PAGEPAGE7高考必考教材試驗(六)——探究酵母菌的呼吸方式及試驗拓展(國考5年未考)(地方卷：2024天津卷；2024浙江卷；2024海南卷；2015安徽卷；2013廣東卷)【師說考問】考問1探究酵母菌的呼吸方式(1)試驗原理(2)試驗流程提出問題：酵母菌使葡萄糖發酵產生酒精的條件是有氧還是無氧？酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產物是什么？↓作出假設：針對上述問題，依據已有的學問和生活閱歷(如酵母菌可用于釀酒、發面等)作出合理的假設↓科學思維1．為什么選酵母菌作為試驗材料？提示：酵母菌在有氧、無氧條件下都能生存，可通過測定其細胞呼吸產物來確定酵母菌的細胞呼吸方式。2．為什么先將空氣通過10%的NaOH溶液，再進入酵母菌培育液中？提示：10%的NaOH溶液用于汲取空氣中的CO2，以保證用于檢測產物的錐形瓶中澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2導致的。3．用于測定無氧呼吸的裝置中，為什么將酵母菌培育液封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？提示：酵母菌將錐形瓶中的氧氣消耗完畢后再進行檢測，以確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產生的。4．試驗設計需遵循比照原則，此試驗為何不設置比照組？提示：此試驗為對比試驗，對比試驗不設比照組，而是通過有氧和無氧條件下的兩個試驗組相互對比得出試驗結論。5．試驗所用的葡萄糖溶液為什么需煮沸？提示：煮沸的主要目的是滅菌，解除其他微生物的呼吸作用對試驗結果造成干擾。考問2試驗拓展(1)運用液滴移動狀況探究酵母菌呼吸方式的方法①欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如下圖所示(以發芽種子為例)。②試驗結果預料和結論(見下表)：(2)細胞呼吸速率的測定①試驗裝置②試驗原理：組織細胞呼吸作用汲取O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液汲取，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的液滴左移。單位時間內液滴左移的體積即表示呼吸速率。裝置乙為比照。③誤差的校正a．假如試驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。b．假如試驗材料是種子，為防止微生物呼吸對試驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行消毒處理。c．為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應設置比照試驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。【題組跟進】高考題組——研考向eq\x(考向一)酵母細胞呼吸方式的試驗探究及拓展1．[2024·天津卷，5]為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100mL錐形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培育液，密封后在最適溫度下培育。培育液中O2和CO2相對含量變更見下圖。有關分析錯誤的是()A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降B．t3時，培育液中葡萄糖的消耗速率比t1時快C．若降低10℃培育，O2相對含量達到穩定所需時間會縮短D．試驗后的培育液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色解析：在t1～t2時刻，單位時間內氧氣的削減速率越來越慢，說明酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A正確；t3時，培育液中氧氣的含量不再發生變更，說明酵母菌基本不再進行有氧呼吸，此時主要進行無氧呼吸，t1和t3產生CO2的速率相同，所以單位時間內產生相同量的CO2，所以單位時間內無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3時，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時快，B正確；圖示所給溫度是最適溫度，該溫度條件下酶的活性最高，反應速率最快，因此若降低溫度，氧氣相對含量達到穩定時所須要的時間會變長，C錯誤；據圖可知，酵母菌進行了無氧呼吸，無氧呼吸過程會產生酒精，酒精與酸性重鉻酸鉀溶液反應后變成灰綠色，D正確。答案：C2．[經典高考]將圖中果酒發酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的試驗，下列相關操作，錯誤的是()A．探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時打開閥aB．