浙科版（2019）生物必修一 第三章第四节课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素学案（含解析）

课时2　探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在有氧环境和无氧环境中都能生活。不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方式不同,产物和产生的能量均有差异。
2.呼吸产物的检测
(1)检测CO2的产生:CO2可使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
(2)检测酒精的产生: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,变成灰绿色。
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:
①装置甲:用于探究酵母菌的需氧呼吸。
②装置乙:用于探究酵母菌的厌氧呼吸。
(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 5%重铬酸钾溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象
(1)澄清的石灰水的变化。
组别 澄清的石灰水的变化
是否变浑浊 浑浊程度
甲组 是 高
乙组 是 低
(2)滴加含重铬酸钾的酸性溶液后的变化。
组别 现象(颜色变化) 原因
甲组 不变色 甲组不产生酒精,乙组产生酒精,使溶液变为灰绿色
乙组 变灰绿色
5.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)产物
　结合对实验材料的选择和处理,探讨以下问题。
(1)为什么要将葡萄糖溶液煮沸,且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌
提示:煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧,冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。
(2)在B瓶酵母菌培养液表面滴加一薄层植物油形成油脂层,其目的是什么
提示:创造无氧环境。
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
2.O2浓度
(1)具体影响如图所示:
(2)解读:
图A表示O2浓度对厌氧呼吸的影响。随O2浓度增加而受抑制,O2浓度越高,抑制作用越强,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。
图B表示O2浓度对需氧呼吸的影响。在一定范围内,随着O2浓度的增加,呼吸速率增强,但当O2浓度增加到一定值时,呼吸速率不再增加。
3.CO2浓度
在一定范围内,随CO2浓度的增加,细胞呼吸速率下降。
　利用降低温度的方法可以实现对蔬菜、水果等的长期保存,试分析原因。
提示:降低温度使植物细胞内酶的活性降低,从而减少了有机物的消耗。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
　用氨基酸饲养饥饿动物,发现动物的肝糖原含量会增加。这一现象说明了什么
提示:糖原不含有N元素,用氨基酸饲养饥饿动物造成肝糖原含量增加,说明氨基酸代谢后可作为原料用于合成糖原。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生乙醇而烂根。(　√　)
2.创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。(　×　)
提示:创可贴要透气是为了抑制厌氧微生物的繁殖。
3.CO2可使澄清的石灰水变浑浊。根据石灰水浑浊程度可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(　√　)
4.细胞呼吸一方面为分解反应提供能量(ATP),另一方面为分解反应提供碳骨架。(　×　)
提示:细胞呼吸一方面为合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。
5.温度主要影响呼吸酶的活性。一般而言,在一定范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。(　√　)
6.将果蔬贮藏于充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的物质的量与消耗O2的物质的量的比值低于1。(　×　)
提示:果蔬中细胞呼吸利用的能源物质为糖类,在充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的物质的量与消耗O2的物质的量的比值应当大于1。
7.糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分解,释放能量。(　√　)
任务一　探究酵母菌的呼吸方式
[任务突破1]
探究酵母菌呼吸方式的实验分析
