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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·义乌月考）某研究小组准备探究微生物的呼吸作用，设计实验方案如下：关闭活栓后根据U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化。（忽略其他原因引起的容积变化，碳酸氢钠饱和溶液不吸收二氧化碳气体）
（1）若观察到甲组右管液面上升，可判断微生物有氧呼吸时 （填“氧气的消耗量”或“二氧化碳的产生量”）。
（2）若观察到甲、乙两组实验中右管液面都不变，该微生物可能是 （填“酵母菌”或“乳酸菌”）进行无氧呼吸。
【答案】（1）氧气的消耗量（2）乳酸菌
【解析】酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，不消耗氧气，甲组实验右管液面不变， 乙组实验右管液面下降。
【解答】（1）有氧呼吸消耗装置中的氧气，氧气的减少使左右液面产生高度差，所以若观察到甲组右管液面上升，可判断微生物有氧呼吸时氧气的消耗量；
（2）乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生，也没有消耗氧气，所以甲、乙两组实验中右管液面都不变。
变式1：如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列说法正确的是（ ）
A．利用酵母菌在条件Y下进行的呼吸可进行酿酒
B．酵母菌在条件X下进行的呼吸被称为发酵
C．物质a是水，物质b是二氧化碳
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】本题主要考查酵母菌在有氧和无氧条件下产生的物质相关知识。
【解答】A、利用酵母菌在条件X（无氧）下进行的呼吸可进行酿酒，A不符合题意；
B、酿酒要用到酵母菌，在无氧的条件下，酵母菌能分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳，因此酵母菌发酵时产生的气体是二氧化碳，即酵母菌在条件X（无氧）下进行的呼吸被称为发酵，B符合题意；
C、在有氧存在时，葡萄糖被彻底分解成二氧化碳和水，释放出大量能量，因此物质a是二氧化碳，物质b是水，C不符合题意；
D、与有氧呼吸相比较，酵母菌在无氧条件下呼吸时，其产物所不同的是有酒精的产生，其释放的能量也较少，因此等量葡萄糖在条件X（无氧）下比在条件Y（有氧）下产生的能量少，D不符合题意。
故答案为：B
变式2：葡萄酒的酿制过程如下：
（1）酵母菌的营养方式为 (选填“自养”或“异养”)。
（2）在中间产物密封发酵生成葡萄酒的阶段中，酵母菌呼吸作用的方式为 。
【答案】（1）异养（2）无氧呼吸
【解析】在无氧呼吸的作用下，葡萄糖被分解成二氧化碳和酒精，并释放少量的能量；
【解答】（1）酵母菌中没有叶绿体，不能自己制造有机物，所以其依靠外界获取营养物质，属于异养；
（2）在中间产物密封发酵生成葡萄酒的阶段中，酵母菌呼吸作用的方式为无氧呼吸；
故答案为：（1）异养 （2）无氧呼吸
变式3：近年来骑行成为越来越多人锻炼身体的一种时尚，这种积极的户外健身方式，体现了一种乐观向上的人生态度。请根据所学回答问题：
（1）骑行运动需要氧气。空气中的氧气进入血液后，与血液中的红细胞内的 相结合，被运输到各组织细胞。
（2）骑行运动需要能量。小肠是人体吸收营养物质的主要场所，其内表面有皱襞和小 肠绒毛，大大增加了与食物的接触面积，利于营养物质的吸收，这体现了 的生物学观点。（3）如果骑自行车运动过量，大部分人有肌肉酸痛的现象，请解释原因： 。
【答案】（1）血红蛋白
（2）结构与功能相适应
（3）运动过量，肌肉细胞耗氧量增加，导致人体供氧不足，肌肉细胞被迫进行无氧呼吸，产生较多的乳酸积累在肌肉，造成肌肉酸痛的现象
