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第4节 能量的获得
考点一、获得能量的途径
（一）有氧呼吸
(1)呼吸作用:指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放出能量的过程。
(2)有氧呼吸:指在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多能量的呼吸作用方式。有氧呼吸是自然界中大多数生物进行呼吸作用的主要方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。
(3)在一般情况下，人体每天进行各种生命活动所需的能量大多来源于糖类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。
（二）无氧呼吸
(1)概念:细胞在缺氧的条件下，将糖类等有机物分解成未彻底氧化的产物，释放出少量能量的过程称为无氧呼吸。
(2)动物(包括人)的无氧呼吸:动物组织细胞在缺氧的情况下，糖类会在相关酶的作用下分解为乳酸，并释放出少量的能量。当大量的乳酸在肌肉组织里堆积时 ，就会有肌肉酸痛的感觉。文字表达式为:
葡萄类 乳酸＋能量（少量）
(3)高等植物的无氧呼吸:高等植物在缺氧(如水淹)的情况下，也能进行短时间的无氧呼吸，糖类被分解为酒精和二氧化碳，并释放出少量的能量。文字表达式为:
葡萄类 酒精+二氧化碳＋能量（少量）
(4)微生物的无氧呼吸:有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸称为发酵。人们可以利用微生物的发酵作用来生产食品。
典例1：（2023九上·舟山开学考）巴斯德社团的同学对葡萄酒酿造有浓厚兴趣，他们到青云酒庄进行项目实践学习后，尝试酿造葡萄酒。
（1）榨汁装瓶：同学们将清洗干净的葡萄榨汁装瓶。新鲜葡萄果皮表面附有大量的酵母菌，可以自然发酵。玻璃瓶需提前高温处理的目的是 ；
（2）通气培养：用几层纱布封住瓶口放置一段时间，让酵母菌在有氧气的情况下快速繁殖。酵母菌利用葡萄汁中现成的有机物生活，其营养方式是 ；
（3）密封发酵：将装置封口放在温暖的地方，每12小时拧松瓶盖一次，以此排出葡萄汁发酵过程中产生的 气体。
【答案】（1）防止杂菌混入干扰（2）异养（3）二氧化碳
【解析】自养：像绿色植物那样，利用自己制造的有机物来维持生活的营养方式，或特指能利用二氧化碳或碳酸盐作为碳的唯一来源，能用简单的无机氮代谢合成。异养：不能直接把无机物合成有机物，必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式。酵母菌的无氧呼吸，利用葡萄糖分解成酒精并产生二氧化碳气体；
【解答】（1）新鲜葡萄果皮表面附有大量的酵母菌，可以放入玻璃瓶中自然发酵。所以玻璃瓶需提前高温处理的目的是杀死玻璃瓶中的微生物，防止杂菌混入，干扰酵母菌的发酵；
（2）异养：不能直接把无机物合成有机物，必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式。酵母菌利用葡萄汁中现成的有机物生活，其营养方式是异养；
（3）酵母菌的无氧呼吸，利用葡萄糖分解成酒精并产生二氧化碳气体；所以每12小时拧松瓶盖一次，以此排出葡萄汁发酵过程中产生的二氧化碳气体。
变式1：（2022九上·平阳月考）如图甲和乙所示，小乐用两种方式进行酵母菌发酵葡萄汁制作葡萄酒。图甲装置中含有一定量的氧气，图乙装置中不含氧气；其他条件相同且适宜。测得一段时间内图甲和乙装置中酒精含量的变化趋势如图所示。下列相关说法错误的是（ ）
A．酵母菌的营养方式是异养型
B．图甲装置中的氧气含量减少
C．图乙装置中的二氧化碳含量增加
D．图丙中的曲线②表示图乙装置中酒精含量的变化趋势
【答案】D
【解析】根据细菌或真菌是否可以自己制造有机物，将其营养方式分为自养型和异养型。酿酒时先保留少部分的氧气，让酵母菌先进行有氧呼吸，进行大量繁殖，然后在进行无氧呼吸，产生酒精。
【解答】A.酵母菌在自身不会制造有机物，是靠从别的物体上获取营养物质，所以酵母菌的营养方式是异养型 ，正确；
B.因为酵母菌会进行有氧呼吸进行大规模繁殖，所以氧气会减少，正确；
C.植物的无氧呼吸会产生酒精和二氧化碳，所以二氧化碳增加，正确；
D.图丙中的曲线①表示图乙装置中酒精含量的变化趋势，乙中一开始就进行无氧呼吸，产生酒精，放出二氧化碳气体。D错误；
变式2：（2023九上·丽水期末）小涛同学利用如图装置进行酵母菌无氧呼吸实验，其步骤如下：
①连接实验装置， ；
