高中生物课时讲练通配套课件：4.3.1《细胞呼吸产生能量和细胞呼吸的过程》（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 高中生物课时讲练通配套课件：4.3.1《细胞呼吸产生能量和细胞呼吸的过程》（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-19 23:52:27 | ||
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文档简介
(共81张PPT)
1.细胞呼吸与有机燃料燃烧有什么异同？
提示：不同点：细胞呼吸是在温和的条件下，有机物被酶催化而氧化分解，能量逐步释放的过程，该过程可以有氧的参与，也可以无氧的参与，产物不一定有CO2；有机燃料燃烧是剧烈的氧化反应过程，能量迅速释放，伴随发光、发热现象，该过程需消耗氧气，产生CO2。
共同点：本质上都是氧化分解有机物，释放能量的过程。
2.我们每时每刻都在呼吸，那么这种平常意义的呼吸与细胞呼吸相同吗？
提示：不相同。平常意义的呼吸是指人体（包括动物和植物体）吸入氧，排出二氧化碳的过程。细胞呼吸是指生物体在细胞内将有机物分解，释放能量的过程。具体地说：人体是通过呼吸运动完成呼吸，通过气体交换和血液循环使机体细胞获得氧气，只有细胞得到氧气才能进行有氧呼吸。
细胞呼吸是物质相互转化的枢纽
细胞呼吸过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料。细胞呼吸把生物体内的糖类代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等连成一个整体。
典例 （2011·安庆高一检测）下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是
A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物分解，释放能量的过程
B．细胞呼吸实际就是细胞与环境间的气体交换的过程
C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D．细胞呼吸是细胞内有机物的一系列氧化分解的过程
解答本题的突破点：
（1）细胞呼吸的场所在细胞内；
（2）细胞呼吸不等同于呼吸。
【规范解答】选B。细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，释放能量并生成ATP的过程，细胞呼吸不同于细胞的气体交换。
“氧化分解”中的“氧”不是指在“氧气”作用下分解，不一定要有氧气参与。
【变式备选】对于进行细胞呼吸的生物体，最重要的结果是
（ ）
A．把ADP转化成ATP B．把ATP转化成ADP
C．合成葡萄糖 D．产生CO2和H2O
【解析】选A。生物体内的糖类、脂质、蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要通过细胞呼吸，分解有机物，释放能量，转化到“能量货币”——ATP中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，所以细胞呼吸最重要的结果是合成ATP。
1.有氧呼吸过程中的反应物、中间产物和最终产物分别是什么？
提示：反应物有葡萄糖、氧气和水；中间产物有丙酮酸、［H］；最终产物有二氧化碳、水和ATP。
2.根据有氧呼吸的过程分析下列问题。
（1）参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
提示：细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。
（2）有氧呼吸中第一、二阶段相同点有哪些？
提示：都产生［H］和少量ATP，都不需要氧的参与。
3.有氧呼吸中若用放射性同位素14C标记葡萄糖，试分析放射性依次会出现在哪些物质中？若用18O 标记氧气呢？
提示：用14C标记葡萄糖后，会依次在丙酮酸、CO2中检测到放射性。而用18O标记氧气后，放射性则出现在产物H2O中。因为葡萄糖在第一阶段先分解形成丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解成CO2，而O2参与有氧呼吸的第三阶段，所以会在H2O中检测到18O。
4.从结构上分析线粒体有哪些与其功能相适应的特点。
提示：（1）内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加。
（2）内膜上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶。
5.线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸，这种说法对吗？说明理由。
提示：不对。原核生物中的好氧细菌、蓝藻等没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，仍可进行有氧呼吸，如硝化细菌。
1.有氧呼吸中物质的来源及去向分析
（1)［H］
①产生的阶段：第一、二阶段；
②被氧化的阶段：第三阶段。
（2）葡萄糖的利用：第一阶段。
（3）水
①利用：第二阶段；
②形成：第三阶段。
（4）O2的利用：第三阶段。
（5）CO2的产生：第二阶段。
2.有氧呼吸总反应式的几点分析
（1）反应式前后的H2O不能约掉。
（2）反应条件需要写酶，而不能写线粒体。
（3）反应过程有能量放出，且不能以ATP或热能代替。
【特别提醒】因有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高，绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的呼吸作用方式，但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。
典例 （2011·南通高一检测）如图表示人体有氧呼吸的过程，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示相应物质。请据图回答：