(1)实验设置思路。
控制变量结果对比分析得出结论
↓ ↓ ↓
有氧、无氧条件　　
①对比实验(相互对照实验):两个实验组,分别为有氧条件和无氧条件。
②分析结果,得出结论:
(2)实验操作的提醒及主要目的。
实验操作提醒 主要目的
配制培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸冷却后再加入锥形瓶 ①煮沸:除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰; ②冷却后再加入:防止高温将酵母菌杀死
先通入NaOH溶液中再通入酵母菌培养液中 既能保证O2的充分供应,又能排除空气中的CO2对实验结果的干扰
其中一瓶酵母菌培养液用植物油覆盖液面形成油脂层 确保实验过程中只进行厌氧呼吸
[迁移应用]
[典例1-1] 为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物,设计如图两套装置,图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测,过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气。下列有关该实验的说法,正确的是(　B　)
A.图一为对照组,图二为实验组
B.A瓶添加花生油的目的是营造无氧环境
C.试管B、E中可加适量5%重铬酸钾溶液用于检测是否产生酒精
D.抽取A、D瓶中的样液加入适量0.1%溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否产生CO2
解析:此实验为对比实验,没有对照组,两组都是实验组,相互对照;试管B、E中的液体应是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,用于检验酵母菌呼吸作用是否产生二氧化碳;抽取A、D瓶中的样液加入适量5%重铬酸钾溶液,在酸性条件下可用于检测是否产生酒精。
[任务突破2]
基于液滴移动测定细胞呼吸类型及细胞呼吸速率
(1)细胞呼吸类型测定。
①实验装置。
欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例,假设呼吸底物只有葡萄糖)。
②实验结果预测和结论(见下表):
实验现象 结论
装置一 液滴 装置二 液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡
不动 右移 只进行产生乙醇的厌氧呼吸
左移 右移 进行需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸
左移 不动 只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产生乳酸的厌氧呼吸
③实验拓展:呼吸底物与着色液滴移动的关系。
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。因此以脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。
(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距离也表示呼吸速率。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。
[迁移应用]
[典例1-2] (2022·北斗星盟高二联考)图1所示是某兴趣小组为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装置,图2是根据两组装置的测量结果绘制的大豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势,下列叙述错误的是(　B　)
A.图1设置乙装置的目的是排除大豆表面微生物及环境因素的干扰
B.图1实验过程中有色液滴不断向左移动时,说明需氧呼吸速率不断增强
C.由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸
D.由图2可知,48 h后萌发种子细胞呼吸的底物中可能还有油脂等物质
解析:图1中甲和乙的不同是发芽的种子是否保持活性,乙中的种子被加热杀死,是对照组,对照组的目的是排除微生物及环境因素的干扰;装置中的10% NaOH溶液能吸收细胞呼吸以及装置中的CO2,故实验过程中有色液滴不断向左移动,可表示细胞呼吸不断消耗氧气,但不是说明需氧呼吸速率不断增强;由图2可知,在12～24 h期间,萌发种子消耗O2的速率几乎不变,但释放的CO2不断增加,说明种子的呼吸方式主要是厌氧呼吸;由图2可知,48 h后萌发种子吸收O2的量大于释放CO2的量,说明细胞呼吸的底物中不只有葡萄糖,可能还有油脂等物质。
任务二　探究影响酵母菌呼吸的因素
[任务突破1]
影响细胞呼吸的因素及曲线分析
项目 坐标曲线 曲线分析
温度 ①在最适温度时,呼吸速率最大;②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降;③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降
