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第3節(jié) 呼吸作用（二） 【自主學習】 【學習目標】 1. 理解呼吸作用相關影響因素； 2. 能進行呼吸作用相關的基本計算； 3. 能分析呼吸作用相關的表格和坐標曲線。 4. 酵母菌呼吸方式實驗的原理和測定方法。 【學習重點難點】 重點 1. 呼吸作用相關影響因素； 2.呼吸作用相關的基本計算； 3.呼吸作用相關的表格和坐標曲線。 4.酵母菌呼吸方式實驗的原理和測定方法。 難點 1.呼吸作用相關影響因素； 2.呼吸作用相關的基本計算； 3.呼吸作用相關的表格和坐標曲線。 【方法引導】 仔細觀察書本的“問題探討”、“思考與討論”、“資料分析”等材料， 積極思考、交流，在討論、探究中解決問題、得出結(jié)論、鍛煉能力。 【基礎知識】 1．本實驗的鑒定試劑及現(xiàn)象 試劑 鑒定對象 實驗現(xiàn)象 澄清石灰水 溴麝香草酚藍溶液 重鉻酸鉀溶液 2.探究酵母菌細胞呼吸的方式 (1)步驟 ②檢測CO2的產(chǎn)生，組裝實驗裝置 ③檢查酒精的產(chǎn)生——橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應，變成灰綠色 3．注意問題 (1)甲圖中氫氧化鈉溶液的作用是什么？ _______________________________________________________________。 (2)怎樣保證乙圖中通入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸？ _______________________________________________________________。 (3)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)甲組石灰水變渾濁，很快又變澄清，為什么？ _______________________________________________________________。 【綜合提升】 一、呼吸作用強度影響因素： 1．內(nèi)部因素 (1)植物種類：陽生>陰生 (2)發(fā)育階段：幼苗、開花期>成熟期 (3)不同部位：生殖器官>營養(yǎng)器官 2．外界因素 (1)溫度：溫度通過影響與呼吸作用相關的酶的活性而影響呼吸作用。一般而言，在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強度隨著溫度的升高而增強。 (2)氧氣濃度：綠色植物或酵母菌在完全缺氧條件下進行無氧呼吸，在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸并存，O2的存在對無氧呼吸起抑制作用。在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸強度隨氧濃度的增加而增強。關于無氧呼吸和有氧呼吸與氧氣濃度之間的關系，可用下圖表示。 ①當氧氣濃度為0時，細胞只進行無氧呼吸，Q點對應的縱坐標大小表示無氧呼吸的強度。 ②當氧氣濃度在0～10%之間時，有氧呼吸與無氧呼吸共存，隨著氧氣濃度增加，無氧呼吸強度減弱，有氧呼吸強度增強。 ③當氧氣濃度大于或等于10%時，無氧呼吸消失，此后只進行有氧呼吸。但當氧氣濃度達到一定值后，有氧呼吸強度不再隨氧氣濃度的增大而增強。 ④當氧氣濃度為C時，有機物消耗量相對較少，在該氧氣濃度下保存瓜果蔬菜效果較好。 ⑤氧氣吸收量也可以表示有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量，所以，兩條實線間的距離可表示無氧呼吸的強度，當兩曲線重合時(距離為0)，無氧呼吸強度為0。 (3)水：在一定范圍內(nèi)，細胞的含水量越高，細胞呼吸作用越強。 (4)CO2：在一定范圍內(nèi)，環(huán)境中CO2濃度越高，細胞呼吸越弱。 3．細胞呼吸原理的實踐應用 (1)用透氣紗布或“創(chuàng)可貼”包扎傷口：增加通氣量，抑制破傷風桿菌的無氧呼吸。 (2)釀酒時 (3)食醋、味精制作：向發(fā)酵罐中通入無菌空氣，促進醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌進行有氧呼吸。 (4)土壤松土促進根細胞呼吸作用，有利于主動運輸，為礦質(zhì)元素的吸收供應能量；無土栽培時要及時通入空氣，避免因無氧呼吸產(chǎn)生酒精而爛根。 (5)貯存糧食、水果的條件——低氧(不是無氧)、低溫；但二者差別在含水量方面，糧食要曬干入庫，水果要保持一定濕度。 (6)提倡慢跑：促進肌細胞有氧呼吸，防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹。 二、呼吸方式判斷： 在以C6H12O6為呼吸底物的情況下，CO2釋放量和O2消耗量是判斷細胞呼吸類型的重要依據(jù)，總結(jié)如下： (1)無CO2釋放時，細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化，如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 (2)不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，此種情況下容器內(nèi)氣體體積增大，如酵母菌的無氧呼吸。 (3)當CO2釋放量等于O2消耗量時，細胞只進行有氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不變化，但若將CO2吸收，可引起氣體體積減小。 (4)當CO2釋放量大于O2消耗量時，細胞同時進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2濃度下的細胞呼吸，此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢，可分析如下： ①若＝，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。 ②若>，無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。 ③若<，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸。 l 【預習自測】 1．下圖是探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置。以下說法中正確的是 (　　) A．兩個裝置均需要在黑暗條件下進行 B．裝置乙在Ⅲ瓶處可檢測到有酒精生成 C．裝置乙中應讓Ⅱ瓶先靜置一會再與Ⅲ瓶連接 D．裝置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ瓶處的CO2 2. 人在長時間劇烈運動時的供能方式是： ( ) A、主要是有氧呼吸 B、 主要是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸 C、只進行無氧呼吸 D、 主要是產(chǎn)生酒精的無氧呼吸 答案：A 3. 在有氧呼吸過程中，進入細胞中的氧將 （ ） ①與氫結(jié)合生成水 ②與碳結(jié)合生成二氧化碳 ③在線粒體中被消耗 ④在線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案：A 4.有氧呼吸中產(chǎn)生能量最多的是 （ ） A．形成二氧化碳時 B．形成［H］時 C．形成水時 D．形成丙酮酸時 答案：C 5. 下列有關有氧呼吸的敘述中，正確的是 （ ） A.此過程的第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量［H］和ATP B．此過程的第二階段是丙酮酸分解成和，產(chǎn)生少量的ATP C．此過程的第三階段是葡萄糖氧化成和，產(chǎn)生大量的ATP D．此過程必須有氧分子參與，始終在線粒體中進行 答案：A l 【課堂檢測】 1.經(jīng)測定，蠶豆種子在發(fā)芽的早期，的釋放量比氧氣的吸收量大3～4倍，這說明此時的蠶豆是（ ）。 A．只進行有氧呼吸 B．無氧呼吸比有氧呼吸占優(yōu)勢 C．只進行無氧呼吸 D．有氧呼吸比無氧呼吸占優(yōu)勢 答案：B 2.有氧呼吸與無氧呼吸的相同點是 （ ） ①都在線粒體中進行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都產(chǎn)生ATP ⑤都經(jīng)過生成丙酮酸的反應 A．①②⑤ B．②③④ C．②③⑤ D．②④⑤ 答案：D 3.酵母菌在有氧的條件下進行有氧呼吸，在無氧條件下能進行無氧呼吸。如果它在這兩種呼吸過程中產(chǎn)生了等量的。那么，它在這兩種過程中所消耗的葡萄糖之比為（ ）。 A．1︰2 B．2︰1 C．3︰1 D．1︰3 答案：D 4.在一錐形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液(見下圖)，下列坐標圖中不正確的是 時間 酒精濃度 時間 酵母菌數(shù)量 時間 葡萄糖濃度 時間 溶液的pH值 酵母菌 與葡萄 糖溶液 A B C D 答案：B 5.下圖表示大氣中O2濃度對植物組織產(chǎn)生CO2 的影響，其中A曲線代表CO2釋放量，B曲線代表O2的消耗量。貯藏水果時O2濃度應調(diào)節(jié)到（ ） A．M 點 B．N 點 C．P 點 D．Q點 答案：D l 【當堂訓練】 1.右圖是某種綠色植物的綠色器官在不同氧氣濃度下，O2吸收量和CO2釋放量的變化坐標圖。氧氣濃度為10%時，該器官進行的呼吸作用為（ ） A．有氧呼吸大于無氧呼吸 B．有氧呼吸小于無氧呼吸 C．有氧呼吸等于無氧呼吸 D．只進行有氧呼吸 答案：D 2.下圖為“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗裝置。對該圖分析不合理的是(　　) A．該實驗可以證明酵母菌是兼性厭氧菌 B．甲、乙兩裝置應置于相同且適宜的溫度下 C．在相同時間內(nèi)，C、E瓶中混濁程度相同 D．A瓶中加入NaOH是為了吸收空氣中CO2 答案：C 4.