的有氧呼吸强度大于a点的有氧呼吸强度;为延长水果保存的时间,最好将氧分压调至b点,因为此时有氧呼吸和无氧呼吸均较弱;c点以后,只进行有氧呼吸,在一定范围内,呼吸强度会随氧分压的升高而升高。‎ ‎2.(2018·安徽合肥模拟)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。下列叙述正确的是(　B　)‎ 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 ℃‎条件下的有氧呼吸速率比‎2 ℃‎和‎15 ℃‎慢,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 解析: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;50 h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,以后只进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低。‎ 题型二　细胞呼吸原理的应用分析 ‎3.(2018·全国Ⅱ卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是(　C　)‎ A.风干种子中有机物的消耗减慢 B.风干种子上微生物不易生长繁殖 C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D.风干种子中结合水与自由水的比值大 解析:风干种子细胞中自由水含量少,细胞呼吸作用强度低,有机物的消耗慢;风干种子细胞中自由水含量少,微生物不易在其上生长繁殖;风干种子细胞中自由水的含量相对少,结合水与自由水的比值大。‎ ‎4.(2019·山东菏泽期中)下列有关细胞呼吸原理的应用的叙述,错误的是(　D　)‎ A.用透气纱布包扎伤口能防止厌氧菌的繁殖 B.对板结土壤松土,有利于根系吸收无机盐 C.慢跑等有氧运动,能防止肌细胞进行无氧呼吸,避免肌肉酸胀 D.稻田定期排水,能防止根细胞进行无氧呼吸产生乳酸导致烂根 解析:由于氧气的存在能抑制厌氧菌的繁殖,所以选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以避免厌氧菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈;对板结土壤松土可促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输供能,有利于根吸收无机盐;提倡慢跑等有氧运动,原因之一是人体细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,积累大量的乳酸,会使肌肉产生酸胀乏力的感觉;稻田需要定期排水,目的是防止稻田中因氧气不足,水稻根部细胞无氧呼吸产生大量的酒精从而导致的烂根现象。‎ ‎ ‎ 细胞呼吸原理的应用 ‎(1)在生产或生活实践中,若需要增强相关植物或其器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施;若需减弱细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。‎ ‎(2)蔬菜、水果在储藏时都应在低温低氧条件下,种子应保持干燥,而蔬菜、水果应保持一定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温。‎ ‎(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。‎ ‎(4)分析题目给定的生产生活实际情境,判断是需要促进细胞呼吸还是需要抑制细胞呼吸。例如,中耕松土,促进细胞呼吸;储存种子,抑制细胞呼吸。‎ 考点三　实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 ‎1.实验原理 ‎(1)酵母菌是一种兼性厌氧真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。‎ ‎(2)产物检测原理 产物 试剂 现象(颜色变化)‎ CO2‎ 澄清的石灰水 变混浊 溴麝香草酚蓝水溶液 蓝色→绿色→黄色 酒精 酸性条件下橙色的 重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色 ‎2.实验现象 ‎(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液,分别装入A、B两锥形瓶中。‎ ‎(2)设计对比实验:‎ ‎①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是除去空气中的CO2。‎ ‎②乙组中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶中原有的氧气。‎ ‎③CO2检测:观察两组装置中澄清石灰水的变化。‎ ‎④酒精检测:取A、B瓶中滤液各2 mL分别注入两支干净的试管中,向两试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液0.5 mL,并振荡,观察试管中溶液的颜色变化。‎ ‎(3)检测及实验现象:‎ 条件 澄清石灰水 变化快慢 酸性重铬酸 钾溶液颜色 甲组(有氧)‎ 变混浊快 橙色 乙组(无氧)‎ 变混浊慢 灰绿色 ‎3.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)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下产生酒精,还产生少量的CO2。‎ ‎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A瓶的空气中不能含有CO2,以保证第三个锥形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.B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B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是酵母菌无氧呼吸产生的。‎ 题型一　实验原理和操作 ‎1.(2019·宁夏育才中学月考)为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验材料和用具按如图所示安装好。以下关于该实验的说法,不正确的是(　C　)‎ A.甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式 B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2‎ C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成灰绿色,证明有酒精产生 D.乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是消耗B瓶中的O2以形成无氧的环境 解析:甲组营造的是有氧环境,乙组营造的是无氧环境;甲组加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2,即排除空气中的CO2对实验结果的干扰;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;乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是消耗B瓶中的O2以形成无氧的环境。‎ ‎2.(2018·福建厦门双十中学期中)下图为探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是(　B　)‎ 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 解析:该实验的自变量是氧气的有无,温度属于无关变量;该实验通过澄清的石灰水检测CO2的产生量;空气泵通入气体是为有氧呼吸提供O2,但应先除去泵入气体中的CO2;乙、丙两试管的培养液需煮沸(除去CO2)冷却后再加入干酵母,避免高温杀死酵母菌。‎ 题型二　实验拓展 ‎3.(2018·浙江卷)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是(　B　)‎ A.将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B.在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C.