經管口3取樣檢測酒精和CO2的產生狀況C．試驗起先前對改裝后整個裝置進行氣密性檢查D．改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通解析：將果酒發酵裝置改裝成用于探究酵母菌呼吸方式的裝置，改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通，以檢測酵母菌產生的氣體成分；經管口3取樣只能檢測酒精的產生狀況；試驗起先前，需對改裝后的裝置的氣密性進行檢查；探究有氧條件下酵母菌的呼吸方式時，需打開閥a，為酵母菌供應足夠的氧氣。答案：B3．[經典高考]回答下列問題：如圖表示的是測定保溫桶內溫度變更的試驗裝置。某探討小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下細胞呼吸的狀況。材料用具：保溫桶(500mL)、溫度計、活性干酵母、質量濃度為0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。試驗假設：酵母菌在有氧條件下細胞呼吸比無氧條件下細胞呼吸放出的熱量多。(1)取A、B兩套裝置設計試驗如下，請補充下表中內容：裝置步驟一步驟二步驟三A加入240mL的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①________B加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液②________加入石蠟油，鋪滿液面(2)B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是______________，這是限制試驗的____________變量。(3)要測定B裝置因細胞呼吸引起的溫度變更量，還須要增加一個裝置C。請寫出對裝置C應進行的試驗步驟：裝置步驟一步驟二步驟三C③________④________加入石蠟油，鋪滿液面(4)試驗預期：在相宜條件下試驗，30min后記錄試驗結果，若裝置A、B、C溫度大小關系是________________________________________________________________________(用“<、＝、>”表示)，則假設成立。解析：(1)該試驗要探究酵母菌在有氧和無氧條件下的細胞呼吸方式，所以A、B兩裝置內的自變量應為氧氣的有無，其他條件要保持完全相同且相宜。(2)B裝置內煮沸葡萄糖溶液是為了完全除去其中溶解的氧氣，從而制造無氧環境。(3)裝置C作為裝置B的比照，測定細胞呼吸引起的溫度變更，兩裝置內的自變量應為進行細胞呼吸的酵母菌的有無。(4)一段時間后，內部進行了有氧呼吸的A裝置中的溫度>進行了無氧呼吸的B裝置中的溫度>無酵母菌無細胞呼吸的C裝置中的溫度，則假設成立。答案：(1)①不加入石蠟油②加入10g活性干酵母(2)去除氧氣自(3)③加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液④不加入活性干酵母(4)A>B>Ceq\x(考向二)細胞呼吸相關的試驗探究4．[2024·浙江卷，12]以酵母菌和葡萄糖為材料進行“乙醇發酵試驗”，裝置圖如下。下列關于該試驗過程與結果的敘述，錯誤的是()A．將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻B．在甲試管內的混合液表面需滴加一薄層液體石蠟以制造富氧環境C．乙試管中澄清的石灰水變渾濁可推知酵母菌細胞呼吸產生了CO2D．拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味解析：將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻，以便使酵母菌在混合液中勻稱分布，A正確；酵母菌在無氧條件下才能將葡萄糖分解為乙醇，因此應在甲試管內的混合液表面滴加一薄層液體石蠟以制造無氧環境，B錯誤；CO2可使澄清石灰水變渾濁，乙試管中澄清的石灰水變渾濁，說明酵母菌細胞呼吸產生了CO2，C正確；甲試管中的酵母菌進行無氧呼吸將葡萄糖分解為乙醇和CO2，因此拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味，D正確。答案：B5．[2024·海南卷，8]某染料(氧化型為無色，還原型為紅色)可用于種子生活力的鑒定。某同學將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組，并通過染色試驗來了解種子的生活力，結果如表所示。分組甲組乙組處理種子與染料混合保溫種子煮沸后與染料混合保溫結果種子中的胚呈紅色種子中的胚未呈紅色下列敘述錯誤的是()A．甲組的胚發生了氧化還原反應B．呼吸作用產生的NADH使染料變成紅色C．乙組胚細胞膜上的載體蛋白能將染料運出細胞D．種子中胚細胞代謝活動的強弱會影響染色效果解析：由題目表格給出的信息“甲組種子中的胚呈紅色”可推出甲組種子中的染料被還原(發生了氧化還原反應)，還原劑為NADH，A、B正確；乙組細胞已被殺死，細胞膜失去了選擇透過性，C錯誤；胚細胞呼吸作用的強弱會影響NADH的產生，進而影響染色效果，D正確。