5.3 细胞的呼吸原理和应用
基础知识梳理
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）酵母菌：单细胞真菌，属于真核(真核/原核)生物。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。
（2）酵母菌培养液：煮沸(目的：杀菌除氧)后冷却(目的：防止高温杀死酵母菌)的葡萄糖溶液＋新鲜的食用酵母菌。
（3）实验原理：
①检测 CO2的产生：CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可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：酸性条件下，使重铬酸钾由橙色变成灰绿色。
（4）两套实验装置
①①10%NaOH溶液应放在 A 瓶中，10% NaOH的作用： 除去空气中的CO2或排除空气中CO2对实验的干扰。
②酵母菌培养液应放在B、D瓶中。
③澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在C、E瓶中。
④D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是消耗瓶中的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰。
⑤CO2检测时， C 瓶的石灰水浑浊度高， C 瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。
⑥酒精检测时检测液应取自B、D瓶，其中只有取自D瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。
（5）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
2.细胞呼吸的方式及过程：
（1）有氧呼吸：
①有氧呼吸场所：细胞质基质和线粒体(主要)。 线粒体结构：双层膜，内膜折叠形成嵴，扩大了膜面积。 内膜和线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶。线粒体 基质中还含有少量 DNA、RNA 和核糖体。
②有氧呼吸：指的是细胞在 O2 的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳(CO2)和水(H2O)，释放能量，生成大量ATP的过程。
③有氧呼吸过程
第一阶段 第二阶段 第三阶段
物质变化 葡萄糖―→丙酮酸＋少量[H] 丙酮酸＋H2O―→CO2＋[H] O2＋[H]―→H2O
产能情况 少量能量 少量能量 大量能量
场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
③总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2─酶→ 6CO2＋12H2O＋能量
④有氧呼吸过程中：葡萄糖(C6H12O6)参与第一阶段，H2O参与第二阶段，O2参与第三阶段(作用：与[H] 结合生成H2O，释放大量能量)；CO2生成于第二阶段，H2O生成于第三阶段；第三阶段释放能量最多。有氧呼吸产生的[H]实质是NADP(还原型辅酶Ⅰ)。
⑦有氧呼吸各元素去向： 。
a.研究元素去向的方法：同位素标记法。
b.产物CO2中的：C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水；产物H2O中的：H来自葡萄糖和水，O来自 氧气。
（2）无氧呼吸
①无氧呼吸指在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
②)过程：无氧呼吸的全过程可概括地分为两个阶段，这两个阶段需要酶的催化，但都发生在细胞质基质中。
第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，第二阶段是丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化下，分解成酒精和CO2，或转化成乳酸。无氧呼吸只在第一阶段阶段释放出少量能量，底物中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
③反应式：
高等植物水淹、酵母菌缺氧：
C 6 H 12 O 6 ─酶→2C 2 H 5 OH＋2CO 2 ＋少量能量
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、骨骼肌缺氧：
C 6 H 12 O 6 ─酶→2C 3 H 6 O 3 ＋少量能量
3.细胞呼吸释放的能量
a.细胞呼吸的实质是分解有机物，释放能量。有氧呼吸有机物被彻底氧化分解，故释放能量多；无氧呼
吸有机物分解不彻底，大部分部分能量储存在酒精或乳酸中，故释放能量少。
b.细胞呼吸释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分储存在 ATP 中。
c.有氧呼吸三阶段都释放能量，第三阶段产能最多，无氧呼吸两个阶段，只有第一阶段产生能量。
4.有氧吸中[H]和 和 ATP 的作用
a.[H]( NADH)的作用：
有氧呼吸：与 O 2 结合生成水，释放大量能量。 无氧呼吸：将丙酮酸还原成酒精和 CO 2 或乳酸。
b.ATP 的作用：用于除光合作用暗反应(暗反应所需ATP只能由光反应提供)外的各项生命活动。
5.葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所
①有氧呼吸：葡萄糖：细胞质基质。丙酮酸：线粒体基质。
②无氧呼吸：葡萄糖：细胞质基质。丙酮酸：细胞质基质。
6.两类生物有氧呼吸的场所：①原核生物：细胞质基质或细胞膜。②真核生物：细胞质基质和线粒体
7.细胞呼吸原理的应用：
①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口，以增加通气量，抑制厌氧病原菌的无氧呼吸。
②酿酒过程：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；后期密封发酵罐，促进酵母菌无氧呼吸，
利于产生酒精。
③疏松土壤，促进植物根细胞的有氧呼吸。
④种子、果蔬保鲜条件:
a种子：低氧、零上低温、干燥。 b果蔬：低氧、零上低温、一定湿度。