（1）图中①过程进行的场所是____________。
（2）图中物质乙表示________，过程②的正常进行，还需要________作为反应物。
（3）图中热能产生的意义在于______________。
（1）能够认识线粒体的结构模式图；
（2）有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二、三阶段发生在线粒体内。
【规范解答】（1）图中①过程是有氧呼吸的第一阶段，所以进行的场所是细胞质基质。（2）图中物质乙是丙酮酸进入线粒体后的产物，所以是二氧化碳，过程②是有氧呼吸的第二阶段，它的正常进行，还需要水作为反应物。（3）有氧呼吸产生的热能主要用于维持人体正常的体温。
答案：（1）细胞质基质 （2）二氧化碳 水 （3）维持人体正常的体温
【拓展延伸】(1)图中O2、丙酮酸进入线粒体分别是哪种运输方式？
提示：分别是简单扩散、主动运输。
（2）人体成熟的红细胞运输图中的哪种物质？上图的过程能否在成熟的红细胞内完成？
提示：成熟的红细胞可运输O2和乙（CO2），但无线粒体，所以不能进行有氧呼吸。
1.不同的生物进行无氧呼吸时的产物不相同，原因是什么？
提示：不同的生物进行无氧呼吸时的产物不相同，原因是不同的生物所含的酶不同。
2.阅读教材P73， 试着归纳、比较有氧呼吸与无氧呼吸，并回答下列问题：
（1）二者生化反应相同的阶段是哪个？
提示：有氧呼吸和无氧呼吸的共有阶段是第一阶段，在细胞质基质中进行。
（2）二者在哪些阶段产生ATP？
提示：有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
3.作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定期排水，这有什么好处？
提示：作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收，稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量对细胞有毒害作用的酒精，而使根腐烂。
4.苹果储藏久了，会闻到酒精的气味，而马铃薯块茎储藏久了却闻不到酒精的气味，请分析原因，并探讨出现以上不同现象的根本原因。
提示：苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，而马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸。无氧呼吸产物的不同与细胞内的酶有关，根本原因是由细胞内遗传物质决定的，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。
无氧呼吸能产生毒害
（1）无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；
（2）无氧呼吸产生的能量少，植物维持正常生理活动，需要消耗更多的有机物，造成体内养料耗损过多；
（3）没有丙酮酸的氧化过程，许多由这个过程的中间产物形成的物质无法继续合成。
判断有氧呼吸与无氧呼吸的方法
（1）不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸；
（2）O2吸收量＝CO2释放量→只进行有氧呼吸；
（3）O2吸收量（4）酒精量＝CO2量→只进行无氧呼吸；
（5）酒精量（6）有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是产生乳酸的无氧呼吸。
【特别提醒】①无氧呼吸由丙酮酸转变为酒精和CO2或乳酸的过程必须在缺氧的条件下进行，由［H］作还原剂。②无氧呼吸只在第一个阶段释放能量并合成ATP。
典例 （2010·新课标全国卷）下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
A．无氧呼吸的最终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的［H］在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有［H］的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原氧化分解释放的能量多
（1）线粒体内膜是有氧呼吸过程中［H］与氧结合生成水的场所；
（2）相同质量的脂肪和糖原在参与有氧呼吸时，前者释放的能量较多。
【规范解答】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的共同产物，但不是最终产物，故A项错误。有氧呼吸产生的［H］，在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B项错误。无氧呼吸的最终产物是酒精和二氧化碳或乳酸。所以，无氧呼吸过程最终没有［H］的积累，故C项错误。相同质量的脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时释放的能量多，故D项正确。
植物无氧呼吸的产物不一定是酒精和二氧化碳，如玉米的胚、甜菜的块根等个别器官无氧呼吸的产物为乳酸。
【变式备选】如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次存在于（ ）
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
【解析】选C。酶1使葡萄糖变为丙酮酸，所以是有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中；酶2使丙酮酸变为CO2和H2O，所以是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中；酶3使丙酮酸变为乳酸，是乳酸发酵的第二阶段，发生在细胞质基质中。
1.下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
