专题07 探究酵母菌细胞呼吸的方式-2021年高考生物必考实验专题突破（解析版）

实验七：探究酵母菌细胞呼吸的方式 知识链接 一.实验原理 酵母菌：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。 酵母菌在有氧条件下产生 CO2, 在无氧条件产生酒精。 酵母菌在无氧条件下产生 CO2，在有氧条件下产生酒精和 CO2。 二．实验过程 三．结果分析 四.易错提醒 酵母菌为兼性厌氧型的原因是，在有氧条件和无氧条件下都可以生存 检测酒精时，酸性重铬酸钾用的是浓硫酸酸化处理 有氧呼吸装置的改进 例 1．下列有关酵母菌细胞呼吸方式的探究实验的叙述错误的是（ ） A．用酵母菌来研究细胞呼吸的不同方式的原因之一是酵母菌属于兼性厌氧菌 B．依据石灰水混浊程度和速度可以判断培养液中酵母菌的呼吸方式 C． CO2 能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 D．质量分数为 10%的 NaOH 溶液的作用是吸收酵母菌产生的 CO2 【答案】D 【分析】 探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是：（1）酵母菌是兼性厌氧型生物；（2）酵母菌呼吸产生的 CO2 可用 溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，或使澄清石 灰水变浑浊；（3）酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。 【详解】 A、酵母菌属于兼性厌氧菌，可作为探究细胞呼吸方式的材料，A 正确； B、酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的量比无氧呼吸多，因此依据石灰水混浊程度和速度可以判断培养液中酵 母菌的呼吸方式，B 正确； C、溴麝香草酚蓝水溶液来检验 CO2，CO2 能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，C 正确； D、质量分数为 10%的 NaOH 溶液的作用是吸收通入空气中的 CO2，防止干扰试验，D 错误。 故选 D。 【点睛】 本题考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，要求学生理解实验的原理，如酵母菌的新陈代谢类型、细胞呼 吸产物 CO2 和酒精的鉴定，掌握实验装置的设置、所使用的试剂及试剂的作用。 例 2．酵母菌是探究细胞呼吸方式的理想材料，下图装置一和装置二是测定酵母菌呼吸方式的相关实验装置， 请回答下列问题： （1）酵母菌是探究细胞呼吸方式的理想材料，原因是酵母菌的呼吸类型属于______型。 （2）装置一中能用于探究酵母菌有氧呼吸的装置序号是______（用字母和箭头连接），如果将锥形瓶 d 内 的酵母菌换成乳酸菌，并与 b 连接，不能观察到 b 中出现混浊的现象，其原因是______（用产乳酸的反应 式表示）。 （3）装置二中，NaOH 溶液的作用是______，若红色液滴先向左移动一小段距离，然后静止不动，这一现 象说明______。若要进一步确认酵母菌是否进行无氧呼吸，可将 NaOH 溶液换成等量的______进行实验。 （4）上述实验完善的基础上，继续探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式的影响，得如下实验结果。 氧浓度（％） a b c d 产生 CO2 的量（mol） 9 12.5 15 30 产生酒精的量（mol） 9 6.5 6 0 在氧气浓度为 c 时，酵母菌进行______呼吸，此时酵母菌产生 CO2 的场所是______。 【答案】兼性厌氧 c→a→b C6H12O6 酶 2C3H6O3+少量能量 吸收 CO2 酵母菌先进行有 氧呼吸，然后进行无氧呼吸 蒸馏水 有氧和无氧 细胞质基质和线粒体（基质） 【分析】 探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是： （1）酵母菌是兼性厌氧型生物；酵母菌在有氧条件下，进行有氧呼吸产生 CO2 和 H2O；在无氧条件下，进 行无氧呼吸产生 CO2 和酒精； （2）酵母菌呼吸产生的 CO2 可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶 液由蓝变绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊； （3）酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用酸性重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。 【详解】 （1）由于酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，呼吸类型为兼性厌氧型，是单细胞生物、繁殖速度快，所 以酵母菌是探究细胞呼吸方式的理想材料。 （2）有氧呼吸需要的装置是 c→a→b；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生 CO2，即 C6H12O6 酶 2C3H6O3+ 少量能量。 （3）装置二中，氢氧化钠的作用是吸收呼吸作用产生的二氧化碳。红色液滴先向左移动一小段距离，然后 静止不动，这一现象说明酵母菌先进行有氧呼吸，然后进行无氧呼吸。若要进一步确认酵母菌是否进行无 氧呼吸，可将 NaOH 溶液换成等量的蒸馏水进行实验。 （4）实验的自变量是氧浓度，氧气浓度为 c 时，产生的 CO2 的量与酒精的量不等，所以酵母菌进行有氧呼 吸和无氧呼吸，即产生二氧化碳的场所为细胞质基质和线粒体（基质）。 