⑤提倡慢跑，促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
⑥破伤风杆菌只能进行无氧呼吸，伤口较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，所以要打破上分抗毒血清。注：破伤风芽胞杆菌为原核生物，只能进行无氧呼吸。
8.细胞呼吸方式的判断:(根据总反应式分析、理解不死记)
（1）消耗 O 2 、有 H 2 O 产生：存在有氧呼吸。
（2）有酒精或乳酸生成：存在无氧呼吸。
（3）有 CO 2 生成：进行有氧呼吸或无氧呼吸(酒精发酵)，或两种呼吸并存。
（4）O 2 吸收量＝CO 2 释放量：只进行有氧呼吸。 O 2 吸收量＜CO 2 释放量：无氧呼吸＞有氧呼吸。
（5）酒精量＝CO 2 量：只进行无氧呼吸。 酒精量＜CO 2 量：有氧呼吸＞无氧呼吸。
9.若消耗等量葡萄糖，有氧呼吸和无氧呼吸 CO 2 总产生量与 O 2 吸收量之比为 4:3；若产生等量的 CO 2 ，
有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为 1:3。
10. 酵母菌、植物组织细胞呼吸曲线分析(曲线会分析、理解不死记)
（1）0点：细胞只进行无氧呼吸。
（2）0～b段：有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，随O2浓度增加，无氧
呼吸受到抑制而逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强。a点时，有氧呼吸和无氧呼
吸CO2产生量相同，但两者呼吸强度不同，有机物消耗量之比为1:3。
（3）b点后：细胞只进行有氧呼吸。
（4）水果、蔬菜、粮食的储存应选择 a 点O2浓度，因为此浓度下细胞呼吸强度最低。
（5）mn段CO2释放量逐渐减少的原因：无氧呼吸逐渐减弱，但由于O2浓度较低，有氧呼吸也比较弱。
（6）np段CO2释放量逐渐增多的原因：随O2浓度增高，有氧呼吸逐渐增强。
（7）有氧呼吸CO2释放量也可表示 O2 吸收量。
（8）两条实线间的距离可表示 无氧 呼吸强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为 0 。
核心点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．(2022·黑龙江哈尔滨高一月考)下图为酵母菌细胞呼吸实验的示意图，相关叙述正确的是( )
A．物质a可使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由黄变绿再变蓝
B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中分解所释放的能量少部分储存于ATP中
C．试剂甲为酸性条件下的重铬酸钾溶液，现象Z为由橙色变为蓝色
D．乳酸菌在条件X和条件Y下都不会产生物质a
解析：选D。物质a为CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄，A错误；有氧条件下，葡萄糖在细胞质基质中被分解，B错误；试剂甲为酸性条件下的重铬酸钾溶液，现象Z为由橙色变为灰绿色，C错误；乳酸菌在有氧条件下呼吸作用受抑制，在无氧条件下产生乳酸，即都不会产生CO2，D正确。
2．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法错误的是( )
A．装置甲中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
B．装置乙中瓶Ⅱ封口后应该静置一段时间再连通瓶Ⅲ
C．装置甲中通入气体的目的是提供氧气
D．相同实验时间内，两组装置中澄清石灰水浑浊程度相同
解析：选D。装置甲中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，防止干扰实验结果，A正确；装置乙中瓶Ⅱ封口后应该静置一段时间再连通瓶Ⅲ，以消耗掉瓶中的氧气，从而保证澄清石灰水变浑浊是无氧呼吸产生的CO2所致，B正确；装置甲是测定有氧呼吸的装置，通入气体的目的是提供氧气，C正确；由于有氧呼吸产生CO2比无氧呼吸快且多，所以相同实验时间内，装置甲中澄清石灰水浑浊程度比装置乙中的高，D错误。
核心点二 细胞呼吸的过程分析
1．下图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是( )
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质中
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母菌细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
解析：选C。③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体中，催化过程③的酶分布于线粒体基质和线粒体内膜上，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的第二、三阶段都会产生ATP，无氧呼吸第二阶段没有ATP的生成，故过程①③中均有ATP生成，过程②④中没有ATP生成，B错误；酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行酒精发酵，故过程①②③均能发生在酵母菌细胞中，C正确；过程③中的二氧化碳是有氧呼吸第二阶段的产物，产生于线粒体基质中，D错误。
2．(2022·辽宁沈阳模拟)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
答案：D
3．(2022·宁夏石嘴山高一月考)下图为线粒体结构模式图，下列有关叙述正确的是( )
A．图中的DNA与蛋白质一起构成染色体
B．线粒体能合成组成自身结构及功能所需的全部蛋白质
C．线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的全部酶
D．线粒体内膜中蛋白质含量高于外膜