【解析】选D。细胞呼吸是所有活细胞中有机物在酶的催化作用下氧化分解并释放能量的过程。细胞呼吸一旦停止，细胞就死亡。人体硬骨组织细胞是活细胞，可以进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用的同时也进行细胞呼吸。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。
2.将酵母菌研磨离心后得到的上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器），以及未经离心的酵母菌匀浆，分别置于甲、乙、丙三支试管中。向试管中滴加等量的丙酮酸后，可获得终产物CO2和水的试管是（ ）
A．甲和乙 B．乙 C．丙 D．乙和丙
【解析】选D。甲含细胞质基质能通过无氧呼吸将丙酮酸转化为酒精和CO2，但不能产生水；乙含细胞器线粒体能将丙酮酸转化为CO2和水；丙含有细胞质基质和线粒体能通过有氧呼吸将丙酮酸转化为CO2和水。
3.（2011·昆明高一检测）在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在（ ）
A.第二和第三阶段 B.第三和第二阶段
C.第一和第三阶段 D.第三和第一阶段
【解析】选A。有氧呼吸的第二阶段，水分子和丙酮酸反应生成[H]和二氧化碳，释放少量能量；有氧呼吸的第三阶段，[H]和氧气生成水，并释放大量能量。
4．比较动物有氧呼吸和无氧呼吸，最恰当的是（ ）
A．糖类是有氧呼吸的主要反应底物，但不是无氧呼吸的主要反应底物
B．有氧呼吸产生［H］，无氧呼吸也能产生［H］
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．水是有氧呼吸和无氧呼吸共同的代谢终产物
【解析】选B。A错误，有氧呼吸和无氧呼吸都是主要以糖类作反应底物； B正确，有氧呼吸的第一和第二阶段产生［H］，用于第三阶段与O2反应释放出大量的能量。无氧呼吸的第一阶段也产生［H］，用于第二阶段与丙酮酸结合并转变为其他物质； C错误，细胞呼吸都是在温和的条件下进行的，能量缓慢释放； D错误，有氧呼吸产生水，无氧呼吸不产生水。
5.把鼠的肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有（ ）
①线粒体 ②核糖体 ③细胞质基质 ④ADP
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
【解析】选C。因为c层可分解丙酮酸，而不能分解葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体而一定不含有细胞质基质，另外ADP是合成ATP的原料，故选C。
6.（2011·石家庄高一检测）从山脚登上山顶的过程中，人体内分解有机物所释放的能量与肌肉活动所消耗的能量相比，两者之间的关系是（ ）
A．前者多于后者 B．前者等于后者
C．前者少于后者 D．无法判断
【解析】选A。由于分解有机物释放的能量一部分以热能的形式散失了，另一部分储存在ATP中，ATP中的能量用于肌肉收缩等各项生命活动，所以释放的能量多于肌肉活动消耗的能量。
7.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答下列问题：
（1）图中A是______，其产生的部位是______。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是______，可在人体细胞中进行的是______。
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中_______过程。
（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为______________。
（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为_______。
【解析】（1）呼吸作用中葡萄糖在细胞质基质中首先被分解为丙酮酸（A）。
（2）在有氧条件下丙酮酸才能进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段。人体中可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，进行无氧呼吸时产生乳酸。
（3）苹果进行无氧呼吸时产生的是酒精和二氧化碳，马铃薯块茎进行无氧呼吸时产生的是乳酸。
（4）粮食在储存过程中进行有氧呼吸会产生水，所以会出现湿度增加的现象。
（5）有氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳的比例为1∶6，无氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳的比例为1∶2，所以当产生相同量的二氧化碳时消耗的葡萄糖的比例为1∶3。
答案：（1）丙酮酸 细胞质基质
（2）② ①②④ （3）①③ ①④
（4）种子在有氧呼吸过程中产生了水
（5）1∶3
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）
1．（2011·皖南高一检测）线粒体是有氧呼吸的主要场所。下列关于线粒体结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中
B．线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水
C．有氧呼吸过程中产生能量最多的部位在线粒体
D．能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体
【解析】选C。有氧呼吸酶不分布在线粒体的外膜；线粒体只能在有氧条件下将丙酮酸氧化分解为CO2和水；线粒体中发生有氧呼吸的第三阶段，产能最多；能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体，如需氧型细菌。
2．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧分别来自
（ ）
A．吸入的O2、葡萄糖
B．葡萄糖、丙酮酸
C．丙酮酸和H2O、吸入的O2
D．吸入的O2、丙酮酸
