考點(diǎn)1.探究ATP是直接能源物質(zhì)
例1.為了探究肌肉收縮的直接能源是ATP還是葡萄糖，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了相關(guān)的探究活動。假設(shè)你是該研究性小組的成員，請做出你的假設(shè)，完善實(shí)驗(yàn)方案并回答問題。
⑴你的假設(shè)是： 。
⑵實(shí)驗(yàn)方案：
①實(shí)驗(yàn)材料及用具：新鮮的骨骼肌標(biāo)本、ATP溶液、葡萄糖溶液、電極、滴管等。
②實(shí)驗(yàn)步驟：
⑶根據(jù)你的假設(shè)和設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
⑷請根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中可能得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對自己的假設(shè)作出評價。
【解析】在探究肌肉收縮的直接能源是ATP還是葡萄糖的實(shí)驗(yàn)中，我們所作出的假設(shè)最好是符合正確的生物學(xué)理論。因此本題的假設(shè)是ATP是肌肉收縮的直接能源。在選用新鮮的骨骼肌標(biāo)本設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明肌肉收縮的直接能源是ATP時，要首先確保肌肉標(biāo)本內(nèi)沒有直接能源物質(zhì)ATP，因此要施加適宜的電刺激，直至骨骼肌不再收縮，以消耗肌肉標(biāo)本內(nèi)的ATP。然后就可以運(yùn)用對照實(shí)驗(yàn)的思維進(jìn)行設(shè)計了。取兩個新鮮的骨骼肌標(biāo)本，施加適宜電刺激消耗ATP后，分成兩組：一組滴加ATP溶液，一組滴加葡萄糖溶液，然后再給以適宜電刺激，觀察肌肉是否收縮。正常情況下，滴加ATP的骨骼肌標(biāo)本收縮。
【參考答案】⑴ATP是肌肉收縮的直接能源 ⑵a.取兩個新鮮的骨骼肌標(biāo)本，分別標(biāo)記A、B；b.給A、B骨骼肌分別施加適宜的電刺激，直至骨骼肌不再收縮；c.給A標(biāo)本滴加適宜的ATP溶液，給B標(biāo)本滴加等量的葡萄糖溶液；d.給A、B標(biāo)本同時施加適宜的電刺激，觀察是否收縮；e.在B標(biāo)本上再滴加適宜的ATP，然后施加適宜的電刺激，觀察肌肉是否收縮 ⑶A標(biāo)本肌肉收縮；滴加葡萄糖時，B標(biāo)本肌肉不收縮，但再次滴加ATP后B標(biāo)本肌肉收縮 ⑷若現(xiàn)象同上，說明假設(shè)成立；否則，假設(shè)不成立。
考點(diǎn)2.探究細(xì)胞呼吸的方式
例2.某生物實(shí)驗(yàn)小組為“探究酵母菌呼吸方式”設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)裝置。請根據(jù)圖回答：
⑴為減少實(shí)驗(yàn)誤差，空氣泵泵入的氣體中應(yīng)去除 。利用甲、乙試管來探究酵母菌呼吸方式時，可以探知酵母菌是否進(jìn)行______呼吸，其化學(xué)反應(yīng)式是 。
⑵在利用丙、丁試管探究酵母菌呼吸方式時，用石蠟油密封酵母菌和葡萄糖液，目的是防止 進(jìn)入反應(yīng)混合液，從而為實(shí)驗(yàn)提供無氧條件。
⑶此裝置能否用于探究乳酸菌的呼吸方式 。
⑷請根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)裝置，預(yù)期可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：
① ；
② ；
③ 。
【解析】乳酸菌是厭氧型的微生物，而酵母菌是兼性厭氧型的生物，即在有氧的條件下能進(jìn)行有氧呼吸：C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶→12H2O + 6CO2 +能量；在無氧的條件下進(jìn)行無氧呼吸：
C6H12O6 酶→2C2H5OH + 2CO2 +能量。為減少實(shí)驗(yàn)誤差，空氣泵泵入的氣體中應(yīng)去除CO2的空氣，以防止空氣的CO2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。用石蠟油密封丙、丁試管中的酵母菌和葡萄糖液，目的是防止空氣中的氧氣進(jìn)入反應(yīng)混合液，從而為實(shí)驗(yàn)提供無氧條件。