解析：选D。染色体存在于细胞核内，线粒体中没有染色体，A错误；线粒体中含有少量的DNA和RNA，能合成组成自身结构及功能所需的部分蛋白质，B错误；线粒体基质中含有与有氧呼吸第二阶段有关的酶，有氧呼吸第一阶段的酶存在于细胞质基质中，有氧呼吸第三阶段的酶存在于线粒体内膜上，C错误；线粒体内膜上含有与有氧呼吸第三阶段有关的酶，故内膜中蛋白质含量高于外膜，D正确。
核心点三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
1．(2022·甘肃天水高一检测)下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是( )
A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
解析：选B。甲图中B点时细胞呼吸的相对速率最高，该点对应的温度是细胞呼吸最旺盛时的温度，A正确；乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；不论是有氧呼吸还是无氧呼吸，利用的有机物均主要是葡萄糖，C正确；由乙图中的曲线Ⅱ可知，当O2浓度达到一定值时，随O2浓度的增加，细胞呼吸速率不再增强，此时的限制因素可能是温度或呼吸酶数量，D正确。
2．(2022·山东烟台月考)细胞呼吸原理已被广泛应用于生产实践。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( )
选项 应用 措施 目的
A 种子储藏 晒干 降低自由水含量，抑制细胞呼吸
B 水果保鲜 低温 降低酶的活性，抑制细胞呼吸
C 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利于吸收矿质离子
D 包扎伤口 透气的“创可贴” 为需氧型微生物提供有氧环境
解析：选D。种子在晾晒的过程中，自由水含量减少，抑制细胞呼吸，A不符合题意；低温可以降低酶的活性，进而抑制细胞呼吸，从而减少水果细胞中有机物的消耗，有利于水果的保鲜，B不符合题意；疏松土壤，可增加土壤中的含氧量，进而促进根的有氧呼吸，利于吸收矿质离子，C不符合题意；伤口处贴透气性好的“创可贴”，能抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合，D符合题意。
3．(2022·江苏泰州高一期末)下图所示为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其O2吸收量和CO2释放量的曲线。结合此图，表述错误的是( )
A．O2浓度为a时，产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质
B．O2浓度达到b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量
C．O2浓度为b时，无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等
D．O2浓度为a时，若cd＝ca，则无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗的3倍
解析：选C。O2浓度为a时，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质，A正确；O2浓度为b时，O2吸收量与CO2释放量相等，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量，B正确，C错误；O2浓度为a时，若cd＝ca，有氧呼吸产生的CO2与无氧呼吸产生的CO2相等，根据方程式进行计算可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比例为3∶1，D正确。
1．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化
B．细胞中 的值下降可抑制细胞呼吸
C．细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质或细胞质基质
D．检测CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸
解析：选C。种子萌发过程中，代谢更旺盛，细胞呼吸速率明显加快，A错误； 细胞中的值下降，则说明细胞需要消耗能量，可促进细胞呼吸，B错误；细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧呼吸)，C正确；乳酸菌进行乳酸发酵只产生乳酸，不产生CO2，D错误。
2．(2022·江苏南京高一月考)将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量如下表所示。下列分析正确的是( )
O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%
O2吸收 量(mol) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
CO2释放 量(mol) 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
A.苹果果肉细胞在O2浓度为3%～25%时只进行有氧呼吸
B．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
C．O2浓度为3%时，无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的2倍
D．苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时，消耗的葡萄糖量相等
解析：选C。苹果果肉细胞在O2浓度为5%～25%时只进行有氧呼吸，A错误；当O2浓度达到20%时，再增加O2浓度，有氧呼吸强度不再增加，B错误；O2浓度为3%时，依据有氧呼吸反应式可知，有氧呼吸消耗0.3 mol O2，产生0.3 mol CO2，需要葡萄糖0.05 mol，剩余的0.2 mol CO2由无氧呼吸产生，依据无氧呼吸反应式可知产生0.2 mol CO2需要葡萄糖0.1 mol，因此可知无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的2倍，C正确；苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时，释放的CO2相等，但O2浓度为3%时，苹果果肉细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，依据C选项的计算可知消耗葡萄糖的量为0.15 mol，而O2浓度为7%时，苹果果肉细胞只进行有氧呼吸，依据有氧呼吸反应式可计算出消耗葡萄糖的量为0.5÷6≈ 0.08 mol，因此两者消耗的葡萄糖量不相等，D错误。