【解析】选C。在有氧呼吸的第二阶段丙酮酸与H2O反应产生CO2，在有氧呼吸的第三阶段从外界吸收的O2与［H］结合产生水。
3.下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸的区别，表中叙述错误的一项是（ ）
【解析】选C。植物无氧呼吸的产物通常是酒精和二氧化碳，但在人体内无氧呼吸的产物只有乳酸。
4.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是（ ）
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
【解析】选D。通过有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式可知，若产生的CO2的量等于产生酒精的量，则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，而当CO2量大于酒精的量时，则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。通过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c中2/3的葡萄糖用于酵母菌进行酒精发酵；d中无酒精产生，则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。
5.（2011·济南高一检测）请据图回答：经数小时后，U型管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度的变化对实验结果的影响)（ ）
A.A处上升，B处下降
B.A、B两处都下降
C.A处下降，B处上升
D.A、B两处都不变
【解析】选C。由于小白鼠的呼吸作用吸收O2，并产生CO2，而产生的CO2又被NaOH溶液吸收，导致集气瓶中气体体积变小，所以U型管中的B端液面上升，而A端液面下降。
6.下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，以下有关叙述不正确的是（多选）（ ）
A．①、②物质依次是H2O和O2
B．图中产生［H］的场所都是线粒体
C．用18O标记葡萄糖，则产物水中会检测到放射性
D．图示过程只能在有光的条件下进行
【解析】选B、C、D。图中所示过程为有氧呼吸，反应进行时不需要光的参与；在第一阶段和第二阶段均能产生［H］，分别是在细胞质基质和线粒体中进行的；18O标记葡萄糖，葡萄糖中的氧会分解进入二氧化碳不会进入水中。
二、非选择题（共2小题，共26分）
7.（12分）如图为细胞呼吸的部分过程图解，请据图回答下列问题：
（1）图中方框中的物质名称是______。
（2）有氧呼吸的途径是______（填图中字母，下同），产生能量最多的阶段是_______，产生［H］的阶段是______，在线粒体中进行的阶段是_______。
（3）从A 到B阶段的反应属于______（填文字），A到E阶段的反应属于_______（填文字）。
（4）写出有氧呼吸的总反应式__________，有氧呼吸在细胞中进行的主要场所是__________。
【解析】本题是对有氧呼吸和无氧呼吸过程的综合考查。有
氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，所以方框内应为丙酮酸，
再依据终产物可判断：A、C、D为有氧呼吸，A、B为乳酸发
酵，A、E为酒精发酵。
答案：(1)丙酮酸 (2)A、C、D D A、C C、D
(3)无氧呼吸（乳酸发酵） 无氧呼吸（酒精发酵）
（4）C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
线粒体
酶
【实验·探究】
8.(14分)（2011·韶关高一检测）某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20℃温水的烧杯中，并将整个装置置于20℃的恒温环境里。之后记录实验开始30分钟后烧杯中液面高度的变化量。
试回答：
（1）为了消除各种环境因素变化带来的实验误差，应设计对照实验，对照实验装置与上述装置相比，不同之处是将气球中的酵母菌培养液换为___________。
（2）实验开始30分钟后进行观察记录，若发现烧杯内液面没有发生变化，则可推断酵母菌只进行了_____呼吸，其依据是____________（要求写出相关的反应式即可），这一过程的主要场所是_______。若发现烧杯内的液面上升了，则可推断酵母菌还进行了_____呼吸，请简述理由：_________。
（3）若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，应作两处调整，分别是①____________；
②取若干相同装置，并置于不同温度的恒温环境中。
温度可影响无氧呼吸主要是因为温度能影响____________ 。
【解析】（1）“探究酵母菌呼吸方式”的实验中，自变量是有氧和无氧条件。因此实验过程中应消除各种环境因素变化带来的实验误差，即排除无关变量对实验结果的影响，这就需要设计对照实验。对应于“酵母菌培养液”中可能存在的影响因素，最好的办法就是用“加热煮沸后冷却的酵母菌培养液”作为对照组。（2）据有氧呼吸反应式可知，每吸
收一分子O2，就释放一分子的CO2，即有氧呼吸吸收的O2量与放出的CO2量相等；无氧呼吸过程中不吸收氧但有CO2的净释放，气体体积增大。若烧杯内液面没有发生变化，说明反应前后气体体积没有变化，呼吸方式是有氧呼吸。否则，说明反应过程中有无氧呼吸（但不能排除有氧呼吸）。（3）探究无氧呼吸的最适温度应调整两点：一是无氧条件下；二是设置一系列温度梯度。
答案：（1）等量的加热煮沸后冷却的酵母菌培养液（或10 mL不含酵母菌的培养液）
（2）有氧 C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 线粒体 无氧 酵母菌无氧呼吸不消耗氧但有二氧化碳产生（答案合理即可）
（3）①气球中不注入氧气 ②酶的活性
酶
【规律方法】判断细胞呼吸方式的方法——产物法
（1）若细胞呼吸产生水，则一定存在有氧呼吸方式；
（2）若细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式；