【參考答案】⑴二氧化碳 有氧 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶→12H2O + 6CO2 +能量 CO2 ⑵空氣中O2 ⑶不能 ⑷①甲、丁試管中溶液均變渾濁，說明酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼吸②甲試管中溶液變渾濁，丁試管中溶液不變渾濁，說明酵母菌可進(jìn)行有氧呼吸，不能進(jìn)行無氧呼吸③甲試管中溶液不變渾濁，丁試管中溶液變渾濁，說明酵母菌能進(jìn)行無氧呼吸，不能進(jìn)行有氧呼吸
例3.釀酒、做面包都需要酵母菌。某同學(xué)想探究酵母菌的呼吸方式（是否在有氧和無氧條件下都能生存），于是進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
⑴實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。
做出假設(shè)： 。
⑵材料用具：酵母菌培養(yǎng)液、澄清石灰水、橡皮球、玻璃導(dǎo)管數(shù)根、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液等。
⑶實(shí)驗(yàn)步驟：
①A瓶先封口放置一段時間后，選擇玻璃導(dǎo)管，將下圖中的裝置一、二中的錐形瓶分別進(jìn)行連接。
②將兩套裝置放在適宜溫度條件下培養(yǎng)10小時，觀察澄清石灰水是否變渾濁。步驟①中A瓶先封口放置一段時間的目的是 。
⑷預(yù)測及結(jié)論：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
⑸為進(jìn)一步確定酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物，可以再用 （試劑）檢測培養(yǎng)瓶中有酒精產(chǎn)生。
【解析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及日常生活經(jīng)驗(yàn)做出最可能的假設(shè)。A瓶封口放置一段時間是為了耗盡瓶中遺留的氧氣，防止氧氣干擾酵母菌的無氧呼吸（此目的是假設(shè)酵母菌可能會進(jìn)行無氧呼吸），向D瓶中通入C瓶中的除去二氧化碳的空氣，說明是用來探究酵母菌是否會進(jìn)行有氧呼吸的。若能進(jìn)行，產(chǎn)生的二氧化碳通入E瓶進(jìn)行檢驗(yàn)。因此應(yīng)用導(dǎo)管將兩裝置中各瓶進(jìn)行連接。預(yù)測現(xiàn)象及結(jié)論有四種情況：有氧、無氧都不能呼吸，有氧能呼吸、無氧不能呼吸，有氧不能呼吸、無氧能呼吸，有氧、無氧都能呼吸。酸性的重鉻酸鉀溶液與酒精溶液反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
【參考答案】
⑴酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。⑶①裝置連接如下圖：
⑷①兩組裝置中石灰水都出現(xiàn)渾濁，說明酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行呼吸；②兩組裝置中石灰水都不出現(xiàn)渾濁，說明酵母菌在有氧和無氧條件下都不能進(jìn)行呼吸；③裝置一中石灰水出現(xiàn)渾濁，裝置二中石灰水不渾濁，說明酵母菌只能在無氧條件下進(jìn)行呼吸；④裝置一中石灰水不出現(xiàn)渾濁，裝置二中石灰水出現(xiàn)渾濁，說明酵母菌只能在有氧條件下進(jìn)行呼吸 ⑸重鉻酸鉀溶液
考點(diǎn)3.細(xì)胞呼吸與光合作用的綜合考查
例4.⑴細(xì)胞呼吸的原理在生活和生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，為了探究植物體的呼吸強(qiáng)度，研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。如圖是一種測定發(fā)芽玉米種子呼吸作用強(qiáng)度的密封裝置（U形刻度管內(nèi)裝有有色液體，用作減壓計）。向廣口瓶中一側(cè)放入盛有高濃度的NaOH溶液的小燒杯，另一側(cè)放入發(fā)芽玉米種子。將整個裝置置于25℃恒溫環(huán)境中，打開A、B開關(guān)，通入氧氣，待U形管兩側(cè)液柱平衡后，關(guān)閉A、B。一段時間后，U形管兩側(cè)液柱出現(xiàn)高度差。