3．下图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下O2的吸收量和CO2的释放量，N点后O2的吸收量大于CO2的释放量，据图分析以下判断正确的是( )
A．M点时的O2浓度最适合储藏该器官，此时无氧呼吸的强度最低
B．该器官细胞呼吸过程中不只是氧化分解糖类物质
C．N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
D．O2浓度为0时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
解析：选B。N点前，CO2释放量大于O2吸收量，说明该植物器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；N点后，O2吸收量大于CO2释放量，说明该器官细胞呼吸过程中不只是氧化分解糖类物质。由题图可知，M点时CO2释放量最低，最适合储藏该器官，此时有氧呼吸和无氧呼吸的强度都较低，但无氧呼吸强度不是最低的，A错误。N点后，O2吸收量大于CO2释放量，说明该器官呼吸作用过程中不只是氧化分解糖类物质，因此N点时，O2吸收量和CO2释放量虽然相等，但不一定只进行有氧呼吸，B正确，C错误。O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，D错误。
4．(2022·山东烟台高一期末)一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，如下图所示。随着反应进行，指示剂的颜色开始改变(该指示剂遇酸变红)。下列判断正确的是( )
A．保温瓶内的温度将一直慢慢升高
B．保温瓶中氧气的含量对酵母菌细胞呼吸的类型有重要的影响
C．实验可用来测定酵母菌细胞呼吸释放的CO2量
D．指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关，与葡萄糖的量有关
答案：B
5．(2022·吉林长春高一月考)下列甲图为真核细胞呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图，丙图为人体细胞呼吸代谢途径示意图。请据图回答下列问题：
(1)甲图中X和D代表的物质分别是________、____________，X的产生场所是______________________________。
(2)甲图中葡萄糖氧化分解，产生能量最多的是________(填“A”“B”“C”或“D”)过程。在无氧条件下，不同生物体内X进行B或D途径代谢，产生不同产物，直接原因是__________________________________________________________。
(3)酵母菌有氧呼吸产生CO2和水的场所分别是乙图中的________和________(填序号)。
(4)乙图中的①结构与③相比，________(化学成分)相对含量更丰富。
(5)结合丙图分析，人体正常细胞中的p53蛋白可以促进丙酮酸进入线粒体，维持细胞正常的代谢途径。癌细胞中的p53蛋白功能异常，使细胞呼吸代谢过程发生变化，产生大量[N]________。据此推测癌细胞中__________(多选)。
a．无氧呼吸速率增强 b．积累了大量的丙酮酸
c．对葡萄糖的摄取量增大 d．有氧呼吸速率增强
答案：(1)丙酮酸(丙酮酸和[H]) 酒精和CO2 细胞质基质 (2)C 不同生物所含有的无氧呼吸酶的种类不同 (3)② ① (4)蛋白质 (5)乳酸 ac
6．(2022·河南濮阳高一期末)两个生物兴趣小组分别对酵母菌的细胞呼吸进行了如下探究实验。请分析并回答下列问题：
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套有数个)实验装置，如上图Ⅰ(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)。有氧条件下的装置序号依次是______________________。
②B瓶中澄清的石灰水还可用________________代替。
(2)乙兴趣小组利用图 Ⅱ 所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为图Ⅲ)如何设计？________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号 装置中红色液滴的移动现象 结论
图Ⅱ 图Ⅲ
1 a.______ 不移动 只进行有氧呼吸
2 b.______ c.______ 只进行无氧呼吸
3 d.______ e.______ 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
答案：(1)①C→A→B(或C→B→A→B) ②溴麝香草酚蓝溶液 (2)①装置除用等量的清水代替10%NaOH溶液，其他设计与图Ⅱ装置相同 ②a.向左移
b．不移动 c．向右移 d．向左移 e．向右移
葡萄酒不仅美味还具有养生作用，下面是自酿葡萄酒的简单步骤。洗净葡萄，沥干水分，用力捏破，越碎越好，铺在坛中，一层葡萄铺好之后均匀撒一层糖。葡萄不要填满整个容器，一定要留出1/3空间来让葡萄发酵。最后一步很重要，就是用2层的保鲜膜覆盖在容器口。
试探究：
(1)(科学思维)酿葡萄酒为什么要捏破葡萄？
(2)(科学思维)为什么葡萄不要填满整个容器，要留出1/3空间？
(3)(科学思维)为什么最后一步用2层的保鲜膜覆盖在容器口？
提示：(1)使酵母菌与葡萄汁充分接触，有利于发酵进行。
(2)开始提供氧气，供酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；无氧呼吸会产生CO2，防止气体冲出装置。
(3)提供无氧环境，并防止空气中的杂菌污染。5.3 细胞的呼吸原理和应用
基础知识梳理
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）酵母菌：单细胞_____，属于_____(真核/原核)生物。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于_____