（3）若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，则只存在有氧呼吸方式；
（4）根据细胞呼吸产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生二氧化碳。
1.细胞呼吸与有机燃料燃烧有什么异同？
提示：不同点：细胞呼吸是在温和的条件下，有机物被酶催化而氧化分解，能量逐步释放的过程，该过程可以有氧的参与，也可以无氧的参与，产物不一定有CO2；有机燃料燃烧是剧烈的氧化反应过程，能量迅速释放，伴随发光、发热现象，该过程需消耗氧气，产生CO2。
共同点：本质上都是氧化分解有机物，释放能量的过程。
2.我们每时每刻都在呼吸，那么这种平常意义的呼吸与细胞呼吸相同吗？
提示：不相同。平常意义的呼吸是指人体（包括动物和植物体）吸入氧，排出二氧化碳的过程。细胞呼吸是指生物体在细胞内将有机物分解，释放能量的过程。具体地说：人体是通过呼吸运动完成呼吸，通过气体交换和血液循环使机体细胞获得氧气，只有细胞得到氧气才能进行有氧呼吸。
细胞呼吸是物质相互转化的枢纽
细胞呼吸过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料。细胞呼吸把生物体内的糖类代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等连成一个整体。
典例 （2011·安庆高一检测）下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是
A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物分解，释放能量的过程
B．细胞呼吸实际就是细胞与环境间的气体交换的过程
C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D．细胞呼吸是细胞内有机物的一系列氧化分解的过程
解答本题的突破点：
（1）细胞呼吸的场所在细胞内；
（2）细胞呼吸不等同于呼吸。
【规范解答】选B。细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，释放能量并生成ATP的过程，细胞呼吸不同于细胞的气体交换。
“氧化分解”中的“氧”不是指在“氧气”作用下分解，不一定要有氧气参与。
【变式备选】对于进行细胞呼吸的生物体，最重要的结果是
（ ）
A．把ADP转化成ATP B．把ATP转化成ADP
C．合成葡萄糖 D．产生CO2和H2O
【解析】选A。生物体内的糖类、脂质、蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要通过细胞呼吸，分解有机物，释放能量，转化到“能量货币”——ATP中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，所以细胞呼吸最重要的结果是合成ATP。
1.有氧呼吸过程中的反应物、中间产物和最终产物分别是什么？
提示：反应物有葡萄糖、氧气和水；中间产物有丙酮酸、［H］；最终产物有二氧化碳、水和ATP。
2.根据有氧呼吸的过程分析下列问题。
（1）参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
提示：细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。
（2）有氧呼吸中第一、二阶段相同点有哪些？
提示：都产生［H］和少量ATP，都不需要氧的参与。
3.有氧呼吸中若用放射性同位素14C标记葡萄糖，试分析放射性依次会出现在哪些物质中？若用18O 标记氧气呢？
提示：用14C标记葡萄糖后，会依次在丙酮酸、CO2中检测到放射性。而用18O标记氧气后，放射性则出现在产物H2O中。因为葡萄糖在第一阶段先分解形成丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解成CO2，而O2参与有氧呼吸的第三阶段，所以会在H2O中检测到18O。
4.从结构上分析线粒体有哪些与其功能相适应的特点。
提示：（1）内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加。
（2）内膜上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶。
5.线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸，这种说法对吗？说明理由。
提示：不对。原核生物中的好氧细菌、蓝藻等没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，仍可进行有氧呼吸，如硝化细菌。
1.有氧呼吸中物质的来源及去向分析
（1)［H］
①产生的阶段：第一、二阶段；
②被氧化的阶段：第三阶段。
（2）葡萄糖的利用：第一阶段。
（3）水
①利用：第二阶段；
②形成：第三阶段。
（4）O2的利用：第三阶段。
（5）CO2的产生：第二阶段。
2.有氧呼吸总反应式的几点分析
（1）反应式前后的H2O不能约掉。
（2）反应条件需要写酶，而不能写线粒体。
（3）反应过程有能量放出，且不能以ATP或热能代替。
【特别提醒】因有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高，绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的呼吸作用方式，但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。
典例 （2011·南通高一检测）如图表示人体有氧呼吸的过程，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示相应物质。请据图回答：
（1）图中①过程进行的场所是____________。
（2）图中物质乙表示________，过程②的正常进行，还需要________作为反应物。
（3）图中热能产生的意义在于______________。
（1）能够认识线粒体的结构模式图；