【点睛】 本题考查了探究酵母菌呼吸方式的实验分析，难度适中，解题时识记酵母菌细胞呼吸的两种方式的方程式， 进而进行相关分析。 1．下列关于探究酵母菌呼吸方式的实验，叙述错误的是（ ） A．酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 B．可根据澄清石灰水是否浑浊判断呼吸方式 C．探究有氧呼吸时泵入的空气需去除 CO2 D．探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间 【答案】B 【分析】 酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式比较如表所示。 有氧呼吸 乙醇发酵（无氧呼吸） 葡萄糖→丙酮酸+[H]+能量（少） 葡萄糖→丙酮酸+[H]+能量（少） 丙酮酸+H2O→CO2+[H]+能量（少） 丙酮酸+[H]→CO2+乙醇 [H]+O2→H2O+能量（多） 【详解】 A、酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，A 正确； B、酵母菌有氧和无氧呼吸都能产生 CO2，根据澄清石灰水是否浑浊无法判断呼吸方式，B 错误； C、有氧呼吸消耗氧气生成 CO2，为了排除 CO2 的干扰，探究有氧呼吸时泵入的空气需去除 CO2，C 正确； D、探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间，待装置中的氧气被消耗完，D 正确。 故选 B。 2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸方式”的说法正确的是 A．酵母菌属于兼性厌氧菌，常被用作研究细胞呼吸的实验材料 B．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式 C．在探究有氧呼吸的实验装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液 D．酵母菌无氧呼吸时，其发酵液在酸性条件能使无色的重铬酸钾变成灰绿色 【答案】A 【解析】 【分析】 酵母菌是兼性厌氧型生物；酵母菌呼吸产生的 CO2 可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊；酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬 酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。 【详解】 A. 酵母菌属于兼性厌氧生物，适用于作为研究细胞呼吸的实验材料，A 正确； B. 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌 的呼吸方式，B 错误； C. 在有氧呼吸的装置中，不可将空气直接通入酵母菌的培养液，应先用 NaOH 吸收除去空气中的二氧化碳， C 错误； D. 酵母菌无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，D 错误。 3．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究，说法不正确的是（ ） A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物 B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液 C．酵母菌呼吸产生的 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 D．酵母菌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 【答案】B 【详解】 A、酵母菌是兼性厌氧型生物，即在有氧条件下能进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸，所以常 被用作研究细胞呼吸的实验材料，A 项正确； B、在有氧呼吸的装置中，不可将空气直接通入酵母菌的培养液，而是先将空气通入 NaOH 溶液，以吸收空 气中的 CO2，避免对实验结果的干扰，B 项错误； C、鉴定 CO2 可利用 CO2 能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，C 项正确； D、鉴定酒精可利用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，D 项正确。 故选 B。 【点睛】 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验和知识点拨： 1．实验原理 2．知识点拨： （1）将装置甲连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过 3 个锥形瓶，既保证 O2 的充分供应，又使进入 A 瓶的空气先经过含 NaOH 溶液的锥形瓶，洗除空气中的 CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是 由于酵母菌有氧呼吸产生 CO2 所致。 （2）装置乙中，B 瓶应密封放置一段时间后，待酵母菌将 B 瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥 形瓶。 4．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式的实验的叙述，错误的是（ ） A．