②取10%葡萄糖溶液30毫升注入锥形瓶中，置于35℃水浴中；
③取干酵母3克，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇匀；
④迅速向混合液表面滴加一薄层液态石蜡，用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃导管伸入试管的液面以下；
⑤几分钟后观察实验现象。请回答下列问题：
（1）将步骤①补充完整 ；
（2）在“混合液表面滴加一薄层液态石蜡”的目的是 ；
（3）小涛观察到的实验现象是：试管中有气泡和白色沉淀出现；打开瓶塞，可以闻到酒精的气味。根据该实验现象写出酵母菌无氧呼吸的表达式 。
【答案】（1）检查装置的气密性 （2）为酵母菌提供无氧环境
（3）葡萄糖酶 酒精+二氧化碳+能量
【解析】 酵母菌是一种单细胞真菌，通常在氧气不足的情况下进行无氧呼吸。动物体中的无氧呼吸是一种发酵过程，酵母菌通过这种方式将糖转化为二氧化碳和酒精，并释放出能量。
【解答】（1）本实验探究酵母菌的无氧呼吸实验，所以步骤①中连接实验装置，检查气体的气密性；
（2）在“混合液表面滴加一薄层液态石蜡”的目的是放出外界的空气进去，为酵母菌提供无氧环境 ；
（3） 酵母菌无氧呼吸的表达式：葡萄糖酶 酒精+二氧化碳+能量 ；
变式3：（2023九上·上城期末）酿酒用的酵母菌在有氧情况下能进行有氧呼吸，消耗氧气的同时在同温同压下能产生等体积二氧化碳。而在无氧情况下能进行无氧呼吸。科学兴趣小组运用如图实验装置验证酵母菌呼吸作用的类型。实验开始时，关闭活塞，观察甲、乙两个装置中着色液位置的变化，实验环境温度恒定5℃，实验数据记录如表，请分析回答：
实验时间t/h 0 1 2 3 4 5 6 7 8
甲中着色液移动距离x/mm 0 10 20 25 30 33 35 35 35
乙中着色液移动距离y/mm 0 0 0 2 6 12 15 20 30
（1）图乙中液体A应是 ；
（2）实验中，图甲中的着色液会向 (选填“左”或“右”)移动；
（3）对比实验数据分析得出结论 。甲、乙两种装置均可验证酵母菌呼吸作用的类型。
【答案】（1）蒸馏水5mL （2）左
（3）甲图中的酵母菌先进行有氧呼吸，后无氧呼吸，乙中先进行无氧呼吸
【解析】酵母菌进行有氧呼吸的产物是水和二氧化碳；进行无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳；
【解答】（1）乙组做对照作用，所以图乙中液体A应该是蒸馏水5mLL；
（2）图甲中，酵母菌先进行有氧呼吸后进行无氧呼吸，有氧呼吸消耗氧气，产生的二氧化碳气体被氢氧化钠吸收了，所以容器中气压变小，着色液向左移动；
（3）装置甲的有色液滴的移动速度是先快后慢，说明是先有氧呼吸后无氧呼吸，且有氧呼吸越来越弱；乙也是先进行有氧呼吸后进行无氧呼吸；装置2有色液滴在前2个小时没有移动过，说明酵母菌在进行无氧呼吸，因为无氧呼吸是非常缓慢的，且装置内没有吸收二氧化碳的NaOH溶液， 因此液滴会向右移动；
1．（2022九上·婺城期末）与有氧呼吸相比， 生物的无氧呼吸特点是（ )
A．不需要酶的参与 B．一定产生乳酸
C．没有二氧化碳生成 D．产生能量较少
【答案】D
【解析】细胞有氧呼吸在酶的作用下生成了二氧化碳和水和大量的能量；动物的无氧呼吸在酶的作用下产生乳酸和少量能量；植物无氧呼吸在酶的作用下产生了二氧化碳和酒精和少量能量；
【解答】A.有氧呼吸和无氧呼吸都需要没得参与，A错误；
B.动物的无氧呼吸产生乳酸，植物的无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，没有乳酸，所以B错误；
C.如果是植物的无氧呼吸会产生二氧化碳和酒精，所以C错误；
D.无氧呼吸中物质没有进行完全的分解，所以释放的能量比有氧呼吸少，正确；
2.（2022·浙江绍兴·九年级期末）2020浙东唐诗之路。天姥山越野挑战赛于12月20日在镜岭镇雅庄村鸣枪开跑。跑步过程中运动员部分肌肉细胞进行无氧呼吸，其产物是（ ）
A．二氧化碳和水 B．乳酸 C．乳酸和二氧化碳 D．酒精和二氧化碳
【答案】B
【分析】无氧呼吸：指细胞生活在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解成酒精或乳酸等，同时释放出能量的过程。这个过程没有分子氧参与，其氧化后的不完全氧化产物主要是酒精或乳酸。
【解析】根据无氧呼吸的概念可知：人跑步过程中运动员部分肌细胞进行无氧呼吸，肌细胞生活在无氧或缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解乳酸等物质，因此肌细胞进行无氧呼吸，其产物主要是乳酸。
