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探究酵母菌呼吸的方式
 
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1白话原理

酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。

CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。

橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。

2拨云见日

1AB两组实验的区别在于“有氧条件”和“无氧条件”,通过对比试验,可分析出氧气对酵母菌呼吸的影响。

2)实验中,所采用的酵母菌培养液都要煮沸后冷却再接种。

3)橙色重铬酸钾溶液和溴麝香草酚蓝这两个名词要留意不要写错。

1. 在密闭容器内,酵母菌利用葡萄糖产生酒精,此过程不生成

A. ATP               B. 乳酸            C. 三碳化合物    D. CO2

答案B

 

2. 某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响,进行了甲、乙2组实验,实验装置如图所示,除图中实验处理不同外,其余条件相同。

 

一段时间内产生CO2总量的变化趋势是

 

释疑:酵母菌在有氧气的情况下进行有氧呼吸,无氧条件下进行无氧呼吸,试验刚开始注射器中乙组有氧气所以能进行有氧呼吸,产生的二氧化碳多,甲组只进行无氧呼吸,产生的CO2少。总体产生的二氧化碳数量不断增加,所以曲线如图C所示。

答案C

 

3. 按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养810小时,并对实验结果进行分析。

实验材料

取样

处理

分组

培养液

供氧情况

适宜浓度

酵母菌液

50 mL

破碎细胞

(细胞不完整)

25 mL

75 mL

无氧

25 mL

75 mL

通氧

50 mL

未处理

25 mL

75 mL

无氧

25 mL

75 mL

通氧

下列叙述正确的是

A. 甲组不产生CO2而乙组产生      B. 甲组的酒精产量与丙组相同

C. 丁组能量转换率与丙组相同       D. 丁组的氧气消耗量大于乙组

释疑:依题意,甲组、丙组进行无氧呼吸,乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2,由于甲组细胞不完整,甲组的酒精产量较丙组少,丁组能量转换率较丙组高,丁组的氧气消耗量大于乙组。

答案D

 

4. 若在酵母菌酒精发酵后期通入氧气,与不通氧气相比,酒精的产生量会

A. 增加            B. 减少            C. 不变            D. 先增加后减少

答案B

 

5. 现有等量的AB两个品种的小麦种子,将它们分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内,各加入适量(等量)的水。在25℃条件下,瓶内O2含量变化如图所示。

 

请回答:(1)在t1~t2期间,瓶内O2含量的降低主要是由种子的         引起的,A种子比B种子的呼吸速率        AB种子释放CO2量的变化趋势是               

2)在0~t1期间,广口瓶内的CO2有少量增加,主要原因可能是            

释疑:有氧呼吸过程利用氧气产生二氧化碳,密闭瓶中的氧气越来越少,二氧化碳越来越多,由于是棕色瓶,当小麦种子萌发后可以进行光合作用,二氧化碳又会越来越少。A小麦种子利用的氧气多呼吸速率快,可能是A的种子中含有较多的油脂的缘故。所以植物的无氧呼吸多是产生酒精和二氧化碳,也有个别产生乳酸的。小麦种子的无氧呼吸是产生酒精和二氧化碳。

答案:(1)有氧呼吸,快,先递增后递减(2)种子的无氧呼吸产生了CO2

 

6. 某同学做了如下实验:取AB两支试管,在A管中加入煮熟的蚕豆子叶,B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注:甲烯蓝氧化态为蓝色,接受氢后为无色)一段时间后倒出溶液,两管中的子叶都呈蓝色。然后,两管分别加水淹没子叶、抽气,在水面上覆盖适量石蜡油,37℃保温一段时间后,发现A管中的子叶不变色,B管中的子叶蓝色变浅。取出子叶放在滤纸上,一段时间后,发现A管中取出的子叶不变色,B管中取出的子叶蓝色变深。

根据上述实验现象,回答问题:

137℃保温一段时间后,B管子叶蓝色变浅的原因是_________________.

2)滤纸上B管子叶蓝色变深的原因是______________________________

3)A管子叶37℃保温后不变色的原因是___________________________

4)该实验设置A管的目的是__________________________

答案:(1)子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。

2)通过呼吸作用还原的甲烯蓝被氧化

3)子叶细胞的酶失活,无呼吸作用。

4)作对照实验。

 

1. 检测酵母菌细胞呼吸作用的产物,下列描述正确的是

A. 如果产生的气体使澄清的石灰水变浑浊,则酵母菌只进行有氧呼吸

B. 如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色,则酵母菌只进行无氧呼吸

C. 无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸,酵母菌都能产生CO2

D. 酵母菌发酵时不产生气体,但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色

 

2. 将酵母菌研磨成匀浆,离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中,各加入等量葡萄糖溶液,然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是(  

A. 甲试管中最终产物为CO2H2O         B. 乙试管中不发生反应

C. 丙试管中有大量的ATP产生               D. 丙试管中无CO2产生

 

3.(多选)下图是探究酵母菌呼吸作用的方式的装置,以下说法正确的是(  

 

A. 装置甲中的NaOH的作用是吸收CO2 

B. 装置乙在澄清石灰水处可检测到酒精的产生

C. 装置乙应让B先反应一会再连接     

D. 两个装置均需要在黑暗条件下进行

 

4. 如下图实验装置可用于探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,溶液用清水与NaOH溶液作对照,下列实验变量、实验结果与结论一一对应,其中正确的一组是(

 

清水 NaOH溶液 液滴左移 液滴右移 液滴不移动 只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 全过程中既有有氧呼吸过程,也有无氧呼吸过程