乙试管中澄清的石灰水浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2‎ D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 解析:将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀,目的是使酵母菌与底物充分接触,利于酵母菌充分利用葡萄糖。在甲试管内的混合液表面滴加一薄层石蜡以制造无氧环境,利于乙醇发酵。CO2可以使澄清的石灰水变浑浊,乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2,酒精具有挥发性,拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味。‎ ‎4.(2019·河南洛阳月考)某实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计如图所示的实验装置。实验中,先向气球中加入 10 mL 酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有‎20 ℃‎温水的烧杯中,再将整个装置置于‎20 ℃‎的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列叙述错误的是(　A　)‎ A.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该下降 B.该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”‎ C.若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸 D.需设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照 解析:若酵母菌进行了无氧呼吸,无氧呼吸不吸收氧气,但是释放二氧化碳,因此会导致气球的体积增大,烧杯中的液面应该上升;可设置多个该实验装置,自变量为不同梯度的温度,因变量为烧杯液面上升的高度,用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”;有氧呼吸过程中吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量,而无氧呼吸只释放二氧化碳,因此若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸;需设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照,以校对物理因素对实验结果的影响。‎ ‎【构建知识网络】‎ ‎【记忆核心要点】‎ ‎1.有氧呼吸反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。‎ ‎2.无氧呼吸反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量,C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量。‎ ‎3.有氧呼吸三个阶段均能产生ATP,第三阶段产生ATP最多。‎ ‎4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。‎ ‎5.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。‎ ‎6.不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。‎ ‎7.O2抑制细胞无氧呼吸,促进细胞有氧呼吸。‎ ‎　实验方案的补充(修正)和完善 ‎【素能培养】‎ ‎　　实验方案的补充和完善是实验题目中难度较大的题型,要认真分析实验的材料、对照、步骤、结果等是否合理或正确。‎ 一看实验材料、器材的选择是否合理,实验药品的使用和用量是否准确。‎ 二看实验对照:实验是否设置了对照;如果有对照,看对照设计是否合理,是否进行了编号和标记,实验的自变量的控制是否严格,是否遵循单一变量原则、等量原则、平行重复原则,是否排除了干扰因素。‎ 三看实验条件:是否需要进行搅拌、加热等;实验需要的温度、光照是否合理。‎ 四看实验步骤:步骤顺序是否合理,步骤是否完整,具体操作是否违反生物学基本原理。‎ 五看实验结果:实验目的是否与实验结果、结论对应;探究性实验的结果和结论是否讨论全面;是否先写结果后写结论。‎ 根据以上的分析,找出实验方案中的问题,然后对实验方案进行补充(修正)和完善。‎ ‎【针对训练】 ‎ ‎1.(2015·安徽卷,节选)科研人员探究了不同温度(‎25 ℃‎和‎0.5 ℃‎)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。(1)由图可知,与‎25 ℃‎相比,‎0.5 ℃‎条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是　 ; ‎ 随着果实储存时间的增加,密闭容器内的　　　　浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸,该实验还可以通过检测　　　　浓度变化来计算呼吸速率。 ‎ ‎(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:‎ ‎①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。‎ ‎②将甲、乙瓶分别置于‎25 ℃‎和‎0.5 ℃‎条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。‎ ‎③记录实验数据并计算CO2生成速率。‎ 为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。‎ a.　 ; ‎ b.　 。 ‎ 解析:(1)从题图中可知,‎0.5 ℃‎的低温明显抑制了细胞呼吸,使CO2生成速率减慢,导致CO2释放量降低,主要原因是低温时与细胞呼吸有关的酶的活性降低;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的CO2浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测O2浓度变化(O2的减少量)来计算呼吸速率。‎ ‎(2)该实验验证的是(1)中的结果,为了保证实验结果的准确性,选取的果实成熟度要一致,并且在每个温度条件下至少要有3个平行重复实验。‎ 答案:(1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性　CO2　O2‎ ‎(2)选取的果实成熟度还应一致　每个温度条件下至少有3个平行重复实验 ‎2.(2019·河北衡水中学月考)酵母菌为兼性厌氧型单细胞真菌,某研究小组用它进行了如下三组实验。图甲为在注射器中加入5 mL含酵母菌的培养液,吸入10 mL空气后加塞密闭,一段时间后,发现针筒内的气体体积增加。图乙为①号②号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1%溴麝香草酚蓝(简称BTB)溶液,直至溶液呈蓝绿色时为止(当环境偏酸性时,BTB溶液呈黄色)。‎ ‎(1)图甲中,实验起初一段时间内,针筒内的气体体积未发生变化,但溶液中有气泡产生,与气泡产生有关的细胞结构是　　　　　　。实验一段时间后,发现针筒内的气体体积开始增加,此时酵母菌细胞开始进行　　　　呼吸。 ‎ ‎(2)图乙中,①号试管内溶液颜色变化是由蓝绿色变成　　　　　,设置②号试管的作用是作为　　　　。 ‎ ‎(3)若要证明甲、乙两组装置中释放的气泡是酵母菌产生的,都需要设置一个对照组同步实验,对照组的设置为另取一相同装置,将容器中含酵母菌的培养液换成　　　　　　　　　　　　　　　　,其他条件相同。 ‎ 解析:(1)实验起初一段时间内,由于注射器内有足够的氧气,酵母菌只进行有氧呼吸,有氧呼吸吸收的氧气与消耗的二氧化碳的体积相同,因此针筒内的气体体积未发生变化,但溶液中有气泡产生,是由于有氧呼吸产生了二氧化碳,产生二氧化碳的结构是线粒体基质。实验一段时间后,氧气逐渐被消耗,发现针筒内的气体体积开始增加,此时酵母菌细胞开始进行无氧呼吸。‎ ‎(2)溴麝香草酚蓝溶液是用于检测二氧化碳的,由于酵母菌在细胞呼吸过程中能产生CO2,因此一段时间后①号试管中的溶液由蓝绿色逐渐变成黄色。设置②号试管的作用是作为对照。‎ ‎(3)若要证明甲、乙两组装置中释放的气泡是酵母菌产生的,都需要设置一个对照组同步实验,对照组的设置为另取一相同装置,将容器中含酵母菌的培养液换成等量含灭活酵母菌的培养液,其他条件相同。‎ 答案:(1)线粒体(基质)　无氧 ‎(2)黄色　对照 ‎(3)等量含灭活酵母菌的培养液