__________，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
（2）酵母菌培养液：煮沸(目的：__________)后冷却(目的：____________________)的葡萄糖溶液＋新鲜的食用酵母菌。
（3）实验原理：
①检测 CO2的产生：CO2可使_______________变浑浊，也可使____________________由____变____再变____。
②检测酒精的产生：_____条件下，使__________由橙色变成灰绿色。
（4）两套实验装置
①①10%NaOH溶液应放在_____瓶中，10% NaOH的作用：___________________________________________。
②酵母菌培养液应放在_____瓶中。
③澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在_____瓶中。
④D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是______________________________
______________________________。
⑤CO2检测时，_____瓶的石灰水浑浊度高，_____瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。
⑥酒精检测时检测液应取自_____瓶，其中只有取自_____瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。
（5）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的__________和_____。
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生_____和少量的__________。
2.细胞呼吸的方式及过程：
（1）有氧呼吸：
①有氧呼吸场所：_____________和_______(主要)。 线粒体结构：____层膜，__________形成嵴，扩大了膜面积。 内膜和线粒体基质中含有与__________有关的酶。线粒体 基质中还含有少量 _____、_____和___
_______。
②有氧呼吸：指的是细胞在_____的参与下，通过__________的催化作用，把__________等有机物_____
_____分解，产生__________和__________，释放_____，生成__________的过程。
③有氧呼吸过程
第一阶段 第二阶段 第三阶段
物质变化
产能情况
场所
③总反应式：__________________________________________________
④有氧呼吸过程中：葡萄糖(C6H12O6)参与_____阶段，H2O参与_____阶段，O2参与_____阶段(作用：与_____ 结合生成_____，释放_____能量)；CO2生成于_____阶段，H2O生成于_____阶段；_____阶段释放能量最多。有氧呼吸产生的[H]实质是_______________。
⑦有氧呼吸各元素去向： 。
a.研究元素去向的方法：__________。
b.产物CO2中的：C来自__________，O来自__________和_____；产物H2O中的：H来自__________和_____，O来自_____。
（2）无氧呼吸
①无氧呼吸指_________________________________________________________________。
②)过程：无氧呼吸的全过程可概括地分为两个阶段，这两个阶段需要_____的催化，但都发生在__________
_____中。
第一阶段与有氧呼吸第一阶段_____，第二阶段是__________在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化下，分解成__________，或转化成_____。无氧呼吸只在__________段释放出少量能量，底物中的大部分能量存留在____________________中。
③反应式：
高等植物水淹、酵母菌缺氧：_____________________________________________
马铃薯块茎、__________、__________、__________缺氧：________________________________________
3.细胞呼吸释放的能量
a.细胞呼吸的实质是分解有机物，释放能量。有氧呼吸有机物被_______________，故释放能量_____；无氧呼吸有机物分解__________，大部分部分能量储存在_____或_____中，故释放能量_____。
b.细胞呼吸释放的能量，__________以热能形式散失，__________储存在 ATP 中。
c.有氧呼吸_____阶段都释放能量，第_____阶段产能最多，无氧呼吸两个阶段，________________________。
4.有氧吸中[H]和 和 ATP 的作用
a.[H]( NADH)的作用：
有氧呼吸：_________________________。 无氧呼吸：______________________________。
b.ATP 的作用：_______________________________________________________。
5.葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所
①有氧呼吸：葡萄糖：__________。丙酮酸：__________。
②无氧呼吸：葡萄糖：__________。丙酮酸__________。
6.两类生物有氧呼吸的场所：
①原核生物：______________________________。②真核生物：______________________________
7.细胞呼吸原理的应用：
①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口，以增加__________，抑制____________________。