3．（2022九上·富阳期末）如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列说法正确的是（ ）
A．条件Y是指无氧环境
B．物质a是二氧化碳，物质b是水
C．利用酵母菌在条件X下进行的呼吸可制作面包
D．等量葡萄糖在条件X下比在条件Y下产生的能量多
【答案】B
【解析】酵母菌呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精和少量能量；有氧呼吸的产物是二氧化碳和水和大量能量；
【解答】A.条件Y是指有氧环境，A错误；
B.物质a是二氧化碳，物质b是水；
C.利用酵母菌在有氧条件下进行的呼吸可制作面包，C错误；
D.等量葡萄糖在条件Y下比在条件X下产生的能量多，D错误；
4．（2023九上·嘉兴期末）同学们在长跑测试后会感到全身肌肉酸痛，对此现象的解释：剧烈运动时，①氧供应不足，肌肉处于暂时相对缺氧的状态，细胞进行无氧呼吸释放能量；②能量消耗增加，心跳加速，血流量增加，体内呼吸作用加强；③乳酸刺激肌肉，大脑产生酸痛的感觉，其合理的顺序是（ ）
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．②③①
【答案】C
【解析】人在消耗能量，比如大量运动时身体提供能量是靠代谢葡萄糖，这时需要有充足的氧气与葡萄糖结合来释放能量。如果到达一定的程度，像运动心肺功能时通过检测，到了一定程度，氧气不够就出现了无氧阈的状态。代谢过程中就不能完全形成水和二氧化碳，而是生成一部分乳酸，无氧呼吸和有氧呼吸可能就是在无氧阈的分界线。
【解答】正确的顺序是 ②能量消耗增加，心跳加速，血流量增加，体内呼吸作用加强 ； ①氧供应不足，肌肉处于暂时相对缺氧的状态，细胞进行无氧呼吸释放能量；③乳酸刺激肌肉，大脑产生酸痛的感觉；
5．（2022九上·平湖期末）红心火龙果富含丰富的维生素、糖类和矿物质等营养素而深受很多人喜爱，因其含花青素使其果肉显红色而得名。
（1）花青素类物质的颜色随pH值变化而变化，pH＜7呈红色，pH＝7～8时呈紫色，pH＞11时呈蓝色。吃了红心火龙果后，很多人的尿液会呈红色，据此推测尿液呈 性。
（2）火龙果富含糖类物质，能为人体提供大量的能量，请你写出糖类在体内彻底氧化分解释放能量的表达式 。
【答案】（1）酸（2）有机物+氧→二氧化碳+水+能量
【解析】绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；绿色植物利用氧气和有机物，在活细胞，分解产生二氧化碳和水丙释放出能量的过程叫做呼吸作用；
【解答】（1）吃了红心火龙果后，很多人的尿液会呈红色， 根据 pH＜7呈红色 ，推测尿液呈酸性；
（2）】绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；糖类在体内彻底氧化分解释放能量表达式：有机物+氧→二氧化碳+水+能量 ；
6．（2021·浙江台州·九年级期末）小明因感冒、腹泻，前往医院就诊。
（1）医生建议小明检查血常规。检查结果是小明因感染而出现炎症，这时人体血液中能吞噬病菌的________；（选填“红细胞”或“白细胞”）大量增加。
（2）医生采用“静脉注射药物”对小明进行治疗。这些药液首先经过上下腔________（填血管名称）到达右心房。
（3）小明生病后，身体逐渐消瘦。从物质和能量转换的角度分析，这是人体同化作用________异化作用的结果。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】白细胞 静脉 小于
【分析】根据血液循环的途径不同，可以分为体循环和肺循环两部分。如图所示：
【解析】（1）当身体某处受伤，病菌侵入时，白细胞可以穿过毛细血管壁，聚集到受伤的部位，吞噬病菌，人体发生炎症或其他疾病时，血液内白细胞的总数会增多。
（2）医生为小明进行了静脉注射抗菌药物治疗，则药物随血液先进行体循环，上臂处静脉血管→上下腔静脉。
（3）同化作用指的是合成有机物、贮藏能量；异化作用指的是分解有机物、排除代谢终产物、释放能量。二者之间的关系为：作用方向相反、同时进行。异化作用为同化作用提供能量，同化作用为异化作用提供物质，两者相辅相成。当同化作用大于异化作用时，生物就生长，人就表现出体型增大，体重增加，身材增高等生理变化。当异化作用大于同化作用时，生物可能在运动中或衰老中，如是患病的人就表现出逐渐消瘦的现象。
7．（2022九上·吴兴期末）小科在学习了发酵的知识后，对自制酸奶产生了浓厚兴趣。他打算自行探索一下制作酸奶的方法，他用煮沸过的三个相同玻璃瓶，按甲、乙、丙三组进行了实验设计。请据图分析：
