热点题型二 探究光合作用、细胞呼吸的方式及速率的测定方法
一、细胞呼吸的方式探究与速率测定
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( )
A．甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的细胞呼吸方式 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耗尽B瓶中的O2以形成无氧环境 审题关键
酶
(1)写出酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2――→12H2O＋6CO2＋能量、酶C6H12O6――→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
(2)甲组营造的是有氧环境，而乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2，以形成无氧环境，所以二者分别探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式。 (3)甲组加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，以排除空气中的CO2对实验结果的干扰。 (4)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。 答案 C
物质鉴定法探究酵母菌的细胞呼吸方式
(1)实验原理
①酵母菌：酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧型，可用于研究细胞呼吸的不同方式。
②细胞呼吸产物的检测
a. CO2的检测 CO2可使澄清石灰水变混浊
CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
b．酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 (2)实验步骤
①配制酵母菌培养液。 ②设计对比实验
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a．甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。
b．乙组中B瓶应先封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽B瓶中的氧气，以确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。 (3)产物检测与实验现象
条件 甲组(有氧) 乙组(无氧)
(4)实验结论 葡萄糖
酵母菌 无O2 有O2 澄清的石灰水的变 化/出现变化的时间 变混浊/快 变混浊/慢 重铬酸钾—浓 硫酸溶液 无变化 出现灰绿色 CO2(大量)＋H2O C2H5OH＋CO2(少量) 下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置图，下列说法正确的是( )
A．装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 B．装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行有氧呼吸 C．装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌死亡
D．装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸 审题关键
(1)装置一中NaOH溶液可吸收细胞呼吸释放出的CO2，因此刻度管内的液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，因此装置一可探究酵母菌是否发生有氧呼吸。
(2)装置二中因“NaOH溶液”换成“蒸馏水”，若只进行有氧呼吸，因为消耗氧气量和释放
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二氧化碳量相同，则液滴不移动。若只进行无氧呼吸，则会因释放CO2，导致液滴右移。因此装置二可探究酵母菌是否发生无氧呼吸。 答案 D
液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：
(2)结果结论
实验结果 装置一液滴 不动 不动 左移 左移 (3)误差校正：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。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。
装置二液滴 不动 右移 右移 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸 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 结论
某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25 ℃水浴中，10 min后关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
2
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实验时间(min) 液滴移动距离(mm)
A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动 B．在20～30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm/min
C．如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D．增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中 审题关键
(1)X为NaOH溶液，其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2，所以液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，软管夹关闭后液滴将向左移动。
(2)由表中信息可知，在20～30 min内氧气变化差值为130－65＝65 mm，因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5(mm/min)。
(3)果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，所以将X换为清水，并向试管充入N2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动。
(4)因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动，为了避免该误差，则应设置对照实验，应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同环境中，重复上述实验。 答案 B
液滴移动法测定细胞呼吸的速率
(1)实验装置
3
3
10 0 15 32.5 20 65 25 100 30 130 35 162.5
(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
(3)原理：组织细胞呼吸吸收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。 (4)物理误差的校正
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①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细胞呼吸速率的测定。
②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。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，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。
特别提醒 脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，有色液滴移动明显。
1．(2018·衡水第二中学联考)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 答案 B
解析 该实验的自变量是氧气的有无，温度属于无关变量，A项错误；该实验通过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。
2．下面三个装置可用于研究萌发种子的细胞呼吸方式及其产物，有关分析不正确的是( )
A．装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸 C．装置丙可用于探究萌发种子的细胞呼吸是否产生二氧化碳 D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验 答案 B
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高考生物大一轮复习热点题型二探究光合作用细胞呼吸的方式及速率的测定方法学案