②酿酒过程：早期通气，促进酵母菌有__________，利于菌种__________；后期密封发酵罐，促进酵母菌__________，利于产生__________。
③疏松土壤，促进植物根细胞的__________。
④种子、果蔬保鲜条件:
a种子：____________________。 b果蔬：____________________。
⑤提倡慢跑，促进肌细胞__________，防止______________________________。
⑥破伤风杆菌只能进行__________，伤口较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易__________，所以要打破上分抗毒血清。注：破伤风芽胞杆菌为__________生物，只能进行__________呼吸。
8.细胞呼吸方式的判断:(根据总反应式分析、理解不死记)
（1）消耗 O 2 、有 H 2 O 产生：____________________。
（2）有酒精或乳酸生成：____________________。
（3）有 CO 2 生成：______________________________。
（4）O 2 吸收量＝CO 2 释放量：只进行__________。 O 2 吸收量＜CO 2 释放量：____________________。
（5）酒精量＝CO 2 量：____________________。 酒精量＜CO 2 量：____________________ 。
9.若消耗等量葡萄糖，有氧呼吸和无氧呼吸 CO 2 总产生量与 O 2 吸收量之比为_____；若产生等量的 CO 2 ，
有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为_____。
10. 酵母菌、植物组织细胞呼吸曲线分析(曲线会分析、理解不死记)
（1）0点：细胞只进行_____呼吸。
（2）0～b段：_____呼吸和_____呼吸同时进行，随O2浓度增加，__________
呼吸受到抑制而逐渐减弱，_____呼吸逐渐增强。a点时，有氧呼吸和无氧呼
吸CO2产生量相同，但两者呼吸强度不同，有机物消耗量之比为_____。
（3）b点后：细胞只进行_____呼吸。
（4）水果、蔬菜、粮食的储存应选择 _____点O2浓度，因为此浓度下_______________。
（5）mn段CO2释放量逐渐减少的原因：_______________________________________________________。
（6）np段CO2释放量逐渐增多的原因：_____________________________________________。
（7）有氧呼吸CO2释放量也可表示_____吸收量。
（8）两条实线间的距离可表示_____呼吸强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为_____。
核心点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．(2022·黑龙江哈尔滨高一月考)下图为酵母菌细胞呼吸实验的示意图，相关叙述正确的是( )
A．物质a可使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由黄变绿再变蓝
B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中分解所释放的能量少部分储存于ATP中
C．试剂甲为酸性条件下的重铬酸钾溶液，现象Z为由橙色变为蓝色
D．乳酸菌在条件X和条件Y下都不会产生物质a
2．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法错误的是( )
A．装置甲中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
B．装置乙中瓶Ⅱ封口后应该静置一段时间再连通瓶Ⅲ
C．装置甲中通入气体的目的是提供氧气
D．相同实验时间内，两组装置中澄清石灰水浑浊程度相同
核心点二 细胞呼吸的过程分析
1．下图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是( )
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质中
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母菌细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
2．(2022·辽宁沈阳模拟)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
3．(2022·宁夏石嘴山高一月考)下图为线粒体结构模式图，下列有关叙述正确的是( )
A．图中的DNA与蛋白质一起构成染色体
B．线粒体能合成组成自身结构及功能所需的全部蛋白质
C．线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的全部酶
D．线粒体内膜中蛋白质含量高于外膜
核心点三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
1．(2022·甘肃天水高一检测)下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是( )
A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
2．(2022·山东烟台月考)细胞呼吸原理已被广泛应用于生产实践。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( )
选项 应用 措施 目的
A 种子储藏 晒干 降低自由水含量，抑制细胞呼吸
B 水果保鲜 低温 降低酶的活性，抑制细胞呼吸
C 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利于吸收矿质离子
D 包扎伤口 透气的“创可贴” 为需氧型微生物提供有氧环境
3．(2022·江苏泰州高一期末)下图所示为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其O2吸收量和CO2释放量的曲线。结合此图，表述错误的是( )