（1）本实验中存在的变量是 。
（2）三组实验中玻璃瓶，在相应温度条件下放置6—8小时，哪一组最有可能制成酸奶，并说明理由 。
（3）图中煮沸的目的是 。
【答案】（1）温度、氧气
（2）丙，因为乳酸菌发酵需要无氧环境且适宜的温度
（3）防止其他微生物对实验的干扰
【解析】乳酸菌是厌氧菌，只有在无氧条件下才能生存，有氧时，其无氧呼吸会受到抑制，因此制作酸奶时，所用坛子必须密封，目的是为乳酸菌提供无氧环境，防止其氧气进入抑制乳酸菌发酵。
【解答】(1)此实验设计中一共两组对照实验，分析表格中的内容可知，丙和乙除了温度不一样，其它条件都一样，是一组对照试验，变量是温度；甲和丙的变量是氧气。故本实验中存在的变量是温度、氧气。
(2)乳酸菌发酵需要适宜的温度和无氧环境，甲瓶为有氧环境，不是乳酸菌生活最佳条件，乙瓶温度不适宜，所以甲和乙都不成功。丙组最有可能制成酸奶。
(3)图中煮沸的目的是防止其他微生物对实验的干扰。
8．（2023九上·拱墅期末）如图甲所示为人体内水分平衡示意图，如图乙所示为心脏及其相连血管的示意图。据图回答问题：
（1）通过饮水和进食获取的水，经吸收进入血液后，由⑨进入心脏，依次经过⑤→ →①（按序填写图乙中的序号），再由血液循环将其运输到全身各处。
（2）图甲中的X表示细胞的 ，该生理活动的文字表达式为 。（3）剧烈运动后，人会汗流浃背，此时大量流汗主要为了维持人体的 （选填“体温”或“水分”）平衡。
【答案】（1）⑥③④⑦⑧ （2）呼吸作用；
（3）体温
【解析】水盐平衡的条件是：出汗、呼吸、排尿三种方式； 体循环：左心室-主动脉-全身各级小动脉-全身毛细血管-上下腔静脉-右心房；肺循环：右心室-肺动脉-肺部毛细血管-肺静脉-左心房；安静的时候主要的产热器官是内脏，运动的时候主要的产热器官是骨骼肌；
【解答】（1） 体循环：左心室-主动脉-全身各级小动脉-全身毛细血管-上下腔静脉-右心房；肺循环：右心室-肺动脉-肺部毛细血管-肺静脉-左心房；所以⑤是右心房→⑥右心室→③肺动脉→④肺静脉→⑦左心房→⑧左心室→①主动脉；
（2）X表示细胞的呼吸作用，他会利用有机物和氧气产生二氧化碳和水并释放出能量；它的文字表达式：
（3）剧烈运动后，骨骼肌产生大量的热，通过出汗的方式进行散热，从而维持体温的恒定；
9．（2022·浙江杭州·九年级期末）2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富展示了中国空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。
（1）根据航天员讲解得知：空间站是利用电解水来产生人体呼吸所需要的氧气，在电解水过程中的能量转化是将电能转化为___________。后续还会配备二氧化碳还原系统，在催化剂作用下，将电解水产生的氢气和人体产生的二氧化碳进行反应，产生水和甲烷（化学式为CH4），请写出上述二氧化碳还原系统中反应的主要化学方程式：___________。
（2）以下科学实验能在太空站完成的是：___________（填序号）
①测定小灯泡额定功率； ②验证植物的根具有向地性；
③测定溶液的酸碱性； ④探究杠杆平衡的条件；
（3）三位航天员为了对抗失重对身体造成的影响，需要加强体育锻炼，常见的器械有弹力带和太空自行车，他们运动过后也会感觉到肌肉酸胀，是因为肌肉细胞内发生了___________（选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”），该过程属于___________（选填“同化作用”或 “异化作用”）。
【答案】化学能 4H2+CO2 2H2O+CH4 ①③ 无氧呼吸 异化作用
【分析】人体肌肉细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸，在缺氧的条件下也可以进行无氧呼吸，人体肌肉细胞无氧呼吸的产物是乳酸。
【解析】（1）电解水过程中的能量转化是将电能转化为化学能。
催化剂作用下，将电解水产生的氢气和人体产生的二氧化碳进行反应，产生水和甲烷（化学式为CH4），氧化碳还原系统中反应的主要化学方程式4H2+CO22H2O+CH4。
（2）太空站中没有重力，
①测定小灯泡额定功率，可以完成。
②验证植物的根具有向地性，不可以完成。
③测定溶液的酸碱性，可以完成。
④探究杠杆平衡的条件，不可以完成。
故选①③。
（3）同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质或能量储存的过程。异化作用是指机体将来自环境或细胞自己储存的有机营养物的分子，通过反应降解成较小的、简单的终产物的过程。肌肉酸胀，是因为肌肉细胞在缺氧的情况发生了“无氧呼吸”产生乳酸，该过程属于异化作用。
