探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)是必修1的一個(gè)重要探究實(shí)驗(yàn)，也是高考實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)。它是以酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料，通過控制有氧和無氧條件，通過檢測(cè)CO2和酒精生成情況，探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式。對(duì)該實(shí)驗(yàn)的考查不僅要理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，更重要的是運(yùn)用該實(shí)驗(yàn)方法、技能去解決相關(guān)的問題。
1 對(duì)教材實(shí)驗(yàn)直接考查
例1 某生物興趣小組分別對(duì)酵母菌細(xì)胞的呼吸方式進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答：
（1）怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能正常生活？
。
(2)該小組想探究的具體問題是酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2，現(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個(gè))實(shí)驗(yàn)裝置如圖Ⅰ(a～d)所示。
①請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號(hào)，并按照實(shí)驗(yàn)的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置順序：________(用箭頭和圖中字母表示)；無氧條件下的裝置順序：________(用箭頭和圖中字母表示)。
②裝置中c瓶的作用是________，b瓶中澄清的石灰水還可用________代替。
③在溫度和pH都相同的情況下，影響酵母菌細(xì)胞呼吸方式的外界因素主要是____________________________________。
④d瓶在連通其他瓶前應(yīng)先封口放置一段時(shí)間，這是為了 。
（3）如何鑒定有無酒精產(chǎn)生？ 。
（4）若酵母菌消耗的O2為3 mol/L，而釋放的CO2為9 mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的________倍。
解析 本題直接對(duì)教材中探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)的選材、原理、實(shí)驗(yàn)裝置的裝配及各部分作用、操作進(jìn)行考查。（1）酵母菌是單細(xì)胞真菌，是活的生物，培養(yǎng)時(shí)需提供營養(yǎng)和適宜的溫度條件。(2)酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧的條件下進(jìn)行有氧呼吸，在無氧的條件下進(jìn)行無氧呼吸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)很容易得出，有氧條件下實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)置應(yīng)為c→a→b，無氧條件下應(yīng)為d→b，裝置中c瓶內(nèi)NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。檢測(cè)CO2除了用澄清的石灰水，還可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液。在溫度和pH都相同的情況下，影響酵母菌細(xì)胞呼吸方式的外界因素主要是氧氣濃度。d瓶在連通其他瓶前應(yīng)先封口放置一段時(shí)間，目的是讓酵母菌將d瓶中O2消耗掉，保證以后實(shí)驗(yàn)的無氧條件。（3）酒精的鑒定用橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下反應(yīng)變成灰綠色。（4）酵母菌無氧呼吸不消耗O2，題中消耗的3 mol/L O2均被有氧呼吸所利用，而有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量與消耗O2的量相等，所以有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3 mol/L，需消耗葡萄糖的量為0．5 mol/L。酵母菌釋放的CO2為9 mol/L，其中有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3 mol/L，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量則為6 mol/L，需消耗葡萄糖的量為3 mol/L。因此，酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍。
答案 （1）配置適宜的酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，控制培養(yǎng)溫度在25—35℃(2)①c→a→b(或c→b→a→b) d→b ②吸收空氣中CO2，排除其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾(其他合理答案亦可) 溴麝香草酚藍(lán)水溶液�、垩鯕鉂舛� ④消耗瓶中的氧氣，保證以后實(shí)驗(yàn)的無氧條件�。�3）橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。
（4）6
2 對(duì)教材實(shí)驗(yàn)變式考查
2．1 改變實(shí)驗(yàn)材料