A．O2浓度为a时，产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质
B．O2浓度达到b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量
C．O2浓度为b时，无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等
D．O2浓度为a时，若cd＝ca，则无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗的3倍
1．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化
B．细胞中 的值下降可抑制细胞呼吸
C．细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质或细胞质基质
D．检测CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸
2．(2022·江苏南京高一月考)将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量如下表所示。下列分析正确的是( )
O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%
O2吸收 量(mol) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
CO2释放 量(mol) 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
A.苹果果肉细胞在O2浓度为3%～25%时只进行有氧呼吸
B．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
C．O2浓度为3%时，无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的2倍
D．苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时，消耗的葡萄糖量相等
3．下图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下O2的吸收量和CO2的释放量，N点后O2的吸收量大于CO2的释放量，据图分析以下判断正确的是( )
A．M点时的O2浓度最适合储藏该器官，此时无氧呼吸的强度最低
B．该器官细胞呼吸过程中不只是氧化分解糖类物质
C．N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
D．O2浓度为0时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
4．(2022·山东烟台高一期末)一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，如下图所示。随着反应进行，指示剂的颜色开始改变(该指示剂遇酸变红)。下列判断正确的是( )
A．保温瓶内的温度将一直慢慢升高
B．保温瓶中氧气的含量对酵母菌细胞呼吸的类型有重要的影响
C．实验可用来测定酵母菌细胞呼吸释放的CO2量
D．指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关，与葡萄糖的量有关
5．(2022·吉林长春高一月考)下列甲图为真核细胞呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图，丙图为人体细胞呼吸代谢途径示意图。请据图回答下列问题：
(1)甲图中X和D代表的物质分别是________、____________，X的产生场所是______________________________。
(2)甲图中葡萄糖氧化分解，产生能量最多的是________(填“A”“B”“C”或“D”)过程。在无氧条件下，不同生物体内X进行B或D途径代谢，产生不同产物，直接原因是__________________________________________________________。
(3)酵母菌有氧呼吸产生CO2和水的场所分别是乙图中的________和________(填序号)。
(4)乙图中的①结构与③相比，________(化学成分)相对含量更丰富。
(5)结合丙图分析，人体正常细胞中的p53蛋白可以促进丙酮酸进入线粒体，维持细胞正常的代谢途径。癌细胞中的p53蛋白功能异常，使细胞呼吸代谢过程发生变化，产生大量[N]________。据此推测癌细胞中__________(多选)。
a．无氧呼吸速率增强 b．积累了大量的丙酮酸
c．对葡萄糖的摄取量增大 d．有氧呼吸速率增强
6．(2022·河南濮阳高一期末)两个生物兴趣小组分别对酵母菌的细胞呼吸进行了如下探究实验。请分析并回答下列问题：
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套有数个)实验装置，如上图Ⅰ(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)。有氧条件下的装置序号依次是______________________。
②B瓶中澄清的石灰水还可用________________代替。
(2)乙兴趣小组利用图 Ⅱ 所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为图Ⅲ)如何设计？________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号 装置中红色液滴的移动现象 结论
图Ⅱ 图Ⅲ
1 a.______ 不移动 只进行有氧呼吸
2 b.______ c.______ 只进行无氧呼吸
3 d.______ e.______ 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
葡萄酒不仅美味还具有养生作用，下面是自酿葡萄酒的简单步骤。洗净葡萄，沥干水分，用力捏破，越碎越好，铺在坛中，一层葡萄铺好之后均匀撒一层糖。葡萄不要填满整个容器，一定要留出1/3空间来让葡萄发酵。最后一步很重要，就是用2层的保鲜膜覆盖在容器口。
试探究：
(1)(科学思维)酿葡萄酒为什么要捏破葡萄？
(2)(科学思维)为什么葡萄不要填满整个容器，要留出1/3空间？
