课时分层训练(十八) 细胞呼吸的原理和应用
知识点1 细胞呼吸的原理
1．某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是( )
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
B [酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合题意；酵母菌在无氧条件下进行发酵，产生CO2和乙醇，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和乙醇，两个过程都有CO2产生，D不符合题意。]
2．有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示。下列叙述错误的是( )
O2浓度/% a b c d
产生CO2的量/mol 9 12.5 15 30
产生酒精的量/mol 9 6.5 6 0
A．O2浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6 mol
B．O2浓度为d时，只进行有氧呼吸
C．O2浓度为c时，消耗的葡萄糖有50%用于酒精发酵
D．a值约为0
C [据有氧呼吸和无氧呼吸反应式可知，有氧呼吸不产生酒精，所以O2浓度为d时只进行有氧呼吸；酵母菌进行酒精发酵产生等物质的量的酒精和CO2，所以a 浓度时只进行无氧呼吸，a值约为0；b浓度时，无氧呼吸产生CO2的量为6.5 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为12.5－6.5＝6 mol；c浓度时，无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，消耗葡萄糖的量为6÷2＝3 mol，有氧呼吸产生CO2的量为15－6＝9 mol，消耗葡萄糖的量为9÷6＝1.5 mol，故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵，C错误。]
知识点2 影响细胞呼吸的因素
3．甲、乙两幅图是某同学绘制的不同环境因素与呼吸作用间关系的坐标曲线，该同学依据曲线作出的下列叙述错误的是( )
A．图甲中的变量①可表示含水量，蔬菜保鲜时应降低含水量
B．图甲中的变量①可表示O2浓度，无氧条件下呼吸速率最低，适合储藏
C．图乙中的变量②可表示温度，大棚种植时夜间适当降温，有利于增产
D．图乙中的变量②不可表示O2浓度
B [图甲呼吸速率随着变量①含水量的升高而升高，蔬菜保鲜时应降低含水量，A正确；图甲中的变量①表示O2浓度时，无氧条件下只进行无氧呼吸，呼吸速率不是最低，不适合储藏，B错误；图乙中的变量②表示温度时，大棚种植时夜间适当降温，以降低细胞呼吸速率，有利于增产，C正确；图乙中的变量②不能表示O2浓度，O2促进细胞呼吸，O2浓度高，呼吸速率不会下降，D正确。]
知识点3 细胞呼吸原理的应用
4．根据细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是( )
A．包扎伤口选用透气的创可贴
B．花盆中的土壤需要经常松土
C．真空包装食品以延长保质期
D．采用快速短跑进行有氧运动
D [处理伤口选用透气的创可贴，防止破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的繁殖，A正确；定期给花盆中的土壤松土可促进根部细胞的有氧呼吸，释放大量的能量，从而促进根部对无机盐的吸收，B正确；真空包装食品可抑制微生物的繁殖，延长保质期，C正确；快速短跑属于剧烈运动，肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，不完全是有氧运动，D错误。]
5．买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样。引起盖子鼓起最可能的原因是( )
A．好氧型细菌呼吸，产生CO2和H2O
B．微生物呼吸，产生CO2和C2H5OH
C．乳酸菌呼吸，产生CO2和C3H6O3
D．酵母菌呼吸，产生CO2和H2O
B [“罐头食品”意味着密闭的无氧环境，残留的微生物进行无氧呼吸，盖子鼓起即是某种微生物进行无氧呼吸产生CO2所致。好氧型细菌进行有氧呼吸；乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，不生成CO2；酵母菌进行无氧呼吸产生CO2和C2H5OH。]
6．下列水果和蔬菜的保鲜措施中，与抑制有氧呼吸无关的是( )
A．鸭梨套袋摆放
B．对苹果进行打蜡
C．定期往蔬菜上洒水
D．将蔬菜存放在加冰的泡沫箱中
C [鸭梨套袋摆放可以减少与空气的接触，抑制其进行有氧呼吸，减少有机物的消耗，A不符合题意；对苹果进行打蜡可以隔绝空气，抑制其进行有氧呼吸，减少有机物的消耗，B不符合题意；定期往蔬菜上洒水是为了让蔬菜细胞吸收水分保持坚挺，不是为了抑制其进行有氧呼吸，C符合题意；将蔬菜存放在加冰的泡沫箱中，由于温度较低，酶的活性降低，因此可以抑制其进行有氧呼吸，D不符合题意。]
7．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境