例2 某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖細(xì)胞呼吸方式時(shí)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶A、B中分別放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，如圖甲所示。每隔一段時(shí)間，從分液漏斗向錐形瓶A中注入適量的過氧化氫溶液，觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化(溴麝香草酚藍(lán)水溶液用于二氧化碳的檢測(cè)，二氧化碳能使該溶液由藍(lán)變綠再變黃)。
實(shí)驗(yàn)二：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶C中加入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向C瓶中充入N2替代錐形瓶中的空氣，如圖乙所示，一段時(shí)間后，觀察裝置中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色變化。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)一的原理是________________；當(dāng)實(shí)驗(yàn)一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃時(shí)，是否能說明馬鈴薯的呼吸作用在逐漸增強(qiáng)？________，為什么？_____________________。
(2)已知植物細(xì)胞無氧呼吸有兩種類型，一種是能夠產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，另一種是能夠產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。馬鈴薯塊莖在只有N2的條件下可以進(jìn)行無氧呼吸。則實(shí)驗(yàn)二的目的是______________________________________；
若實(shí)驗(yàn)二中溴麝香草酚藍(lán)水溶液______，則說明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，其反應(yīng)式為________。
(3)實(shí)驗(yàn)二在設(shè)計(jì)上有不夠嚴(yán)謹(jǐn)之處，可能會(huì)干擾對(duì)馬鈴薯塊莖細(xì)胞呼吸類型的判斷，請(qǐng)給予修正。________。 修正的理由是________________________。
解析 本題是借鑒探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)裝置和檢測(cè)方法，改變實(shí)驗(yàn)材料考查對(duì)細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)的掌握情況。馬鈴薯塊莖細(xì)胞中含有過氧化氫酶，可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，在有氧條件下，馬鈴薯塊莖細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生的二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。當(dāng)實(shí)驗(yàn)一中溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由綠變黃時(shí)，可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，馬鈴薯產(chǎn)生的CO2總量較多引起的，不一定是細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增加引起的。無氧呼吸有兩種類型，實(shí)驗(yàn)二可以探究馬鈴薯無氧呼吸的類型，如果溴麝香草酚藍(lán)水溶液不變色，說明沒有二氧化碳產(chǎn)生，馬鈴薯塊莖進(jìn)行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。由于實(shí)驗(yàn)中的馬鈴薯塊莖上有微生物，微生物的呼吸類型會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)馬鈴薯塊莖進(jìn)行消毒；C瓶組裝之前應(yīng)做滅菌處理。
答案 (1)馬鈴薯塊莖細(xì)胞中含有過氧化氫酶，可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣；在有氧條件下，馬鈴薯塊莖細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生的二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃 不能 溶液的顏色由綠變黃可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，馬鈴薯產(chǎn)生的CO2總量較多引起的(其他合理答案也可)(2)探究馬鈴薯無氧呼吸的類型 不變色 C6H12O6 2C3H6O3＋少量能量(3)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)馬鈴薯塊莖進(jìn)行消毒；C瓶組裝之前應(yīng)做滅菌處理(答案合理即可)不同的微生物具有不同的呼吸類型，它們的存在會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
改變檢測(cè)方法
2．2 改變實(shí)驗(yàn)裝置
例3 下圖是探究酵母菌進(jìn)行呼吸方式類型的裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴不動(dòng)，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
B．假設(shè)裝置1中的液滴不移動(dòng)，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸
C．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸
D．假設(shè)裝置1、2中的液滴均不移動(dòng)，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸或只進(jìn)行無氧呼吸
解析 本題改變實(shí)驗(yàn)裝置考查酵母菌呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)分析推理及知識(shí)遷移能力。裝置1中液滴左移，是因?yàn)橛醒鹾粑牧搜鯕�，而產(chǎn)生的 CO2被 NaOH 溶液吸收，裝置2中的液滴不移動(dòng)是因?yàn)橛醒鹾粑a(chǎn)生的 CO2與消耗的氧氣體積相等；裝置1中的液滴不移動(dòng)表明無有氧呼吸，裝置2中的液滴右移是因?yàn)闊o氧呼吸釋放了CO2；裝置 1 中的液滴左移是進(jìn)行了有氧呼吸，裝置2中的液滴右移的量是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量；若裝置 1、2中的液滴均不移動(dòng)，則酵母菌既不進(jìn)行有氧呼吸又不進(jìn)行無氧呼吸，可能已死亡。
答案 D
2．3 改變檢測(cè)指標(biāo)
例4 日常生活中人們常用酵母菌發(fā)面蒸饅頭，某學(xué)生想探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助他完成有關(guān)內(nèi)容：
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷湍妇募?xì)胞呼吸方式
(2)實(shí)驗(yàn)原理：細(xì)胞的不同呼吸方式釋放的能量多少不同，但每種方式所釋放的能量中都有一部分以熱能形式散失，從而導(dǎo)致細(xì)胞周圍的環(huán)境溫度升高。
(3)材料用具：酵母菌培養(yǎng)液、質(zhì)量濃度為0．1g／mL的葡萄糖溶液、液體石蠟油、蒸餾水、保溫瓶。溫度計(jì)、棉花
(4)實(shí)驗(yàn)步驟：
①將質(zhì)量濃度為0．1g／ml。的葡萄糖溶液加熱沸騰后冷卻備用；
②取3只保溫瓶，編號(hào)為A、B、C，并將c瓶設(shè)計(jì)為對(duì)照；
③在3只保溫瓶中分別加入等量的葡萄糖溶液；
④ ；
⑤ 3個(gè)保溫瓶中均放入溫度計(jì)，用棉花輕輕塞上瓶口，并保證保溫瓶通氣；
⑥24小時(shí)后觀察并記錄3個(gè)保溫瓶中溫度的變化。
(5)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
若A瓶溫度＞c瓶溫度，B瓶溫度＝c瓶溫度，則 ；
若B瓶溫度＞c瓶溫度，A瓶溫度＝c瓶溫度，則 ；
若 ，則 。
(6)某同學(xué)也想以酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料探究相關(guān)問題，請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱。____________________________________________________。
解析 本題改變實(shí)驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)根據(jù)酵母菌在細(xì)胞呼吸中釋放能量的多少，通過實(shí)驗(yàn)來判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸方式。酵母菌是兼性厭氧菌，其呼吸作用方式可能有三種：在氧氣充足的條件下只進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量能量，瓶中溫度將高于對(duì)照組；在氧氣不足的條件下既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生較多能量，瓶中溫度也高于對(duì)照組；在無氧條件下只進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生能量較少，瓶中溫度也高于對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)中自變量處理時(shí)要考慮A、B瓶有氧與無氧條件的設(shè)置，而對(duì)照組C瓶中用等量的蒸餾水代替酵母菌培養(yǎng)液，如A瓶是在無氧條件下，B瓶是在有氧條件下，C瓶中無呼吸作用發(fā)生。若A瓶>C瓶溫度，B瓶溫度=C瓶溫度，表明進(jìn)行了無氧呼吸，但無有氧呼吸發(fā)生；若B瓶溫度>C瓶溫度，A瓶=C瓶溫度，表明進(jìn)行了有氧呼吸，但沒有無氧呼吸發(fā)生；若B瓶溫度>C瓶溫度，A瓶溫度>C瓶溫度，表明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸。以酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料，還可以探究其在不同氧氣濃度條件下的代謝產(chǎn)物。
答案 (4)④A瓶中加入適量的酵母菌培養(yǎng)液和液體石蠟油，B瓶中加入與A等量的酵母菌培養(yǎng)液，C瓶中加入與A等量的蒸餾水(A瓶和B瓶可互換) (5)酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸(注意和步驟④對(duì)照，答案順序可顛倒) B瓶溫度>c瓶溫度，A瓶溫度>c瓶溫度酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸(6)探究酵母菌在不同的氧氣濃度下的產(chǎn)物(合理即可)
通過上述變換角度訓(xùn)練可以全面考查學(xué)生對(duì)探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)理解和遷移能力。通過適度拓展，真正達(dá)到舉一反三的目的。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/146182.html
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