【解析】血液中的红细胞具有运输氧气和营养物质的功能，氧气与红细胞中的血红蛋白相结合；从生物学的观点上有结构与功能相适的说法；人体细胞供氧不足的情况下，会进行无氧呼吸，产生乳酸并释放出能量。
【解答】(1) 骑行运动需要氧气。空气中的氧气进入血液后，与血液中的红细胞内的血红蛋白相结合，被运输到各组织细胞。
（2）骑行运动需要能量。小肠是人体吸收营养物质的主要场所，其内表面有皱襞和小 肠绒毛，大大增加了与食物的接触面积，利于营养物质的吸收，这体现了结构与功能相适应的生物学观点。
（3）如果骑自行车运动过量，大部分人有肌肉酸痛的现象，请解释原因：运动过量，肌肉细胞耗氧量增加，导致人体供氧不足，肌肉细胞被迫进行无氧呼吸，产生较多的乳酸积累在肌肉，造成肌肉酸痛的现象。
故答案为：（1）血红蛋白 （2）结构与功能相适应 （3）运动过量，肌肉细胞耗氧量增加，导致人体供氧不足，肌肉细胞被迫进行无氧呼吸，产生较多的乳酸积累在肌肉，造成肌肉酸痛的现象；
1．制作泡菜时，必须把泡菜坛子口密封，其主要作用是（ ）。
A．防止水分蒸发 B．防止细菌进入
C．防止氧气进入 D．防止乳酸挥发
【答案】C
【解析】C6H12O （酶）→2C H OH（酒精）+2CO +少量能量，大多数植物呼吸。C H O （酶）→2C H O （乳酸）+少量能量（酶在箭头上），动物呼吸。
【解答】 制作泡菜时，必须把泡菜坛子口密封，其主要作用是防止氧气进入，让其进行无氧呼吸，进行发酵；
故答案为：C.
2．制作面包和酿酒时，分别利用了酵母菌发酵产生的（ ）。
A．二氧化碳和水 B．二氧化碳和葡萄糖
C．氧和酒精 D．二氧化碳和酒精
【答案】D
【解析】酵母菌在有氧的环境中可产生二氧化碳，在无氧的环境中可产生酒精。
【解答】制面包和馒头时要用到酵母菌，酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得馒头或面包暄软多孔。酵母菌则需要在无氧环境下才能发酵产生酒精，在有氧的环境下则只能产生大量的二氧化碳。ABC不符合题意，D选项正确。
故答案为：D
3．人在进行剧烈运动时，处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌，可以通过无氧呼吸获得少量能量。此时，葡萄糖分解为（ ）。
A．酒精 B．酒精和二氧化碳
C．乳酸 D．乳酸和二氧化碳
【答案】C
【解析】有氧呼吸：需要氧气；有机物彻底分解；产生大量能量；能量彻底释放．无氧呼吸：没有氧气参与反应，有机物不能彻底分解，一般不生成二氧化碳，而是生成酒精和水或者乳酸。
【解答】 人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，人在进行剧烈运动时，处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌，可以通过无氧呼吸获得少量能量，此时，葡萄糖分解为乳酸。ABD不符合题意，C选项正确。
故答案为：C
4．与有氧呼吸相比，无氧呼吸的特点之一是（ ）。
A．需要酶的参与 B．生成乳酸
C．释放能量 D．有机物分解不彻底
【答案】D
【解析】 有氧呼吸：需要氧气；有机物彻底分解；产生大量能量；能量彻底释放．无氧呼吸：没有氧气参与反应，有机物不能彻底分解，一般不生成二氧化碳，而是生成酒精和水或者乳酸。
【解答】A、有氧呼吸与无氧呼吸都需要酶的参与 ，A不符合题意；
B、无氧呼吸生成乳酸，有氧呼吸生成二氧化碳和水，B不符合题意；
C、无氧呼吸不能彻底分解有机物，释放能量较少，有氧呼吸因能彻底分解有机物为水和二氧化碳，故释放能量较多；C不符合题意；
D、无氧呼吸相对于有氧呼吸对有机物的分解不够彻底，能生成乳酸等；D符合题意。
故答案为：D
5．（2022九下·萧山开学考）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丙所示。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表示图乙装置中的酒精含量变化趋势