通人空气组和未通人空气组之间形成相互对照 B．可用乳酸菌替代酵母菌来探究细胞的两种呼吸方式 C．可用溴麝香草酚蓝水溶液变黄时间的长短来判断 CO2 生成的快慢 D．根据放出的气体能否使澄清的石灰水变混浊，无法确定酵母菌的呼吸方式 【答案】B 【分析】 酵母菌为兼性厌氧菌，有氧条件下进行有氧呼吸，产物是二氧化碳和水；无氧条件下进行无氧呼吸，产物 是酒精和二氧化碳。 【详解】 A、探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比试验，通入空气组和无氧组相互对照，A 正确； B、乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，因此不能替仁酵母菌探究细胞的两种呼吸方式，B 错误； C、二氧化碳的含量越多，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间越短，故可用溴麝香草酚蓝水溶液变黄时间的长 短来判断 CO2 生成的快慢，C 正确； D、酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳，故不能用放出的气体能否使澄清的石灰水变浑浊来判断 酵母菌细胞的呼吸方式，D 正确。 故选 B。 5．酵母菌是高中生物实验中常用的实验材料。以下是某生物兴趣小组以酵母菌为材料开展的相关实验研究 装置，下列说法不正确的是 A．选用 A、B、C 装置探究酵母菌有氧呼吸方式时的装置顺序是 C→A→B B．探究酵母菌有氧呼吸方式时，设置 10%NaOH 溶液的作用是吸收空气中的 CO2，以排除其对实验结果的 干扰 C．利用 E 装置探究酵母菌呼吸类型，若在实验过程中液滴向左移（不考虑环境因素的影响），则说明此装 置中酵母菌发生了有氧呼吸 D．探究酵母菌无氧呼吸方式时，D 瓶需放置一段时间后再连接 B 瓶，目的是让酵母菌充分繁殖 【答案】D 【解析】 探究酵母菌的有氧呼吸方式，需连接装置 C→A→B，10%NaOH 溶液可吸收空气中的 CO2，以排除其对实 验结果的干扰；澄清石灰水可检测有氧呼吸产物 CO2，故 A、B 正确。E 装置中，NaOH 溶液会吸收锥形瓶 中的 CO2，若红色液滴左移，说明有 O2 消耗，酵母菌进行了有氧呼吸，C 正确。探究酵母菌无氧呼吸方式 时，D 瓶需放置一段时间后再连接 B 瓶，目的是消耗瓶中的氧气，以保证实验时酵母菌进行无氧呼吸，D 错误。 6．下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，有关叙述错误的是 A．装置甲和乙分别探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸 B．A 瓶中需加入 NaOH 溶液用于吸收空气中的 CO2 C．可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式 D．一段时间后向 C 瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾，颜色变为灰绿色 【答案】C 【解析】 【分析】 分析实验装置图：甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的实验装置，其中 A 中加入的是 NaOH，作用是吸收空气 中 CO2；B 瓶中是酵母菌培养液；乙装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，其中 C 瓶中是酵母菌培养液； 另一个瓶是澄清石灰水，目的也是检测呼吸产生的二氧化碳。 【详解】 装置甲和乙分别探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸，A 正确；A 瓶中需加人 NaOH 溶液用于吸收空气中的 CO2，B 正确；不可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼 吸都要产生二氧化碳，C 错误； C 瓶进行无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，酒精与酸性重铬酸钾，颜色变 为灰绿色，D 正确；故选 C。 【点睛】 本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，对于此类试题需要考生注意的细节较多，如 实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用，实验现象及实验结论等，需要考生在平时的学习过程中注意 积累。 7．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是( ) A．浓硫酸为橙色重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件 B．酵母菌培养液产生的 CO2 通入溴麝香草酚蓝水溶液，变黄时间越短说明 CO2 产生得越多 C．在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断其呼吸方式 D．该实验完全可以在遮光条件下进行 【答案】C 【解析】 【分析】 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中， （1）检测 CO2 的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水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，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。 