10．（2021·浙江·九年级专题练习）甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。实验开始时形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化。
（1）此实验的实验目的是测定种子萌发时吸收___________的速率（选填“氧气”或“二氧化碳”）
（2）分析3.5小时~4小时内标尺读数没增加最可能的原因___________。
（3）本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。请设置此实验的对照实验___________。
（4）由于外界温度、压强的改变会导致气体体积改变，在对照实验中气体体积会增大，在2小时中刻度变化了0.2个单位。那么同等条件下，萌发的种子此时实际呼吸速率是___________单位/小时。
【答案】氧气 无氧呼吸 用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组 1.55
【解析】（1）据图甲可知，该实验装置测量种子有氧呼吸时消耗的氧气量，主要原因是种子有氧呼吸消耗了氧气，生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，所以锥形瓶内的气体总量减少，U型管右侧液面上升，因此该实验的目的是测定种子萌发时吸收氧气的速率；
（2）3.5小时～4小时内标尺读数没增加最可能的原因种子进行无氧呼吸，不消耗O2；
（3）本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。因此需要设计简单的对照实验，即用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组；
（4）由柱形图分析可知，在最初2小时U形管液面上升5.6﹣2.3＝3.3个单位，而由于外界温度、压强的改变导致气体体积改变，在对照实验中气体体积变化在最初2小时是﹣0.2个单位（标尺读数减少0.2个单位），因此实际上液面上升3.3﹣0.2＝3.1个单位，则同等条件下萌发的种子此时实际呼吸速率是3.1÷2＝1.55单位/小时。
11．（2021·浙江·九年级专题练习）如图是研究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物差异的实验：
步骤一：取2克高活性干酵母放于烧杯中，加入200毫升的32℃的质量分数为5%的葡萄糖溶液，搅拌使其均匀混合。
步骤二：
取两支相同的注射器，编号为A和B，在注射器内分别抽取30毫升酵母菌培养液，B号注射器再抽取30毫升空气，振荡几次；
步骤三：用橡胶管分别连接注射器和装有BTB试剂的试管，5分钟后观察实验现象。
步骤四：将注射器内的酵母菌培养液分别倒入烧杯中，加入酸性重铬酸钾溶液，观察实验现象。
查阅资料：
①BTB试剂在中性环境中呈淡蓝色，在酸性环境中呈黄色；酸性重铬酸钾溶液呈橙色，遇酒精变成灰绿色。
②无氧呼吸：葡萄糖→二氧化碳+酒精+少量能量
（1）实验用32℃的质量分数为5%的葡萄糖溶液的目的是________。
（2）写出酵母菌有氧呼吸的文字表达式________。
（3）若A、B两组试管中出现________现象，说明相同条件下，无氧呼吸产生二氧化碳比有氧呼吸少。
（4）实验结束后，发现两个烧杯中的酸性重铬酸钾溶液均变为灰绿色，试分析其原因________。
【答案】保持酵母菌的活性，并提供其呼吸作用所需的有机物 葡萄糖+氧气 水+二氧化碳+能量 A试管中黄色比B中的黄色淡 实验时间较长，B试管中空气不足，酵母菌也进行了无氧呼吸，产生了酒精
【分析】（1）实验时葡萄糖溶液温度控制在32℃，此时酵母菌最适宜的生活温度，过高过低都会杀死酵母菌；酵母菌呼吸作用需要消耗有机物。
（2）酵母菌的有氧呼吸的过程，就是葡萄糖和氧气在酶的催化作用下，生成水、二氧化碳和能量的过程。
（3）若A、B两组试管中都会产生二氧化碳气体，有氧呼吸产生的多于无氧呼吸。BTB试剂在酸性环境中呈黄色，二氧化碳溶解于水呈酸性，若出现B试管首先由蓝色变为黄色，说明相同条件下，无氧呼吸产生的二氧化碳比有氧呼吸少。
（4）实验结束后，B试管中氧气消耗干净，酵母菌进行无氧呼吸产生了少量酒精，于是发现两个烧杯中的酸性重铬酸钾溶液均变为灰绿色。
【解析】（1）实验用32℃的质量分数为5%的葡萄糖溶液的目的是：保持酵母菌的活性，并提供其呼吸作用所需的有机物。
（2）酵母菌有氧呼吸的文字表达式：。