【答案】D
【解析】本题采用对照实验对比酵母菌发酵葡萄汁在有氧条件和无氧条件下不同情况，解答时从酵母菌的营养方式和氧气供应状况对酒精发酵结果影响切入。
【解答】A、酵母菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，大液泡，没有叶绿体．因此不能进行光合作用，必须依靠现成的有机物维持生活，因此营养方式是异养腐生，A不符合题意；
B、酵母菌是兼性厌氧真菌，有氧呼吸时繁殖，因此甲装置中的氧气含量减少，B不符合题意；
C、酵母菌无氧呼吸时发酵产生酒精和二氧化碳，因此图乙装置中的二氧化碳含量增加，C不符合题意；
D、酵母菌有氧呼吸不能产生酒精，因此甲装置保留一定量的氧气会被有氧呼吸消耗，所以氧气含量是逐渐减少至没有，氧气消耗完后，进行无氧呼吸的酒精的积累，酒精含量开始增加，乙装置中没有氧气，所以酒精增加先于甲装置，图丙中的曲线①表示图乙装置中的酒精含量变化趋势，D符合题意。
故答案为：D
6．（2021九上·嘉兴期末）2020年10月25日，2020嘉兴马拉松线上赛启动仪式在嘉兴市中央公园举行。许多运动爱好者都参与到马拉松比赛中，每隔一段距离就会设立补水点，下列有关分析不合理的是（ ）
A．运动员主要从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量
B．运动员体温升高的原因是呼吸频率加快，导致能量释放增加
C．补水是为了维持水盐平衡，肾脏是调节水盐平衡的重要器官
D．比赛中，人体血液中乳酸大量积累，pH 迅速下降而使血液呈酸性
【答案】D
【解析】运动员主要记性有氧呼吸，消耗有机物产生二氧化碳和水；腿部肌肉进行无氧呼吸，释放出乳酸，但是由于血液有缓冲物质，所以血浆的pH值会维持相对的稳定。生物的呼吸作用会分解有机物，释放出大量的能量。补水是为了维持水盐平衡，它是由肾脏，皮肤和肺的呼吸等多个器官的共同作用的结果；
【解答】A.运动员主要从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量 ，正确，生物的呼吸主要是有氧呼吸；
B.运动员体温升高的原因是呼吸频率加快，导致能量释放增加 ，正确，呼吸作用会消耗有机物释放出能量；
C.补水是为了维持水盐平衡，肾脏是调节水盐平衡的重要器官 ，正确；
D.比赛中，人体血液中乳酸大量积累，但是由于血液有缓冲物质，所以血浆的pH值会维持相对的稳定，D错误；
故答案为：D.
7．（2021九下·西湖开学考）某同学利用图中的装置进行酵母菌无氧呼吸实验，步骤为：
①取10%葡萄糖溶液30mL注入锥形瓿中，置于35℃水浴中预热；
②取干酵母3g，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇匀；
③迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡，用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃导管伸入右面试管的溶液底部；
④几分种后，观察实验结果。请回答下列问题：
（1）用液体石蜡密封液面的目的是 ；锥形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是 ；
（2）试管中有气泡出现，石灰水 ；打开瓶塞，可以闻到 （填某种物质）的气味。
【答案】（1）为酵母菌提供无氧环境；为酵母菌提供呼吸作用的原料（其他合理答案也可）
（2）变浑浊；酒精
【解析】装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，其中酵母菌培养液中液体后蜡的作用为酵母菌提供无氧环境；澄清石灰水，目的是检测呼吸产生的二氧化碳。酵母菌呼吸产生的CO2可用澄清石灰水鉴定，使澄清石灰水变浑浊。