O2 浓度 ①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸;②0CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行
水分 在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。当含水量过多时,呼吸速率减慢,甚至死亡
[迁移应用]
[典例2-1] 细胞呼吸是细胞能量的根本来源,细胞呼吸容易受外界环境的影响。如图是温度与氧气浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响,以下分析不正确的是(　C　)
A.图中细胞呼吸速率可用单位时间内二氧化碳的释放量表示
B.从图甲可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
C.温度对曲线Ⅱ代表的呼吸类型影响较大,对曲线Ⅰ影响较小
D.分析图甲、乙可知,水果储存需要低温和低氧的条件
解析:由于需氧呼吸的产物是二氧化碳和水,所以图中细胞呼吸速率可用单位时间内二氧化碳的释放量表示;分析题图甲可知,B点细胞呼吸的相对速率最高,该点对应的温度是细胞呼吸的最适温度;温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸,温度对不同酶的影响基本相同,故温度对曲线Ⅰ、Ⅱ代表的呼吸类型影响基本相同;分析图甲、乙可知,在低温和低氧的条件下,细胞呼吸的相对速率都较低,所以水果储存需要低温和低氧的条件。
[任务突破2]
归纳总结影响细胞呼吸的因素在实践中的应用
项目 应用
温度 ①冰箱中水果和蔬菜保鲜;②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量
O2 浓度 ①中耕松土促进植物根部需氧呼吸;②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜
CO2 浓度 在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
水分 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·Z20名校联盟联考)细胞呼吸相关原理常应用于农业生产、食品生产和瓜果储存过程中。下列叙述正确的是(　B　)
A.“中耕松土”可促进葡萄糖在线粒体中的分解
B.酒精发酵过程应避免氧气进入使酒精减产
C.“合理灌溉”防止积累过多乳酸导致烂根
D.采用无氧条件储存瓜果以减少有机物消耗
解析:葡萄糖不能进入线粒体中,需氧呼吸时葡萄糖先在细胞溶胶中分解,形成丙酮酸后再进入线粒体;酿酒时,早期通气促进酵母菌需氧呼吸,利于菌种繁殖,后期密封发酵,促进酵母菌厌氧呼吸,利于产生酒精;“合理灌溉”防止厌氧呼吸积累过多酒精导致烂根;水果、蔬菜需要在低温、低氧和一定湿度的环境下储存,以减少有机物的消耗。
基础达标练
1.探究酵母菌的呼吸方式实验中,无关变量是(　B　)
A.是否有氧气条件 B.温度
C.是否有酒精产生 D.是否有CO2产生
解析:探究酵母菌的呼吸方式实验中自变量是氧气的有无,因变量是呼吸产物的不同,温度、pH等属于无关变量。
2.(2022·浙南名校联盟联考)马铃薯块茎储存不当会出现酸味,苹果会出现酒味。下列关于这两种现象的叙述正确的是(　B　)
A.两者都将葡萄糖中的化学能大部分转化为热能
B.两者都能快速利用葡萄糖并产生少量ATP
C.两者都有丙酮酸的产生和[H]的积累
D.提高氧气浓度对两者都有促进作用
解析:两者都进行无氧呼吸将葡萄糖分子中的大部分能量储存在不彻底的氧化产物中,只释放了少量的能量;两者都进行厌氧呼吸产生少量ATP;两者产生的[H]都用来还原丙酮酸,因此没有[H]的积累;两者都为厌氧呼吸,氧气浓度增加会抑制厌氧呼吸。
3.(2022·浙江6月选考)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是(　B　)
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
解析:剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的产物是乳酸,故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸;制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理,乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸;梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量,该部分能量大部分以热能的形式散失了,少部分用于合成ATP;酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理,故发酵过程中通入O2会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量。