不同種類的種子中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)的種類不同。在科學研究常用呼吸商（RQ=釋放二氧化碳體積/消耗的氧體積）來表示生物的有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。下面是測定發(fā)芽種子呼吸商的兩個裝置圖： （1）裝置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_______________。 （2）若發(fā)芽的種子已長出幼苗，進行該實驗時，則應將裝置放置在何種條件下進行？_______；原因是____________________________。 （3）小琪同學來做這個實驗，她將同一正在發(fā)芽的種子等量分裝入兩個裝置。假定其他操作步驟無誤，她發(fā)現(xiàn)裝置一中的著色液向左移動，而裝置二中的著色液位置卻不發(fā)生改變，則可推定該種子發(fā)芽過程所消耗的能源物質(zhì)主要是_____，理由是______________________。若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動，則該種子發(fā)芽過程中所消耗的能源物質(zhì)主要是_________，理由是__________________________。 （4）裝置二的作用是___________。 答案：（1）吸收發(fā)芽種子產(chǎn)生的二氧化碳 （2）黑暗條件 避免幼苗進行光合作用，干擾細胞呼吸的氣體量變化 （3）葡萄糖（糖類） 以葡萄糖為能源物質(zhì)進行有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的二氧化碳 脂肪（脂質(zhì)） 脂肪中碳氫百分比含量較高，吸收的氧氣大于釋放的二氧化碳 （4）對照實驗 l 【課后拓展】 1.下列有關細胞呼吸原理在生產(chǎn)生活中應用的敘述，不恰當?shù)氖? A．利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌在持續(xù)通氣的發(fā)酵罐內(nèi)生產(chǎn)各種酒 B．包扎傷口時，可選用透氣松軟的“創(chuàng)可貼”等敷料 C．中耕松土，有利于植物吸收土壤中的礦質(zhì)離子 D．一定濕度、零上低溫、低氧環(huán)境有利于蘋果的保鮮 答案：選A。 2．呼吸作用過程中有CO2放出時，則可判斷此過程（ ） A. 一定是無氧呼吸 B. 一定是有氧呼吸 C. 一定不是乳酸發(fā)酵 D. 一定不是酒精發(fā)酵  3. 在檢測酵母菌細胞呼吸產(chǎn)物時，常用一些特殊的反應，下列描述不正確的是（ ） A． 二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁 B． 二氧化碳可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃 C． 乙醇在堿性條件下能與灰綠色的重鉻酸鉀溶液反應變成橙色 D． 乙醇在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色 答案：C 4.右下圖是綠色植物葉肉細胞內(nèi)的某生理過程圖解。請據(jù)圖回答： (1)圖中所示過程的主要場所是 。 (2)圖中⑧所代表的物質(zhì)是 ，它要進入到該細胞的葉綠體中參與光合作用需要穿過 層生物膜。 (3)圖中④和⑥表示葡萄糖氧化分解所釋放的能量，④ ⑥(填“多于”或“少于”)。 (4)圖中所示過程最重要的意義是為生物體的絕大部分生命活動提供 。 4．(5分)(1)線粒體 (2)CO2 4(2)少于 (4)能量 5．（命題預測較難題）將酵母菌研磨后得到勻漿，將勻漿離心后得到上清液（為細胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物（含細胞器）。把等量的上清液、沉淀物和勻漿分別放入甲、乙、丙三支試管中（如下圖所示），分別進行三項獨立的實驗。請回答： （1）實驗一：向三支試管內(nèi)分別滴加葡萄糖，各試管內(nèi)的最終產(chǎn)物是： 甲__________________；乙__________________；丙__________________。 （2） 實驗二：在隔絕空氣的前提下重復實驗一，各試管內(nèi)的最終產(chǎn)物是： 甲__________________；乙__________________；丙__________________。 （3） 實驗三：向三支試管內(nèi)滴加丙酮酸，各試管內(nèi)的最終產(chǎn)物是： 甲__________________；乙__________________；丙__________________。 解析：線粒體中利用的呼吸底物是丙酮酸，葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸。 答案：（1）葡萄糖 葡萄糖 二氧化碳和水 （2）酒精和二氧化唐 葡萄糖 酒精和二氧化碳 （3）丙酮酸 二氧化碳和水 二氧化碳和水