【解答】（1）用液体石蜡密封液面的目的是为酵母菌提供无氧环境，让酵母菌进行无氧呼吸；三角瓶中加入葡萄糖溶液的目的是为酵母菌提供呼吸作用的原料。
（2）试管中有气泡出现，石灰水变浑浊，说明酵母菌无氧呼吸能产生二氧化碳；打开瓶塞，可以闻到酒精的气味，说明酵母菌无氧呼吸能产生酒精；
故答案为：（1）为酵母菌提供无氧环境；为酵母菌提供呼吸作用的原料（其他合理答案也可（2）变浑浊；酒精
8．（2024九上·余杭期末）酵母菌的无氧呼吸可将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。小科利用如图所示装置(气密性良好)和试剂验证酵母菌无氧呼吸的产物，操作如下：
①将装置A置于35℃恒温水浴锅中。
②打开止水夹K均匀地通入氮气，待装置中的空气排净后，关闭止水夹K，再将带有1g酵母菌颗粒的铂丝伸入装置A的10%葡萄糖溶液中，观察实验现象。
（1）将装置A置于35℃恒温水浴锅中目的是 。
（2）实验前为什么要先通入氮气 答： 。
（3）酵母菌的无氧呼吸的文字表达式： 。
【答案】（1）使酵母菌的活性强
（2）赶走氧气，防止酵母菌进行有氧呼吸
（3）葡萄糖酒精＋二氧化碳＋能量（少量）
【解析】生物体内各种化学反应需要酶，酶具有高效性，但发挥高效性需要适当的温度或者PH等条件。
【解答】（1）将装置A置于35℃恒温水浴锅，这样酵母菌的活性强，酵母菌体内各种酶活性高，酵母菌更容易将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。
（2）氮气 可以排出转置中的空气，空气中含有氧气，防止酵母菌进行有氧呼吸。
（3）酵母菌的无氧呼吸可将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。 文字表达式为葡萄糖酒精＋二氧化碳＋能量（少量）。
9．家庭制作甜酒的工序如下：①将糯米用水淘洗干净后浸泡一昼夜；②将糯米倒入蒸锅蒸熟；③用凉开水将糯米饭冲淋一次，冷却到30℃；④将酒曲粉末与糯米饭拌匀；⑤将糯米饭放人容器中盖好，用毛巾包裹起来置入温暖的地方(以上容器、毛巾等均要求消毒)。请对照制作工序，回答下列问题。
（1）酒曲粉末里含有的主要菌种是 。
（2）用凉开水冲淋糯米饭使米饭冷却到30℃，目的是 。
（3）酿好的甜酒表面有气泡出现，这是发酵过程中产生的 气体造成的。发酵过程中除了产生气体，还产生了 。
（4）有一位同学按工序制作甜酒，但几天后发现糯米饭发霉了，甜酒没制出来。该同学没有成功的原因可能是 (答出一条即可)。
【答案】（1）酵母菌
（2）防止高温杀死酒曲粉末中的酵母菌
（3）二氧化碳；酒精
（4）经常打开容器，杂菌感染
【解析】酵母菌是单细胞真菌，有成形的细胞核，可以用于食物的发酵， 发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。
【解答】（1）酒曲粉末里含有的主要菌种是酵母菌；
（2）用凉开水冲淋糯米饭使米饭冷却到30℃，目的是防止高温杀死酒曲粉末中的酵母菌；
（3）酿好的甜酒表面有气泡出现，这是发酵过程中产生的二氧化碳气体造成的。发酵过程中除了产生气体，还产生了酒精；
（4）有一位同学按工序制作甜酒，但几天后发现糯米饭发霉了，甜酒没制出来。该同学没有成功的原因可能是经常打开容器，杂菌感染 ；
故答案为：（1）酵母菌（2）防止高温杀死酒曲粉末中的酵母菌（3）二氧化碳、酒精（4）经常打开容器，杂菌感染
10．（2020九上·浙江期末） 2019太湖图影国际马拉松将升级为全马，11月24日，来自全世界国家和地区的万名选手汇聚在山图水影的太湖边，奔跑在太湖图影国际马拉松的赛道上。回答相关问题。
（1）若选手赛后感到肌肉酸痛，这是因为肌肉细胞 (选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)产生了乳酸。
