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高考必考教材实验(六)——探究酵母菌的呼吸方式及实验拓展

(国考5年未考)(地方卷：2018天津卷；2018浙江卷；2017海南卷；2015安徽卷；2013广东卷)

【师说考问】

考问1 探究酵母菌的呼吸方式 (1)实验原理

(2)实验流程 提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精的条件是有氧还是无氧？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？

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作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设

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科学思维

1．为什么选酵母菌作为实验材料？

提示：酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，可通过测定其细胞呼吸产物来确定酵母菌的细胞呼吸方式。

2．为什么先将空气通过10%的NaOH溶液，再进入酵母菌培养液中？

提示：10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。

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3．用于测定无氧呼吸的装置中，为什么将酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？

提示：酵母菌将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

4．实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？

提示：此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对比得出实验结论。

5．实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？

提示：煮沸的主要目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。 考问2 实验拓展

(1)运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式的方法

①欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示(以发芽种子为例)。

②实验结果预测和结论(见下表)：

(2)细胞呼吸速率的测定 ①实验装置

②实验原理：组织细胞呼吸作用吸收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呼吸速率。装置乙为对照。

③误差的校正

a．如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

b．如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。

c．为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。

【题组跟进】

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高考题组——研考向

考向一 酵母细胞呼吸方式的实验探究及拓展

1．[2018·天津卷，5]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O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是( )

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：在t1～t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A正确；t3时，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO2，所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B正确；图示所给温度是最适温度，该温度条件下酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C错误；据图可知，酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D正确。

答案：C

2．[经典高考]

将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作，错误的是( )

A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a B．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况

C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查 D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通 解析：将果酒发酵装置改装成用于探究酵母菌呼吸方式的装置，改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通，以检测酵母菌产生的气体成分；经管口3取样只能检测酒精的产生情况；实验开始前，需对改装后的装置的气密性进行检查；探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式时，需打开阀a，为酵母菌提供充足的氧气。

答案：B

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