4.(2022·十校联盟高二测试)下列关于细胞呼吸的叙述正确的是(　D　)
A.人发烧时,线粒体外膜上葡萄糖转运蛋白的活性下降
B.需氧呼吸释放的能量大部分转移至ATP,厌氧呼吸少部分转移至ATP
C.花生种子细胞进行需氧呼吸,消耗的O2量与呼出的CO2量相等
D.蛔虫细胞进行生命活动所需的能量由糖酵解过程提供
解析:葡萄糖是在细胞溶胶中分解,不会进入线粒体,因此线粒体外膜上不存在葡萄糖转运蛋白;无论是需氧呼吸还是厌氧呼吸,细胞呼吸释放的能量都是大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中;花生种子中含有大量脂肪,脂肪中的C、H比例较高,需氧呼吸时消耗的O2量大于呼出的CO2量;蛔虫属于厌氧型生物,只能进行厌氧呼吸,厌氧呼吸只在糖酵解阶段产生能量,因此蛔虫细胞进行生命活动所需的能量由糖酵解过程提供。
5.下列实验结果能够判断酵母菌细胞呼吸方式的是(　C　)
A.澄清的石灰水是否变浑浊
B.溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄
C.酸性重铬酸钾溶液是否由橙色变为灰绿色
D.以上三项均可
解析:酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸均可释放二氧化碳,故不能以A、B两项所述判断酵母菌细胞呼吸方式;酵母菌厌氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色,所以能够判断酵母菌细胞呼吸方式。
6.(2022·湖州高一期末)初夏家庭制作米酒时,通常是在微热的熟米饭中间挖一个“坑”,倒入用少量温水溶解的酒曲(含酵母菌),然后密封放置36小时左右。下列相关叙述错误的是(　D　)
A.冬季适当提高环境温度也可以在同样的时间内制作出米酒
B.米酒表面的气泡是酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳引起的
C.随着时间延长米酒的酒味增加是酵母菌厌氧呼吸引起的
D.制作米酒时产生的水是酵母菌厌氧呼吸的产物
解析:冬季适当提高环境温度,给酵母菌的生长创造一个适宜温度,也可以在同样的时间内制作出米酒;酵母菌进行需氧呼吸产生CO2和H2O,进行厌氧呼吸产生酒精和CO2,故米酒表面的气泡是酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳引起的;酵母菌厌氧呼吸产生酒精和CO2,故随着时间延长米酒的酒味增加是酵母菌厌氧呼吸引起的;由上可知制作米酒时产生的水是酵母菌需氧呼吸的产物。
7.如图为某小组研究酵母菌和乳酸菌呼吸方式的实验装置示意图,培养一段时间后小液滴的移动方向是(　C　)
A.不移动 B.向左移动
C.向右移动 D.先左后右
解析:根据图示可知,左侧锥形瓶中,酵母菌厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳,右侧锥形瓶中,乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸,因此左侧气体压强增大,小液滴向右移动。
8.(2022·杭嘉湖金四县区高二月考)普通人在进入空气稀薄的青藏高原时,会出现头痛、乏力和心跳加速等高原反应症状,这与人体细胞呼吸类型发生改变有关。下列叙述正确的是(　B　)
A.出现高原反应症状后,说明人体细胞呼吸供能以厌氧呼吸为主
B.同一个体中细胞呼吸的CO2/O2比值,在进入青藏高原前后无明显
变化
C.等量的葡萄糖在细胞呼吸中被分解成丙酮酸时,需氧呼吸产生的[H]多于厌氧呼吸
D.细胞呼吸为合成代谢提供能量,为分解代谢提供碳骨架,是细胞代谢的核心
解析:人体出现高原反应症状后,人体细胞呼吸供能依然以需氧呼吸为主;同一个体中细胞呼吸的CO2/O2比值,在进入青藏高原前后无明显变化,因为人体厌氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,CO2是通过需氧呼吸产生的,该过程中消耗O2和产生CO2的比值在以葡萄糖为底物的情况下为1;等量的葡萄糖在细胞呼吸中被分解成丙酮酸时,需氧呼吸产生的[H]与厌氧呼吸相等;细胞呼吸过程中会分解有机物释放能量,为合成代谢提供能量,同时在有机物分解过程中会产生很多的中间产物,从而实现物质之间的转化,为合成代谢提供碳骨架,是细胞代谢的核心。
9.大气中氧气浓度对植物某器官呼吸速率的影响曲线如图所示,下列分析正确的是(　A　)
A.检测CO2可利用溴麝香草酚蓝溶液,溶液中溶有CO2则颜色由蓝色变成绿色再变成黄色
B.若该器官是马铃薯的块茎,则可用重铬酸钾溶液检测其厌氧呼吸的产物
C.a点时释放的CO2全部是厌氧呼吸的产物
D.b点时需氧呼吸和厌氧呼吸的CO2释放量相等
解析:马铃薯的块茎厌氧呼吸的产物是乳酸,不产生乙醇和二氧化碳,不能用重铬酸钾溶液检测;a点时释放的CO2是需氧呼吸和厌氧呼吸的产物;b点时CO2释放量与O2吸收量相等,因此只进行需氧呼吸,不进行厌氧呼吸。
10.下列关于细胞呼吸的影响因素及其应用的叙述,错误的是(　B　)
A.及时排涝可以避免作物根细胞进行厌氧呼吸产生酒精导致烂根