（2）有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二、三阶段发生在线粒体内。
【规范解答】（1）图中①过程是有氧呼吸的第一阶段，所以进行的场所是细胞质基质。（2）图中物质乙是丙酮酸进入线粒体后的产物，所以是二氧化碳，过程②是有氧呼吸的第二阶段，它的正常进行，还需要水作为反应物。（3）有氧呼吸产生的热能主要用于维持人体正常的体温。
答案：（1）细胞质基质 （2）二氧化碳 水 （3）维持人体正常的体温
【拓展延伸】(1)图中O2、丙酮酸进入线粒体分别是哪种运输方式？
提示：分别是简单扩散、主动运输。
（2）人体成熟的红细胞运输图中的哪种物质？上图的过程能否在成熟的红细胞内完成？
提示：成熟的红细胞可运输O2和乙（CO2），但无线粒体，所以不能进行有氧呼吸。
1.不同的生物进行无氧呼吸时的产物不相同，原因是什么？
提示：不同的生物进行无氧呼吸时的产物不相同，原因是不同的生物所含的酶不同。
2.阅读教材P73， 试着归纳、比较有氧呼吸与无氧呼吸，并回答下列问题：
（1）二者生化反应相同的阶段是哪个？
提示：有氧呼吸和无氧呼吸的共有阶段是第一阶段，在细胞质基质中进行。
（2）二者在哪些阶段产生ATP？
提示：有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
3.作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定期排水，这有什么好处？
提示：作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收，稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量对细胞有毒害作用的酒精，而使根腐烂。
4.苹果储藏久了，会闻到酒精的气味，而马铃薯块茎储藏久了却闻不到酒精的气味，请分析原因，并探讨出现以上不同现象的根本原因。
提示：苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，而马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸。无氧呼吸产物的不同与细胞内的酶有关，根本原因是由细胞内遗传物质决定的，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。
无氧呼吸能产生毒害
（1）无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；
（2）无氧呼吸产生的能量少，植物维持正常生理活动，需要消耗更多的有机物，造成体内养料耗损过多；
（3）没有丙酮酸的氧化过程，许多由这个过程的中间产物形成的物质无法继续合成。
判断有氧呼吸与无氧呼吸的方法
（1）不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸；
（2）O2吸收量＝CO2释放量→只进行有氧呼吸；
（3）O2吸收量
（5）酒精量
【特别提醒】①无氧呼吸由丙酮酸转变为酒精和CO2或乳酸的过程必须在缺氧的条件下进行，由［H］作还原剂。②无氧呼吸只在第一个阶段释放能量并合成ATP。
典例 （2010·新课标全国卷）下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
A．无氧呼吸的最终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的［H］在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有［H］的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原氧化分解释放的能量多
（1）线粒体内膜是有氧呼吸过程中［H］与氧结合生成水的场所；
（2）相同质量的脂肪和糖原在参与有氧呼吸时，前者释放的能量较多。
【规范解答】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的共同产物，但不是最终产物，故A项错误。有氧呼吸产生的［H］，在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B项错误。无氧呼吸的最终产物是酒精和二氧化碳或乳酸。所以，无氧呼吸过程最终没有［H］的积累，故C项错误。相同质量的脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时释放的能量多，故D项正确。
植物无氧呼吸的产物不一定是酒精和二氧化碳，如玉米的胚、甜菜的块根等个别器官无氧呼吸的产物为乳酸。
【变式备选】如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次存在于（ ）
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
【解析】选C。酶1使葡萄糖变为丙酮酸，所以是有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中；酶2使丙酮酸变为CO2和H2O，所以是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中；酶3使丙酮酸变为乳酸，是乳酸发酵的第二阶段，发生在细胞质基质中。
1.下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
【解析】选D。细胞呼吸是所有活细胞中有机物在酶的催化作用下氧化分解并释放能量的过程。细胞呼吸一旦停止，细胞就死亡。人体硬骨组织细胞是活细胞，可以进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用的同时也进行细胞呼吸。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。
2.将酵母菌研磨离心后得到的上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器），以及未经离心的酵母菌匀浆，分别置于甲、乙、丙三支试管中。向试管中滴加等量的丙酮酸后，可获得终产物CO2和水的试管是（ ）