（3）若A、B两组试管中出现A试管中黄色比B中的黄色淡现象，说明相同条件下，无氧呼吸产生的二氧化碳比有氧呼吸少。
（4）实验结束后，发现两个烧杯中的酸性重铬酸钾溶液均变为灰绿色，其中的原因为：实验时间较长，B试管中空气不足，酵母菌也进行了无氧呼吸，产生了酒精。
12．（2022·浙江嘉兴·九年级期末）酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份，如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中，用带有导管的瓶塞塞紧，导管分别通入澄清石灰水中，并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
（1）乙烧瓶内最后的产物是_________。
（2）从理论上推测，哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊？请说明理由________。
【答案】酒精和二氧化碳 甲烧瓶，因为甲烧瓶中的酵母菌有充足的氧气，进行有氧呼吸，有机物的分解较为彻底，并释放较多的二氧化碳，所以澄清石灰水先变浑浊。而乙烧瓶中的酵母菌氧气不足，进行无氧呼吸，有机物分解不彻底，释放的二氧化碳较少，所以变浑浊较慢
【分析】酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。有氧呼吸：；无氧呼吸：。
【解析】（1）乙烧瓶内没有通入氧气，所以酵母菌进行无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸的表达式为：，所以乙烧瓶内最后的产物是酒精和二氧化碳。
（2）甲烧瓶先变浑浊，因为甲烧瓶中的酵母菌有充足的氧气，进行有氧呼吸，有机物的分解较为彻底，并释放较多的二氧化碳，所以澄清石灰水先变浑浊。而乙烧瓶中的酵母菌氧气不足，进行无氧呼吸，有机物分解不彻底，释放的二氧化碳较少，所以变浑浊较慢。
思维导图
典例分析
举一反三
课后巩固
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第4节 能量的获得
考点一、获得能量的途径
（一）有氧呼吸
(1)呼吸作用:指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放出能量的过程。
(2)有氧呼吸:指在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多能量的呼吸作用方式。有氧呼吸是自然界中大多数生物进行呼吸作用的主要方式，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。
(3)在一般情况下，人体每天进行各种生命活动所需的能量大多来源于糖类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。
（二）无氧呼吸
(1)概念:细胞在缺氧的条件下，将糖类等有机物分解成未彻底氧化的产物，释放出少量能量的过程称为无氧呼吸。
(2)动物(包括人)的无氧呼吸:动物组织细胞在缺氧的情况下，糖类会在相关酶的作用下分解为乳酸，并释放出少量的能量。当大量的乳酸在肌肉组织里堆积时 ，就会有肌肉酸痛的感觉。文字表达式为:
葡萄类 乳酸＋能量（少量）
(3)高等植物的无氧呼吸:高等植物在缺氧(如水淹)的情况下，也能进行短时间的无氧呼吸，糖类被分解为酒精和二氧化碳，并释放出少量的能量。文字表达式为:
葡萄类 酒精+二氧化碳＋能量（少量）
(4)微生物的无氧呼吸:有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸称为发酵。人们可以利用微生物的发酵作用来生产食品。
典例1：（2023九上·舟山开学考）巴斯德社团的同学对葡萄酒酿造有浓厚兴趣，他们到青云酒庄进行项目实践学习后，尝试酿造葡萄酒。
（1）榨汁装瓶：同学们将清洗干净的葡萄榨汁装瓶。新鲜葡萄果皮表面附有大量的酵母菌，可以自然发酵。玻璃瓶需提前高温处理的目的是 ；
（2）通气培养：用几层纱布封住瓶口放置一段时间，让酵母菌在有氧气的情况下快速繁殖。酵母菌利用葡萄汁中现成的有机物生活，其营养方式是 ；
（3）密封发酵：将装置封口放在温暖的地方，每12小时拧松瓶盖一次，以此排出葡萄汁发酵过程中产生的 气体。
变式1：（2022九上·平阳月考）如图甲和乙所示，小乐用两种方式进行酵母菌发酵葡萄汁制作葡萄酒。图甲装置中含有一定量的氧气，图乙装置中不含氧气；其他条件相同且适宜。测得一段时间内图甲和乙装置中酒精含量的变化趋势如图所示。下列相关说法错误的是（ ）