（2）某选手跑完全程马拉松，体重减轻。从新陈代谢角度分析，这是人体同化作用 异化作用的结果。
（3）比赛当天气温较低，选手在比赛中机体的耗氧量与夏季参赛时会有什么变化，并说明原因。 。
【答案】（1）无氧呼吸
（2）小于
（3）耗氧量会增加，因为外界温度过低，可使人体向外界散热量增加，人体需要加速新陈代谢产生更多的热量来维持正常体温，因此冬季参赛选手的耗氧量会增加。
【解析】（1）当体温过高时，新陈代谢加快，耗氧量增加，此时病人仍会感到肌肉酸痛，原因可能是供氧不足，肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸。
（2）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。
（3）人在寒冷环境中会通过增加产热、减少散热来维持体温的恒定．增加产热的途径有：骨骼肌战栗、立毛肌收缩、肾上腺素和甲状腺激素分泌增加，从而提高代谢；减少散热的途径有：皮肤血管舒张，增加皮肤的血流量，汗液分泌增多。
【解答】（1）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。
（2）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，
因此某选手跑完全程马拉松，体重减轻。从新陈代谢角度分析，这是人体同化作用小于异化作用的结果。
（3）由于冬季气温低，人体需要产生更多的热量来维持体温，因此冬季参赛选手的耗氧量会增加。
故答案为：（1）无氧呼吸（2）小于（3）耗氧量会增加，因为外界温度过低，可使人体向外界散热量增加，人体需要加速新陈代谢产生更多的热量来维持正常体温，因此冬季参赛选手的耗氧量会增加。
11.（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；
12．（2024九上·余杭期末）某物流公司为帮助边远地区的农民将养殖的鸡蛋运输出去，需要对鸡蛋进行保鲜和防破损处理。采用的方法是：第一步将新鲜鸡蛋放入澄清石灰水中浸泡几分钟，取出晾干。第二步晾干后的鸡蛋放置在凹形的海绵垫的鸡蛋托上各鸡蛋间彼此不接触。第三步在泡沫箱底部放入几块冰袋，再将装有鸡蛋的鸡蛋托放在冰袋上方，并密封保存。小金同学查阅资料发现鸡蛋壳上约有7000多个肉眼看不见的小孔，它是气体进出鸡蛋的通道，也是细菌等微生物进人鸡蛋的通道，请你运用科学知识回答下列问题：
①采取第一步方法的原理是 。
②采取第二步方法的作用是 。
③采取第三步方法的目的是 。
【答案】鸡蛋呼吸作用产生的二氧化碳与鸡蛋表面附着的氢氧化钙反应，生成了碳酸钙，从而堵塞了蛋壳的空隙，阻止了空气中氧气进入，减弱了鸡蛋的呼吸作用；海绵垫的鸡蛋托，增大了接触面积，减小了压强，减少了鸡蛋的破损；冰会熔化吸热，具有降温的作用，温度越低，鸡蛋的呼吸作用越弱，减小了有机物的分解
【解析】第一步：二氧化碳和氢氧化钙反应，生成碳酸钙，堵住蛋壳的小孔。第二步：物质从固态变成液态发生熔化，需要吸热，从而制造低温环境。第三步：当压力相等时，受力面积越大，压强越小。据此分析鸡蛋保鲜和防止破损的原理。
【解答】第一步：鸡蛋呼吸作用产生的二氧化碳与鸡蛋表面附着的氢氧化钙反应，生成了碳酸钙，从而堵塞了蛋壳的空隙，阻止了空气中氧气进入，减弱了鸡蛋的呼吸作用；
第二步：海绵垫的鸡蛋托，增大了接触面积，减小了压强，减少了鸡蛋的破损；
第三步：泡沫箱内的冰会融化，融化吸热，具有降温的作用，温度越低，鸡蛋的呼吸作用越弱，进一步减小了有机物的分解。
13．生活中我们会有这样的经验，用酵母发过的面粉制作的食品特别松软香甜。学习了发酵技术以后，不妨尝试自己动手做一下发糕。发糕松软多孔，美味可口，人人都爱吃，做起来其实并不难。
Ⅰ材料用具：面粉、市售鲜酵母、糖少许、温开水、面盆、大碗、蒸锅。