A．甲和乙 B．乙 C．丙 D．乙和丙
【解析】选D。甲含细胞质基质能通过无氧呼吸将丙酮酸转化为酒精和CO2，但不能产生水；乙含细胞器线粒体能将丙酮酸转化为CO2和水；丙含有细胞质基质和线粒体能通过有氧呼吸将丙酮酸转化为CO2和水。
3.（2011·昆明高一检测）在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在（ ）
A.第二和第三阶段 B.第三和第二阶段
C.第一和第三阶段 D.第三和第一阶段
【解析】选A。有氧呼吸的第二阶段，水分子和丙酮酸反应生成[H]和二氧化碳，释放少量能量；有氧呼吸的第三阶段，[H]和氧气生成水，并释放大量能量。
4．比较动物有氧呼吸和无氧呼吸，最恰当的是（ ）
A．糖类是有氧呼吸的主要反应底物，但不是无氧呼吸的主要反应底物
B．有氧呼吸产生［H］，无氧呼吸也能产生［H］
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．水是有氧呼吸和无氧呼吸共同的代谢终产物
【解析】选B。A错误，有氧呼吸和无氧呼吸都是主要以糖类作反应底物； B正确，有氧呼吸的第一和第二阶段产生［H］，用于第三阶段与O2反应释放出大量的能量。无氧呼吸的第一阶段也产生［H］，用于第二阶段与丙酮酸结合并转变为其他物质； C错误，细胞呼吸都是在温和的条件下进行的，能量缓慢释放； D错误，有氧呼吸产生水，无氧呼吸不产生水。
5.把鼠的肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有（ ）
①线粒体 ②核糖体 ③细胞质基质 ④ADP
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和③
【解析】选C。因为c层可分解丙酮酸，而不能分解葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体而一定不含有细胞质基质，另外ADP是合成ATP的原料，故选C。
6.（2011·石家庄高一检测）从山脚登上山顶的过程中，人体内分解有机物所释放的能量与肌肉活动所消耗的能量相比，两者之间的关系是（ ）
A．前者多于后者 B．前者等于后者
C．前者少于后者 D．无法判断
【解析】选A。由于分解有机物释放的能量一部分以热能的形式散失了，另一部分储存在ATP中，ATP中的能量用于肌肉收缩等各项生命活动，所以释放的能量多于肌肉活动消耗的能量。
7.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答下列问题：
（1）图中A是______，其产生的部位是______。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是______，可在人体细胞中进行的是______。
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中_______过程。
（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为______________。
（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为_______。
【解析】（1）呼吸作用中葡萄糖在细胞质基质中首先被分解为丙酮酸（A）。
（2）在有氧条件下丙酮酸才能进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段。人体中可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，进行无氧呼吸时产生乳酸。
（3）苹果进行无氧呼吸时产生的是酒精和二氧化碳，马铃薯块茎进行无氧呼吸时产生的是乳酸。
（4）粮食在储存过程中进行有氧呼吸会产生水，所以会出现湿度增加的现象。
（5）有氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳的比例为1∶6，无氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳的比例为1∶2，所以当产生相同量的二氧化碳时消耗的葡萄糖的比例为1∶3。
答案：（1）丙酮酸 细胞质基质
（2）② ①②④ （3）①③ ①④
（4）种子在有氧呼吸过程中产生了水
（5）1∶3
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）
1．（2011·皖南高一检测）线粒体是有氧呼吸的主要场所。下列关于线粒体结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中
B．线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水
C．有氧呼吸过程中产生能量最多的部位在线粒体
D．能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体
【解析】选C。有氧呼吸酶不分布在线粒体的外膜；线粒体只能在有氧条件下将丙酮酸氧化分解为CO2和水；线粒体中发生有氧呼吸的第三阶段，产能最多；能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体，如需氧型细菌。
2．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧分别来自
（ ）
A．吸入的O2、葡萄糖
B．葡萄糖、丙酮酸
C．丙酮酸和H2O、吸入的O2
D．吸入的O2、丙酮酸
【解析】选C。在有氧呼吸的第二阶段丙酮酸与H2O反应产生CO2，在有氧呼吸的第三阶段从外界吸收的O2与［H］结合产生水。
3.下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸的区别，表中叙述错误的一项是（ ）
【解析】选C。植物无氧呼吸的产物通常是酒精和二氧化碳，但在人体内无氧呼吸的产物只有乳酸。
4.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是（ ）