A．酵母菌的营养方式是异养型
B．图甲装置中的氧气含量减少
C．图乙装置中的二氧化碳含量增加
D．图丙中的曲线②表示图乙装置中酒精含量的变化趋势
变式2：（2023九上·丽水期末）小涛同学利用如图装置进行酵母菌无氧呼吸实验，其步骤如下：
①连接实验装置， ；
②取10%葡萄糖溶液30毫升注入锥形瓶中，置于35℃水浴中；
③取干酵母3克，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇匀；
④迅速向混合液表面滴加一薄层液态石蜡，用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃导管伸入试管的液面以下；
⑤几分钟后观察实验现象。请回答下列问题：
（1）将步骤①补充完整 ；
（2）在“混合液表面滴加一薄层液态石蜡”的目的是 ；
（3）小涛观察到的实验现象是：试管中有气泡和白色沉淀出现；打开瓶塞，可以闻到酒精的气味。根据该实验现象写出酵母菌无氧呼吸的表达式 。
变式3：（2023九上·上城期末）酿酒用的酵母菌在有氧情况下能进行有氧呼吸，消耗氧气的同时在同温同压下能产生等体积二氧化碳。而在无氧情况下能进行无氧呼吸。科学兴趣小组运用如图实验装置验证酵母菌呼吸作用的类型。实验开始时，关闭活塞，观察甲、乙两个装置中着色液位置的变化，实验环境温度恒定5℃，实验数据记录如表，请分析回答：
实验时间t/h 0 1 2 3 4 5 6 7 8
甲中着色液移动距离x/mm 0 10 20 25 30 33 35 35 35
乙中着色液移动距离y/mm 0 0 0 2 6 12 15 20 30
（1）图乙中液体A应是 ；
（2）实验中，图甲中的着色液会向 (选填“左”或“右”)移动；
（3）对比实验数据分析得出结论 。甲、乙两种装置均可验证酵母菌呼吸作用的类型。
1．（2022九上·婺城期末）与有氧呼吸相比， 生物的无氧呼吸特点是（ )
A．不需要酶的参与 B．一定产生乳酸
C．没有二氧化碳生成 D．产生能量较少
2.（2022·浙江绍兴·九年级期末）2020浙东唐诗之路。天姥山越野挑战赛于12月20日在镜岭镇雅庄村鸣枪开跑。跑步过程中运动员部分肌肉细胞进行无氧呼吸，其产物是（ ）
A．二氧化碳和水 B．乳酸 C．乳酸和二氧化碳 D．酒精和二氧化碳
3．（2022九上·富阳期末）如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列说法正确的是（ ）
A．条件Y是指无氧环境
B．物质a是二氧化碳，物质b是水
C．利用酵母菌在条件X下进行的呼吸可制作面包
D．等量葡萄糖在条件X下比在条件Y下产生的能量多
4．（2023九上·嘉兴期末）同学们在长跑测试后会感到全身肌肉酸痛，对此现象的解释：剧烈运动时，①氧供应不足，肌肉处于暂时相对缺氧的状态，细胞进行无氧呼吸释放能量；②能量消耗增加，心跳加速，血流量增加，体内呼吸作用加强；③乳酸刺激肌肉，大脑产生酸痛的感觉，其合理的顺序是（ ）
A．①②③ B．③②① C．②①③ D．②③①
5．（2022九上·平湖期末）红心火龙果富含丰富的维生素、糖类和矿物质等营养素而深受很多人喜爱，因其含花青素使其果肉显红色而得名。
（1）花青素类物质的颜色随pH值变化而变化，pH＜7呈红色，pH＝7～8时呈紫色，pH＞11时呈蓝色。吃了红心火龙果后，很多人的尿液会呈红色，据此推测尿液呈 性。
（2）火龙果富含糖类物质，能为人体提供大量的能量，请你写出糖类在体内彻底氧化分解释放能量的表达式 。
6．（2021·浙江台州·九年级期末）小明因感冒、腹泻，前往医院就诊。
（1）医生建议小明检查血常规。检查结果是小明因感染而出现炎症，这时人体血液中能吞噬病菌的________；（选填“红细胞”或“白细胞”）大量增加。
（2）医生采用“静脉注射药物”对小明进行治疗。这些药液首先经过上下腔________（填血管名称）到达右心房。
（3）小明生病后，身体逐渐消瘦。从物质和能量转换的角度分析，这是人体同化作用________异化作用的结果。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
7．（2022九上·吴兴期末）小科在学习了发酵的知识后，对自制酸奶产生了浓厚兴趣。他打算自行探索一下制作酸奶的方法，他用煮沸过的三个相同玻璃瓶，按甲、乙、丙三组进行了实验设计。请据图分析：
（1）本实验中存在的变量是 。
（2）三组实验中玻璃瓶，在相应温度条件下放置6—8小时，哪一组最有可能制成酸奶，并说明理由 。
（3）图中煮沸的目的是 。