A. ①③⑦             B. ②③⑦             C. ②⑤⑧             D. ②③⑧

 

5. 在检验酵母菌细胞呼吸产物时,常用到下列特殊的颜色反应,其中描述不正确的是

A. CO2可使澄清石灰水变浑浊 

B. CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

C. 乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色

D. 乙醇在碱性条件下能与灰色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色

 

6. 不同的呼吸底物、呼吸方式具有不同的呼吸商(呼吸商=呼吸放出的CO2量/呼吸消耗的O2量)。现利用甲图所示装置,测定一定量的酵母菌在不同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。

 

1)若要直接读取消耗氧和释放二氧化碳的体积之差,应选用乙、丙、丁装置中的

     装置。为确保结果的准确,需设置对照校正,则对照实验中试剂Y        

2)如实验结果经校正后,记录数值如下表。请分析回答:

02浓度(%)

0

l

2

3

5

7

10

15

20

25

释放C02mL/h

1.00

0.80

0.60

O.50

O.48

O.60

O.72

0.84

O.96

1.20

吸收02mL/h

O.00

O.10

O.20

O.30

O.36

O.50

O.60

0.70

0.80

1.00

O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸商为            ,其数值不同于02浓度为25%时的原因是:氧气浓度为3%时,酵母菌的呼吸方式为            ,表中显示,从O2浓度为        %起,酵母菌只进行有氧呼吸。

3)酿制啤酒的过程中,对通气量控制的总体要求是        

 

7. 探究:酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸产生的CO2量是否一样多,

实验原理:CO2可使澄清石灰水变浑浊,根据石灰水浑浊的程度,可以检验酵母培养液中CO2的产生情况。

1)实验假设:                                                     

2)材料用具:新鲜的食用酵母菌、质量分数为5%的葡萄糖溶液,质量分数为10%NaOH溶液,澄清的石灰水、锥形瓶、直角导管、橡皮塞

3)方法步骤:

配置酵母菌培养液:取20克新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A500mL)中,分别向瓶中注入240 mL,质量分数为5%的葡萄糖溶液,

组装实验装置:用锥形瓶和其他材料用具组装好如图所示的甲、乙装置图。

 

a甲装置中质量分数为10%NaOH溶液的作用是                 

澄清石灰水的作用是                                    

b乙装置中B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,这是为什么?

                                                                         

检测CO2的产生:甲装置连通橡皮塞(或气泵),让空气持续地依次通过3个锥形瓶。然后将实验装置放在25℃到30℃的环境中培养一段时间,乙装置在相同的条件下培养相同的时间,观察并记录现象填入下面的记录表中

时间(分钟)

甲中的石灰水

乙中的石灰水

0

澄清

澄清

5

 

 

10

 

 

15

 

 

 

 

注:以“+”个数表示澄清石灰水的浑浊程度

4)预期结果与结论:预期最可能的结果是        组装置中澄清石灰水先浑浊,且浑浊程度大。

说明                                                     

 

8. 已知酵母菌是兼性厌氧型生物。将含酵母菌的葡萄糖溶液分成两等份,分别装入相同的两个烧瓶中,其装置如下图所示,将这两个烧瓶同时置于37℃条件下,并定时向乙装置内通入新鲜空气,经过相同的时间后:

 

1)甲、乙烧瓶中所含产物分别是                                

2)甲、乙中石灰水将发生怎样变化?                                      

3)如果用温度计测量两烧瓶内溶液的温度,温度较高的是          

 

9. 如图为酵母菌无氧呼吸的实验装置,请据图回答问题

 

1)为什么要用煮沸后冷却的葡萄糖溶液?                               

2)盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用?                                

3)容器中溶液A一般是指               ,发酵实验中,两试管分别出现什么现象?

盛水的试管:                                                  

盛溶液A的试管:                                                       

4)随着时间推移,盛水的试管中的现象最终消失,这是因为                 ,此时测定烧瓶中溶液的成分应该是                        

5)本实验主要验证                                       

6)如果用乳酸菌代替酵母菌,溶液A有何现象发生?

请说明理由,(用有关方程式表示)

1. C  2. B  3. AC  4. D  5. C

 

6. 1)丁  蒸馏水  21.67  有氧呼吸和无氧呼吸  7  3)先通入无菌空气并适当搅拌,再密闭

 

7.1)酵母菌在有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸产生的CO2多(或者酵母菌在有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸产生的CO2少)

3吸收空气中CO2     吸收酵母菌有氧呼吸产生的CO2   B瓶刚封口后,锥形瓶的空气有O2,酵母菌开始进行有氧呼吸,所以需将开始产生的CO2排掉,过一段时间B瓶中O2消耗掉,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,方可确保无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水中(4)甲,酵母菌在有氧呼吸条件下比无氧条件下细胞呼吸产生的CO2快且多  ③略

 

8.1)酒精     2)变浑浊,乙浑浊的程度深  3)乙

 

9.1)煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的空气,为酵母菌发酵营造厌氧环境,冷却是为了避免酵母菌在高温下失活,为酵母菌提供发挥最高活性所需的适宜的温度

2)进一步过滤氧气,防止氧气进入圆底烧瓶抑制酵母菌发酵 

3)澄清石灰水,    有气泡溢出      溶液变浑浊  4)葡萄糖逐渐耗尽    酒精液

5)酵母菌发酵产生的CO2  6)无浑浊现象,C6H12O6  2C3H6O3 +能量  

探讨课题

1、该实验如何控制有氧和无氧条件?

2、可以将酵母菌换成乳酸菌进行试验吗?为什么?

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