Ⅱ制作方法：①洗净双手和所需要的器具；②在碗内用少量温水将酵母化开；③在面盆内将面粉和适量糖拌匀，加入酵母液，并用手揉。边揉边加水，直至揉成干湿适当的面团；④将面团放在温暖的地方发酵4~5小时；⑤将发好的面团放在蒸锅内隔水蒸30分钟；⑥将蒸熟的发糕取出，待冷却后切成小块即可食用。
请分析回答下列问题。
（1）将酵母化开时用温开水而不用热开水的原因是 。
（2）将面团放在温暖的地方发酵是因为 。
（3）蒸熟的发糕松软多孔，是因为发酵过程中产生的 气体遇热膨胀造成的。
（4）某同学将和好的面团放到一个密闭的保温装置中进行发酵，结果蒸出的发糕有些酒味，你认为可能的原因是 。
【答案】（1）保持酵母菌的活性，如果水温过高会使其活性降低或失活
（2）温暖的环境有利于酵母菌的大量繁殖
（3）二氧化碳
（4）酵母菌进行无氧呼吸产生了酒精
【解析】 酵母是一种单细胞真菌，并非系统演化分类的单元。一种肉眼看不见的微小单细胞微生物，能将糖发酵成酒精和二氧化碳，分布于整个自然界，是一种典型的异养兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，是一种天然发酵剂。
【解答】（1）将酵母化开时用温开水而不用热开水的原因是保持酵母菌的活性，如果水温过高会使其活性降低或失活；
（2）将面团放在温暖的地方发酵是因为温暖的环境有利于酵母菌的大量繁殖；
（3）蒸熟的发糕松软多孔，是因为发酵过程中产生的二氧化碳气体遇热膨胀造成的。
（4）某同学将和好的面团放到一个密闭的保温装置中进行发酵，结果蒸出的发糕有些酒味，你认为可能的原因是酵母菌进行无氧呼吸产生了酒精；
故答案为：（1）保持酵母菌的活性，如果水温过高会使其活性降低或失活 （2）温暖的环境有利于酵母菌的大量繁殖 （3）二氧化碳 （4）酵母菌进行无氧呼吸产生了酒精
14．（2024九上·上城期末）中国酿酒历史悠久，起始于商、周时期，距今已有三千余年。酿酒所用原料主要是大米等，利用酵母菌酿酒时，需要先通入一段时间的空气，然后隔绝空气。请你结合图文材料及所学知识分析不同阶段酵母菌及酒精变化原因。
【答案】因此0-t1，通入空气，酵母菌进行有氧呼吸，先大量的生长和繁殖。t1-t2隔绝空气，酵母菌进行无氧呼吸，发酵把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，酒精上升。t2-t3，葡萄糖消耗，酵母菌数量减少，酒精产生少。
【解析】制馒头、面包和酿酒都要用到酵母菌，在此过程中要保证酵母菌生活的适宜条件，使酵母菌能在适宜的条件下大量的生长和繁殖，才能进行充分的发酵，其发酵原理是微生物的呼吸作用，即微生物分解有机物产生二氧化碳、酒精等。
【解答】酿酒要用到酵母菌，在无氧的条件下，酵母菌发酵能把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。在制作甜酒时，先加入的酵母菌数量太少，因此需要酵母菌先大量的生长和繁殖，所以开始先通入一段时间的空气，然后隔绝空气，目的是让酵母菌先进行有氧呼吸，快速增加酵母菌的数量，氧气耗完后，进行无氧呼吸，产生酒精。
因此0-t1，通入空气，酵母菌进行有氧呼吸，先大量的生长和繁殖。t1-t2隔绝空气，酵母菌进行无氧呼吸，发酵把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，酒精上升。t2-t3，葡萄糖消耗，酵母菌数量减少，酒精产生少。
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·义乌月考）某研究小组准备探究微生物的呼吸作用，设计实验方案如下：关闭活栓后根据U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化。（忽略其他原因引起的容积变化，碳酸氢钠饱和溶液不吸收二氧化碳气体）
（1）若观察到甲组右管液面上升，可判断微生物有氧呼吸时 （填“氧气的消耗量”或“二氧化碳的产生量”）。