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
【解析】选D。通过有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式可知，若产生的CO2的量等于产生酒精的量，则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，而当CO2量大于酒精的量时，则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。通过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c中2/3的葡萄糖用于酵母菌进行酒精发酵；d中无酒精产生，则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。
5.（2011·济南高一检测）请据图回答：经数小时后，U型管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度的变化对实验结果的影响)（ ）
A.A处上升，B处下降
B.A、B两处都下降
C.A处下降，B处上升
D.A、B两处都不变
【解析】选C。由于小白鼠的呼吸作用吸收O2，并产生CO2，而产生的CO2又被NaOH溶液吸收，导致集气瓶中气体体积变小，所以U型管中的B端液面上升，而A端液面下降。
6.下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，以下有关叙述不正确的是（多选）（ ）
A．①、②物质依次是H2O和O2
B．图中产生［H］的场所都是线粒体
C．用18O标记葡萄糖，则产物水中会检测到放射性
D．图示过程只能在有光的条件下进行
【解析】选B、C、D。图中所示过程为有氧呼吸，反应进行时不需要光的参与；在第一阶段和第二阶段均能产生［H］，分别是在细胞质基质和线粒体中进行的；18O标记葡萄糖，葡萄糖中的氧会分解进入二氧化碳不会进入水中。
二、非选择题（共2小题，共26分）
7.（12分）如图为细胞呼吸的部分过程图解，请据图回答下列问题：
（1）图中方框中的物质名称是______。
（2）有氧呼吸的途径是______（填图中字母，下同），产生能量最多的阶段是_______，产生［H］的阶段是______，在线粒体中进行的阶段是_______。
（3）从A 到B阶段的反应属于______（填文字），A到E阶段的反应属于_______（填文字）。
（4）写出有氧呼吸的总反应式__________，有氧呼吸在细胞中进行的主要场所是__________。
【解析】本题是对有氧呼吸和无氧呼吸过程的综合考查。有
氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，所以方框内应为丙酮酸，
再依据终产物可判断：A、C、D为有氧呼吸，A、B为乳酸发
酵，A、E为酒精发酵。
答案：(1)丙酮酸 (2)A、C、D D A、C C、D
(3)无氧呼吸（乳酸发酵） 无氧呼吸（酒精发酵）
（4）C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
线粒体
酶
【实验·探究】
8.(14分)（2011·韶关高一检测）某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20℃温水的烧杯中，并将整个装置置于20℃的恒温环境里。之后记录实验开始30分钟后烧杯中液面高度的变化量。
试回答：
（1）为了消除各种环境因素变化带来的实验误差，应设计对照实验，对照实验装置与上述装置相比，不同之处是将气球中的酵母菌培养液换为___________。
（2）实验开始30分钟后进行观察记录，若发现烧杯内液面没有发生变化，则可推断酵母菌只进行了_____呼吸，其依据是____________（要求写出相关的反应式即可），这一过程的主要场所是_______。若发现烧杯内的液面上升了，则可推断酵母菌还进行了_____呼吸，请简述理由：_________。
（3）若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，应作两处调整，分别是①____________；
②取若干相同装置，并置于不同温度的恒温环境中。
温度可影响无氧呼吸主要是因为温度能影响____________ 。
【解析】（1）“探究酵母菌呼吸方式”的实验中，自变量是有氧和无氧条件。因此实验过程中应消除各种环境因素变化带来的实验误差，即排除无关变量对实验结果的影响，这就需要设计对照实验。对应于“酵母菌培养液”中可能存在的影响因素，最好的办法就是用“加热煮沸后冷却的酵母菌培养液”作为对照组。（2）据有氧呼吸反应式可知，每吸
收一分子O2，就释放一分子的CO2，即有氧呼吸吸收的O2量与放出的CO2量相等；无氧呼吸过程中不吸收氧但有CO2的净释放，气体体积增大。若烧杯内液面没有发生变化，说明反应前后气体体积没有变化，呼吸方式是有氧呼吸。否则，说明反应过程中有无氧呼吸（但不能排除有氧呼吸）。（3）探究无氧呼吸的最适温度应调整两点：一是无氧条件下；二是设置一系列温度梯度。
答案：（1）等量的加热煮沸后冷却的酵母菌培养液（或10 mL不含酵母菌的培养液）
（2）有氧 C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 线粒体 无氧 酵母菌无氧呼吸不消耗氧但有二氧化碳产生（答案合理即可）
（3）①气球中不注入氧气 ②酶的活性
酶
【规律方法】判断细胞呼吸方式的方法——产物法
（1）若细胞呼吸产生水，则一定存在有氧呼吸方式；
（2）若细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，则存在有氧呼吸和无氧呼吸两种细胞呼吸方式；
（3）若细胞呼吸产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，则只存在有氧呼吸方式；
（4）根据细胞呼吸产生二氧化碳，不能判断细胞呼吸的方式，因为产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生二氧化碳。