【详解】 浓硫酸为橙色重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件，A 正确；酵母菌呼吸产生的 CO2 可使溴麝香草酚 蓝水溶液由蓝变绿再变黄，时间越短说明 CO2 产生的越多，B 正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生 二氧化碳，故不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，由于产生二氧化碳的量不同， 故可通过观察澄清石灰水的浑浊程度来判断酵母菌的呼吸方式，C 错误；呼吸作用不需要光照条件，所以该 实验完全可以在遮光条件下进行，D 正确。故选 C。 8．下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，错误的是（ ） A．酵母菌细胞在有无氧气条件下都能产生 CO2 B．酵母菌细胞无氧呼吸只在第一阶段释放能量 C．酵母菌细胞与人体细胞无氧呼吸产物相同 D．探究酵母菌呼吸方式的实验属于对比实验 【答案】C 【分析】 酵母菌有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量 ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少 量 ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量 ATP。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和 CO2。无氧呼 吸的场所是细胞质基质。 【详解】 A、酵母菌通过无氧呼吸和有氧呼吸第二阶段都可以产生 CO2，分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，A 正确； B、酵母菌细胞无氧呼吸只在第一阶段释放能量，B 正确； C、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和 CO2，而人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，C 错误； D、探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验属于对比实验，其中有氧呼吸组与无氧呼吸组都是实验组，互为对照 组，D 正确。 故选 C。 9．下列有关“探究酵母菌的呼吸方式实验”的叙述，错误的是（ ） A．在探究无氧呼吸的实验中，可用油脂层隔绝 O2 B．在探究有氧呼吸的实验中，可用 NaOH 溶液除去泵入空气中的 CO2 C．实验中需控制的无关变量有温度、pH 等 D．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式 【答案】D 【解析】 试题分析：在探究无氧呼吸的实验中，可用油脂层隔绝 O2，A 正确；在探究有氧呼吸的实验中，可用 NaOH 溶液除去泵入空气中的 CO2，B 正确；实验中需控制的无关变量有温度、pH 等，且无关变量相同且适宜， C 正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳，故不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母 菌的呼吸方式，由于产生二氧化碳的量不同，故可通过观察澄清石灰水的浑浊程度来判断酵母菌的呼吸方 式，D 错误。 考点：探究酵母菌的呼吸方式 10．如下图为探究酵母菌的呼吸方式装置图。 （1）甲装置中酵母菌进行的呼吸作用方式是_________．乙装置中酵母菌进行的呼吸作用方式是_________． （2）NaOH 溶液的作用是_______________________ ，澄清石灰水的作用是_______________________ ， 用_________________ 溶液检测酒精。 （3）在细胞中无氧呼吸的场所是_________． 【答案】有氧呼吸 无氧呼吸 吸收空气中的二氧化碳 检测二氧化碳 重铬酸钾 细胞质基 质 【解析】 【分析】 甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的实验装置，其中甲左边锥形瓶中加入的是 NaOH，作用是吸收空气中 CO2； A 瓶中是酵母菌培养液；甲右边锥形瓶中加入的是澄清石灰水，目的是检测呼吸产生的二氧化碳。 乙装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，其中 B 瓶中是酵母菌培养液；乙右边锥形瓶中加入的是澄清石 灰水，目的也是检测呼吸产生的二氧化碳。 【详解】 （1）甲装置中酵母菌进行的呼吸作用方式是有氧呼吸；乙装置中酵母菌进行的呼吸作用方式是无氧呼吸。 （2）NaOH 溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，澄清石灰水的作用是检测酵母菌呼吸方式中产生的二氧 化碳，用酸性的重铬酸钾溶液检测酒精生成灰绿色。 （3）在细胞中无氧呼吸的场所是细胞质基质中，最后生成酒精和二氧化碳。 【点睛】 本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，对于此类试题需要考生注意的细节较多，如 实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用，实验现象及实验结论等，需要考生在平时的学习过程中注意 积累。