（2）若观察到甲、乙两组实验中右管液面都不变，该微生物可能是 （填“酵母菌”或“乳酸菌”）进行无氧呼吸。
变式1：如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列说法正确的是（ ）
A．利用酵母菌在条件Y下进行的呼吸可进行酿酒
B．酵母菌在条件X下进行的呼吸被称为发酵
C．物质a是水，物质b是二氧化碳
D．等量葡萄糖在条件X下比在条件Y下产生的能量多
变式2：葡萄酒的酿制过程如下：
（1）酵母菌的营养方式为 (选填“自养”或“异养”)。
（2）在中间产物密封发酵生成葡萄酒的阶段中，酵母菌呼吸作用的方式为 。
变式3：近年来骑行成为越来越多人锻炼身体的一种时尚，这种积极的户外健身方式，体现了一种乐观向上的人生态度。请根据所学回答问题：
（1）骑行运动需要氧气。空气中的氧气进入血液后，与血液中的红细胞内的 相结合，被运输到各组织细胞。
（2）骑行运动需要能量。小肠是人体吸收营养物质的主要场所，其内表面有皱襞和小 肠绒毛，大大增加了与食物的接触面积，利于营养物质的吸收，这体现了 的生物学观点。（3）如果骑自行车运动过量，大部分人有肌肉酸痛的现象，请解释原因： 。
1．制作泡菜时，必须把泡菜坛子口密封，其主要作用是（ ）。
A．防止水分蒸发 B．防止细菌进入
C．防止氧气进入 D．防止乳酸挥发
2．制作面包和酿酒时，分别利用了酵母菌发酵产生的（ ）。
A．二氧化碳和水 B．二氧化碳和葡萄糖
C．氧和酒精 D．二氧化碳和酒精
3．人在进行剧烈运动时，处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌，可以通过无氧呼吸获得少量能量。此时，葡萄糖分解为（ ）。
A．酒精 B．酒精和二氧化碳
C．乳酸 D．乳酸和二氧化碳
4．与有氧呼吸相比，无氧呼吸的特点之一是（ ）。
A．需要酶的参与 B．生成乳酸
C．释放能量 D．有机物分解不彻底
5．（2022九下·萧山开学考）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丙所示。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表示图乙装置中的酒精含量变化趋势
6．（2021九上·嘉兴期末）2020年10月25日，2020嘉兴马拉松线上赛启动仪式在嘉兴市中央公园举行。许多运动爱好者都参与到马拉松比赛中，每隔一段距离就会设立补水点，下列有关分析不合理的是（ ）
A．运动员主要从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量
B．运动员体温升高的原因是呼吸频率加快，导致能量释放增加
C．补水是为了维持水盐平衡，肾脏是调节水盐平衡的重要器官
D．比赛中，人体血液中乳酸大量积累，pH 迅速下降而使血液呈酸性
7．（2021九下·西湖开学考）某同学利用图中的装置进行酵母菌无氧呼吸实验，步骤为：
①取10%葡萄糖溶液30mL注入锥形瓿中，置于35℃水浴中预热；
②取干酵母3g，放入温水中化开后，倒入锥形瓶中，充分振荡摇匀；
③迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡，用带玻璃导管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃导管伸入右面试管的溶液底部；
④几分种后，观察实验结果。请回答下列问题：
（1）用液体石蜡密封液面的目的是 ；锥形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是 ；
（2）试管中有气泡出现，石灰水 ；打开瓶塞，可以闻到 （填某种物质）的气味。
8．（2024九上·余杭期末）酵母菌的无氧呼吸可将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。小科利用如图所示装置(气密性良好)和试剂验证酵母菌无氧呼吸的产物，操作如下：