B.氧气参与需氧呼吸的第三阶段,随着氧浓度增大需氧呼吸速率会不断变大
C.用透气的纱布包扎伤口可以抑制一些厌氧细菌在伤口处的繁衍
增殖
D.进行有氧运动可以避免人体肌肉细胞产生过多乳酸引起乳酸中毒
解析:及时排涝可以为作物根部提供氧气,避免根细胞进行厌氧呼吸产生酒精导致烂根;氧浓度增大到一定程度时,需氧呼吸速率不再变大;用透气纱布包扎伤口,可增加通气量,抑制厌氧细菌的厌氧呼吸,从而抑制厌氧细菌的大量繁殖;人体厌氧呼吸时会产生乳酸,所以进行有氧运动可以避免人体肌肉细胞产生过多乳酸引起乳酸中毒。
11.图1是真核生物细胞呼吸的主要物质变化示意图,①～④表示其中的过程。图2、图3分别表示O2浓度、温度对植物组织CO2释放速率的影响。据图回答下列问题。
(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等　　　　氧化分解成无机物或小分子有机物,并且　　　　　　　　的过程。
(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是　　　　(填标号),在线粒体中进行的过程是　　　　(填标号)。图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是　　　　(填“a”或“b”)。
(3)人体肌肉细胞厌氧呼吸的终产物是　　　　(用图1中物质名称回答)。肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服　　　　 　　的应急措施。
(4)根据图2和图3可知,在蔬菜保鲜贮藏中,应采取　　　　　　　和　　　　　　　的措施。
解析:(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解成无机物或小分子有机物并且释放出能量的过程。(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是①糖酵解,③④表示丙酮酸被[H]还原的过程,②丙酮酸的氧化过程在线粒体中进行;图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是a,因为随着氧气浓度的增加,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐被抑制。(3)人体肌肉细胞进行产生乳酸的厌氧呼吸;肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。(4)在蔬菜保鲜贮藏中,应采取适当降低O2浓度和温度的措施来降低细胞呼吸强度。
答案:(1)有机物　释放出能量　(2)①③④　②　a　(3)乳酸　暂时缺氧　(4)适当降低O2浓度　适当降低温度
12.(2022·浙江7月学考)甜酒酿是以糯米为主要原料,通过发酵而成的含乙醇食品,清甜可口,酒味淡薄,参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌。制备甜酒酿的工艺流程简图如下。
糯米处理→拌酒药→搭窝→发酵
回答下列问题。
(1)酒药中含有发酵所需的微生物,其中的主要微生物是糖化菌和
　 　　　。
(2)发酵过程中,淀粉被糖化菌分解成单糖或二糖后才能被酵母菌利用。推测酵母菌不能直接利用淀粉的原因是　　　　　　　　　。
(3)搭窝是将拌好酒药的米饭装入容器,搭成中间低、周边高的凹窝。搭窝可以确保在发酵初期有较多的O2,以利于糖化菌和酵母菌进行呼吸。随着发酵进行　　　　呼吸,O2被逐渐消耗殆尽,此时酵母菌发酵生成　　　　和CO2,最终形成了清甜可口的酒酿。
(4)若要生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿,请提出两条可行的措施:
　 。
解析:(1)据题意可知,参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌,因此酒药中含有发酵所需的微生物,其中的主要微生物是糖化菌和酵母菌。
(2)淀粉需要在淀粉酶的作用下才能被分解利用,酵母菌中不含淀粉酶,不能直接利用淀粉。
(3)酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧条件下进行需氧呼吸释放能量多,有利于其繁殖,在无氧条件下进行厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳。需氧呼吸要消耗氧气,因此随着发酵的进行需氧呼吸减弱,O2被逐渐消耗殆尽,此时酵母菌发酵生成乙醇和CO2,最终形成了清甜可口的酒酿。
(4)通过发酵而成的含乙醇食品,要想生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿,可以延长发酵时间(可增加糖的消耗,降低甜度),增加酒药(含有发酵所需微生物)用量等,使发酵微生物充分进行厌氧呼吸。
答案:(1)酵母菌　(2)酵母菌缺乏淀粉酶　(3)需氧　乙醇　(4)延长发酵时间;增加酒药用量等
综合提升练
13.温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如图。下列叙述正确的是(　B　)