答案：C模擬題組——預趨勢eq\x(預料一)酵母菌細胞呼吸方式的探究1．[2024·安徽江南聯考]下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的試驗裝置，下列有關敘述，正確的是()A．該試驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比試驗，其中乙組作為比照組B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則d瓶內的溶液會變黃C．可依據溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短，來檢測CO2的產生速率D．若c瓶和e瓶中溶液都變渾濁，不能據此推斷酵母菌的呼吸方式解析：該對比試驗兩組都未知試驗結果，都是試驗組，故A錯；d瓶進行無氧呼吸，生成酒精，在酸性條件下與重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色，而b瓶進行有氧呼吸，不生成酒精，無灰綠色出現，故B錯；b瓶進行有氧呼吸，產生二氧化碳速率較快，溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間較短，石灰水變渾濁較快(渾濁量較大)；d瓶進行無氧呼吸，產生二氧化碳速率較慢，溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間較長，石灰水變渾濁較慢(渾濁量較小)，故C正確，D錯。答案：C2．[2024·湖南長郡中學模擬]下圖為探究酵母菌進行的細胞呼吸類型的裝置圖，下列現象中能說明酵母菌既進行有氧呼吸，同時又進行無氧呼吸的是()A．裝置1中液滴左移，裝置2中液滴不移B．裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移C．裝置1中液滴不移動，裝置2中液滴右移D．裝置1中液滴右移，裝置2中液滴左移解析：裝置1中液滴左移，說明酵母菌細胞呼吸消耗了氧氣，即酵母菌進行了有氧呼吸；裝置2中液滴不移動，說明酵母菌沒有進行無氧呼吸，結合裝置1和裝置2說明酵母菌只進行有氧呼吸，A錯誤；裝置1中液滴左移，說明酵母菌細胞呼吸消耗了氧氣，即酵母菌進行了有氧呼吸；裝置2中液滴右移，說明酵母菌呼吸釋放了二氧化碳，結合裝置1和裝置2說明酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，B正確；裝置1中液滴不動，說明酵母菌呼吸作用沒有消耗氧氣，即沒有進行有氧呼吸；裝置2中液滴右移，說明酵母菌呼吸釋放了二氧化碳，結合裝置1和裝置2可知酵母菌只進行無氧呼吸，C錯誤；裝置1中液滴不行能右移，D錯誤。答案：Beq\x(預料二)細胞呼吸速率的測定3．[2024·貴州省貴陽市模擬]從小鼠的肝細胞中提取細胞質基質和線粒體，分別保存于試管中，置于相宜環境中進行相關試驗。下列說法正確的是()A．為保持活性需將線粒體置于等滲緩沖溶液中B．向盛有細胞質基質的試管中注入葡萄糖，可測得有CO2產生C．向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，可測得氧的消耗量加大D．向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸，降低溫度不變更線粒體的耗氧速率解析：線粒體分布在細胞質基質中，細胞質基質呈膠質狀態，有肯定的滲透壓，因此為保持活性需將提取的線粒體置于等滲緩沖溶液中，A正確；小鼠細胞的細胞質基質既可發生無氧呼吸和有氧呼吸的第一階段，也可進行無氧呼吸其次階段，均不產生CO2，B錯誤；線粒體中只發生有氧呼吸的其次、三階段，葡萄糖在細胞質基質被分解成丙酮酸后才能進入線粒體，C錯誤；降低溫度會使有氧呼吸過程所需酶的活性下降，從而降低線線體的耗氧速率，D錯誤。答案：A4．[2024·江西金溪一中高三月考]把盛有酵母菌和葡萄糖混合液的裝置(如圖)置于相宜溫度下，一段時間后，經檢測，裝置中葡萄糖削減了a摩爾，氣體的體積總量增加了b摩爾。以下關于酵母菌細胞呼吸的分析，不正確的是()A．無氧呼吸消耗的葡萄糖量為0.5b摩爾B．有氧呼吸產生的CO2量為6a－b摩爾C．細胞呼吸產生的CO2量為6a－2b摩爾D．細胞呼吸消耗的O2量為6a－3b摩爾解析：試驗裝置雖然處于密閉狀態，但內部仍舊有少量氧氣，因此在整個試驗過程中存在酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸。依據相關的細胞呼吸反應式可知：以葡萄糖為底物的有氧呼吸過程中，產生的CO2量與消耗的O2量的體積相等，因此裝置中氣體的體積總量增加的b摩爾表示無氧呼吸產生的CO2量，則無氧呼吸消耗的葡萄糖的量為b/2摩爾＝0.5b摩爾，A正確；有氧呼吸消耗的葡萄糖為(a－b/2)摩爾，有氧呼吸即細胞呼吸消耗的O2量和有氧呼吸產生的CO2量均為6eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a－\f(b,2)))＝6a－3b摩爾，B錯誤、D正確；