①将装置A置于35℃恒温水浴锅中。
②打开止水夹K均匀地通入氮气，待装置中的空气排净后，关闭止水夹K，再将带有1g酵母菌颗粒的铂丝伸入装置A的10%葡萄糖溶液中，观察实验现象。
（1）将装置A置于35℃恒温水浴锅中目的是 。
（2）实验前为什么要先通入氮气 答： 。
（3）酵母菌的无氧呼吸的文字表达式： 。
9．家庭制作甜酒的工序如下：①将糯米用水淘洗干净后浸泡一昼夜；②将糯米倒入蒸锅蒸熟；③用凉开水将糯米饭冲淋一次，冷却到30℃；④将酒曲粉末与糯米饭拌匀；⑤将糯米饭放人容器中盖好，用毛巾包裹起来置入温暖的地方(以上容器、毛巾等均要求消毒)。请对照制作工序，回答下列问题。
（1）酒曲粉末里含有的主要菌种是 。
（2）用凉开水冲淋糯米饭使米饭冷却到30℃，目的是 。
（3）酿好的甜酒表面有气泡出现，这是发酵过程中产生的 气体造成的。发酵过程中除了产生气体，还产生了 。
（4）有一位同学按工序制作甜酒，但几天后发现糯米饭发霉了，甜酒没制出来。该同学没有成功的原因可能是 (答出一条即可)。
10．（2020九上·浙江期末） 2019太湖图影国际马拉松将升级为全马，11月24日，来自全世界国家和地区的万名选手汇聚在山图水影的太湖边，奔跑在太湖图影国际马拉松的赛道上。回答相关问题。
（1）若选手赛后感到肌肉酸痛，这是因为肌肉细胞 (选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”)产生了乳酸。
（2）某选手跑完全程马拉松，体重减轻。从新陈代谢角度分析，这是人体同化作用 异化作用的结果。
（3）比赛当天气温较低，选手在比赛中机体的耗氧量与夏季参赛时会有什么变化，并说明原因。 。
11.（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。
12．（2024九上·余杭期末）某物流公司为帮助边远地区的农民将养殖的鸡蛋运输出去，需要对鸡蛋进行保鲜和防破损处理。采用的方法是：第一步将新鲜鸡蛋放入澄清石灰水中浸泡几分钟，取出晾干。第二步晾干后的鸡蛋放置在凹形的海绵垫的鸡蛋托上各鸡蛋间彼此不接触。第三步在泡沫箱底部放入几块冰袋，再将装有鸡蛋的鸡蛋托放在冰袋上方，并密封保存。小金同学查阅资料发现鸡蛋壳上约有7000多个肉眼看不见的小孔，它是气体进出鸡蛋的通道，也是细菌等微生物进人鸡蛋的通道，请你运用科学知识回答下列问题：
①采取第一步方法的原理是 。
②采取第二步方法的作用是 。
③采取第三步方法的目的是 。
13．生活中我们会有这样的经验，用酵母发过的面粉制作的食品特别松软香甜。学习了发酵技术以后，不妨尝试自己动手做一下发糕。发糕松软多孔，美味可口，人人都爱吃，做起来其实并不难。
Ⅰ材料用具：面粉、市售鲜酵母、糖少许、温开水、面盆、大碗、蒸锅。
Ⅱ制作方法：①洗净双手和所需要的器具；②在碗内用少量温水将酵母化开；③在面盆内将面粉和适量糖拌匀，加入酵母液，并用手揉。边揉边加水，直至揉成干湿适当的面团；④将面团放在温暖的地方发酵4~5小时；⑤将发好的面团放在蒸锅内隔水蒸30分钟；⑥将蒸熟的发糕取出，待冷却后切成小块即可食用。
请分析回答下列问题。
（1）将酵母化开时用温开水而不用热开水的原因是 。
（2）将面团放在温暖的地方发酵是因为 。
（3）蒸熟的发糕松软多孔，是因为发酵过程中产生的 气体遇热膨胀造成的。
（4）某同学将和好的面团放到一个密闭的保温装置中进行发酵，结果蒸出的发糕有些酒味，你认为可能的原因是 。
14．（2024九上·上城期末）中国酿酒历史悠久，起始于商、周时期，距今已有三千余年。酿酒所用原料主要是大米等，利用酵母菌酿酒时，需要先通入一段时间的空气，然后隔绝空气。请你结合图文材料及所学知识分析不同阶段酵母菌及酒精变化原因。
思维导图
典例分析
举一反三
课后巩固
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