①U形管兩側(cè)液柱高度的變化量表示 。
②為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，還需要設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)，對照組如何設(shè)計？
⑵為了探究植物體呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律，研究人員在不同的溫度和不同的氧含量下，測定了一定大小的新鮮菠菜葉的二氧化碳釋放量（表中為相對值），其數(shù)據(jù)如下表所示。請分析回答：
①為了能使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)地反映呼吸強(qiáng)度的變化，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件的控制上應(yīng)特別注意的是什么？為什么？
②研究人員在對數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)在溫度、氧含量分別為 的條件下所測數(shù)據(jù)最可能是錯誤的。
③圖中數(shù)據(jù)反映出當(dāng)含氧量從20％上升到40％時，植物的呼吸強(qiáng)度一般 ，其原因是 。
④由表中數(shù)據(jù)分析，蔬菜長期儲藏的最佳環(huán)境控制條件是 。此條件下植物細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場所是 。
⑤分析表中數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)植物呼吸作用強(qiáng)度的變化規(guī)律是 。
【解析】⑴小燒杯中放入NaOH溶液用來吸收CO2，這樣廣口瓶中無CO2，影響U形管液柱高度變化的只有氧氣。該實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置對照組排除無關(guān)變量的影響，對照組廣口瓶中放置死種子，其它不變。⑵①實(shí)驗(yàn)中為了防止菠菜葉片光合作用的干擾，應(yīng)在無光條件下進(jìn)行。②在所列數(shù)據(jù)中，溫度為10℃、氧含量為1.0%時的數(shù)據(jù)可能是錯誤的。因?yàn)樵谘鯕鉂舛葟?.1%→1.0%的變化中，其他溫度條件下CO2釋放量是減少的，只有在10℃時是增大的。也可以從氧氣含量為0.1%、3.0%、10.0%、20.0%、40.0%所對應(yīng)的溫度從3℃→20℃，CO2釋放量都是增大的，只有1.0%與10℃對應(yīng)的CO2釋放量除外。③氧含量從20.0%→40.0%時，CO2釋放量基本不變，外因是充足的，影響因素只能從內(nèi)因分析，如酶的數(shù)量、線粒體的數(shù)量等。④蔬菜儲藏的最佳條件是分解有機(jī)物最少的條件，即CO2釋放量最少。從表中可以看出這一條件是溫度為 3℃、氧含量為3.0%時，此時無氧呼吸受到抑制，有氧呼吸還沒有快速啟動，二者都很微弱。產(chǎn)生CO2來自無氧呼吸的場所──細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和有氧呼吸的線粒體。⑤從表中數(shù)據(jù)可以看出在溫度從3℃→30℃范圍內(nèi)，隨溫度的升高，CO2釋放量增多（氧含量為1.0%是從3℃→20℃）；在氧含量從3.0%→20.0%范圍內(nèi)，隨著氧含量升高，CO2釋放量也增多。
【參考答案】⑴①發(fā)芽玉米種子細(xì)胞呼吸消耗氧氣的體積 ②廣口瓶內(nèi)放入煮熟玉米種子，其它裝置不變 ⑵①遮光，使葉處于黑暗狀態(tài) 防止葉片進(jìn)行光合作用干擾呼吸強(qiáng)度的測定 ②10℃ 1.0% ③保持相對穩(wěn)定 酶的數(shù)量限制（或線粒體數(shù)量限制）④溫度為 3℃、氧含量為3.0%時 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 ⑤在一定溫度和氧氣濃度范圍內(nèi)，隨著溫度和氧氣含量的增高，呼吸作用強(qiáng)度增大
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