A.a～b段,温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程
B.b～c段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快
C.b点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多
D.c点时,细胞呼吸产生的大部分能量贮存在ATP中
解析:糖酵解过程在细胞溶胶中进行,线粒体分解的底物是丙酮酸;
b～c段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快,酶活性降低,因而细胞呼吸的相对速率下降;氧与[H]结合生成水,生成的能量最多;细胞呼吸产生的大部分能量以热能的形式散失掉。
14.有氧运动是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法正确的是(　C　)
A.a运动强度下只有需氧呼吸,c运动强度下只有厌氧呼吸
B.大于或等于b运动强度后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的
消耗量
C.若运动强度长时间超过c运动强度,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
D.厌氧呼吸使葡萄糖中的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP中
解析:由题图信息可知,a、b和c运动强度下需氧呼吸和厌氧呼吸同时存在,只是a运动强度下厌氧呼吸较弱;人体需氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等,而厌氧呼吸既不吸收氧气,也不释放二氧化碳,因此运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量;c运动强度下乳酸含量明显超过正常值,因此若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力;人体厌氧呼吸使葡萄糖中的能量大部分储存在不彻底的氧化产物——乳酸中,释放的能量中大部分以热能散失,其余储存在ATP中。
15.两个兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如图的探究实验,请分析回答下列问题。
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2,现提供若干套(每套均有数个)实验装置,如图1(a～d)所示。
①请根据实验目的选择装置序号,并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置顺序:　　　　　(用箭头和图中序号表示);无氧条件下的装置顺序:　　　　　　　(用箭头和图中序号表示)。
②装置中c瓶的作用是
　,
b瓶中澄清的石灰水还可用　 代替。
③在温度和pH都相同的情况下,影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是　　　　　　　。
(2)乙兴趣小组利用图2所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管),探究酵母菌细胞呼吸方式。
①要想得到实验结论还必须同时设置对照实验,请问对照实验装置(假设该装置编号为3)该如何设计
　。
②若装置2中红色液滴向左移动,装置3中红色液滴不移动,说明酵母菌细胞呼吸方式是　　　　　　　　　　。
③若酵母菌消耗的O2为3 mol,而释放的CO2为9 mol,则酵母菌厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的　　　倍。
解析:(1)①需氧呼吸需要的装置是c→a→b。厌氧呼吸的装置是d→b。②c瓶的作用是吸收空气中的CO2,排除空气中CO2对实验结果的干扰,
b瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝溶液代替。③在温度和pH都相同的情况下,影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是氧气。
(2)①遵循实验单一变量原则,装置3除用等量清水代替氢氧化钠溶液外,其他设计与装置2相同。②因为氢氧化钠可以吸收产生的二氧化碳,如果装置2中红色液滴向左移动、装置3中红色液滴不移动,说明消耗的气体和产生的气体量相等,应只进行需氧呼吸。③酵母菌需氧呼吸消耗的O2为3 mol,消耗葡萄糖的量是 0.5 mol,释放的CO2为3 mol;所以酵母菌厌氧呼吸释放9-3=6 (mol) 的CO2,消耗葡萄糖的量是3 mol。因此,酵母菌厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的3÷0.5=6倍。
答案:(1)①c→a→b(或c→b→a→b)　d→b　②吸收空气中的CO2,排除其对实验结果的干扰 溴麝香草酚蓝溶液　③氧气
(2)①装置3除用等量清水代替NaOH溶液外,其他设计与装置2相同　②只进行需氧呼吸　③6