8．（2023九上·拱墅期末）如图甲所示为人体内水分平衡示意图，如图乙所示为心脏及其相连血管的示意图。据图回答问题：
（1）通过饮水和进食获取的水，经吸收进入血液后，由⑨进入心脏，依次经过⑤→ →①（按序填写图乙中的序号），再由血液循环将其运输到全身各处。
（2）图甲中的X表示细胞的 ，该生理活动的文字表达式为 。（3）剧烈运动后，人会汗流浃背，此时大量流汗主要为了维持人体的 （选填“体温”或“水分”）平衡。
9．（2022·浙江杭州·九年级期末）2021年12月9日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富展示了中国空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。
（1）根据航天员讲解得知：空间站是利用电解水来产生人体呼吸所需要的氧气，在电解水过程中的能量转化是将电能转化为___________。后续还会配备二氧化碳还原系统，在催化剂作用下，将电解水产生的氢气和人体产生的二氧化碳进行反应，产生水和甲烷（化学式为CH4），请写出上述二氧化碳还原系统中反应的主要化学方程式：___________。
（2）以下科学实验能在太空站完成的是：___________（填序号）
①测定小灯泡额定功率； ②验证植物的根具有向地性；
③测定溶液的酸碱性； ④探究杠杆平衡的条件；
（3）三位航天员为了对抗失重对身体造成的影响，需要加强体育锻炼，常见的器械有弹力带和太空自行车，他们运动过后也会感觉到肌肉酸胀，是因为肌肉细胞内发生了___________（选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”），该过程属于___________（选填“同化作用”或 “异化作用”）。
10．（2021·浙江·九年级专题练习）甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。实验开始时形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化。
（1）此实验的实验目的是测定种子萌发时吸收___________的速率（选填“氧气”或“二氧化碳”）
（2）分析3.5小时~4小时内标尺读数没增加最可能的原因___________。
（3）本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。请设置此实验的对照实验___________。
（4）由于外界温度、压强的改变会导致气体体积改变，在对照实验中气体体积会增大，在2小时中刻度变化了0.2个单位。那么同等条件下，萌发的种子此时实际呼吸速率是___________单位/小时。
11．（2021·浙江·九年级专题练习）如图是研究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物差异的实验：
步骤一：取2克高活性干酵母放于烧杯中，加入200毫升的32℃的质量分数为5%的葡萄糖溶液，搅拌使其均匀混合。
步骤二：
取两支相同的注射器，编号为A和B，在注射器内分别抽取30毫升酵母菌培养液，B号注射器再抽取30毫升空气，振荡几次；
步骤三：用橡胶管分别连接注射器和装有BTB试剂的试管，5分钟后观察实验现象。
步骤四：将注射器内的酵母菌培养液分别倒入烧杯中，加入酸性重铬酸钾溶液，观察实验现象。
查阅资料：
①BTB试剂在中性环境中呈淡蓝色，在酸性环境中呈黄色；酸性重铬酸钾溶液呈橙色，遇酒精变成灰绿色。
②无氧呼吸：葡萄糖→二氧化碳+酒精+少量能量
（1）实验用32℃的质量分数为5%的葡萄糖溶液的目的是________。
（2）写出酵母菌有氧呼吸的文字表达式________。
（3）若A、B两组试管中出现________现象，说明相同条件下，无氧呼吸产生二氧化碳比有氧呼吸少。
（4）实验结束后，发现两个烧杯中的酸性重铬酸钾溶液均变为灰绿色，试分析其原因________。
12．（2022·浙江嘉兴·九年级期末）酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。将含酵母菌的葡萄糖液分为两等份，如图所示分别装入甲、乙两个相同的烧瓶中，用带有导管的瓶塞塞紧，导管分别通入澄清石灰水中，并定时向甲烧瓶内通入氧气。根据酵母菌代谢方式的多样性推断。
（1）乙烧瓶内最后的产物是_________。
（2）从理论上推测，哪个烧瓶对应的澄清石灰水先变浑浊？请说明理由________。
思维导图
典例分析
举一反三
课后巩固
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