B．荔枝在无氧、保持干燥、零下低温的环境中，可延长保鲜时间
C．快速登山时，人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
D．玉米秸秆经酵母菌发酵可产生酒精，是通过酵母菌的无氧呼吸实现的
D [水稻根部若长期在缺氧环境中进行无氧呼吸，会导致酒精大量积累，从而造成烂根；荔枝在零下低温时，果肉结冰，不易保存；人在进行登山运动时仍然是以有氧呼吸为主，A、B、C错误。玉米秸秆经酵母菌发酵产生酒精，是通过酵母菌的无氧呼吸实现的，D正确。]
8．采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的储藏期。下列叙述错误的是( )
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐储藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
C [常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐储藏，A正确；密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，使有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的储藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。]
9．下表为细胞呼吸原理在生活生产实践中的应用，其中错误的是( )
选项 措施 目的
A 稻田排水 避免无氧呼吸产物伤害根细胞
B 种子晒干后再储藏 降低含水量，减小细胞呼吸强度
C 被锈钉扎伤后注射破伤风抗毒血清 防止破伤风芽孢杆菌繁殖引起破伤风
D 农田松土 有利于土壤微生物的呼吸作用，减少温室效应
D [稻田需要定期排水，如果稻田中的氧气不足，水稻根部细胞会因缺氧而变黑、腐烂，A正确；种子晒干后细胞内水分减少，细胞代谢速率减慢，有机物的消耗减少，因此种子晒干可降低细胞呼吸的强度，有利于种子储藏，B正确；被锈钉扎伤或皮肤破损较深时应及时到医院治疗，如清理伤口、敷药、注射破伤风抗毒血清，防止破伤风芽孢杆菌大量繁殖，C正确；农田松土有利于土壤中的微生物接触更多空气，会加速其有氧呼吸产生二氧化碳，可能会加剧温室效应，D错误。]
10．图甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，图乙和图丙分别表示温度和O2浓度对细胞呼吸速率的影响曲线。请据图回答下列问题：
(1)图甲中酵母菌细胞可进行的过程是________(填序号)，能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是________(填序号)。图甲中过程④产生的ATP的去向是____________________。
(2)从图乙中可以看出，细胞呼吸的最适温度是________点对应的温度。
(3)图丙表示酵母菌的呼吸情况，则曲线Ⅱ表示________呼吸。如果在瓶中培养酵母菌时，测出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积之比为5∶4，这是因为有________(以分数比例表示)的酵母菌在进行曲线Ⅰ所示的呼吸类型(假设酵母菌进行两种细胞呼吸的速率相等)。
解析：根据题意和图示分析可知，本题是三种细胞呼吸方式的比较和温度、O2浓度对细胞呼吸速率的影响。(1)分析题图甲可知，①是有氧呼吸，②是产生乳酸的无氧呼吸，③是产生酒精和CO2的无氧呼吸，酵母菌是兼性厌氧型生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行产生CO2和酒精的无氧呼吸，因此图甲中酵母菌细胞中可以进行的过程是①③④；人体骨骼肌细胞可以进行有氧呼吸，也可以进行产生乳酸的无氧呼吸，因此图甲中能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是①②④。图甲中过程④葡萄糖释放的能量一部分储存在ATP中，ATP是直接的能源物质，因此产生的ATP可以用于各项生命活动的进行。(2)分析题图乙可知，B点细胞呼吸速率最高，所以B点对应的温度是细胞呼吸的最适温度。(3)分析题图丙可知，曲线Ⅱ随O2浓度的升高，细胞呼吸速率增强，所以曲线Ⅱ表示细胞的有氧呼吸，曲线Ⅰ表示细胞的无氧呼吸。根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，设酵母菌中有比例为X的部分进行有氧呼吸，比例为Y的部分进行无氧呼吸，则有关系式：(6X＋2Y)∶6X＝5∶4，解得X∶Y＝4∶3，因此进行无氧呼吸的酵母菌占总数的3/7。
答案：(1)①③④ ①②④ 用于(细胞或生物体)各项生命活动 (2)B (3)有氧 3/7
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第3节
细胞呼吸的原理和应用(第2课时）
通过表格归纳，比较有氧呼吸和无氧呼吸过程的异同。
归纳细胞呼吸的概念，说明细胞呼吸的意义。
理解细胞呼吸的影响因素，关注细胞呼吸原理在生产生活实际中的应用。
问题探讨
——我们在剧烈运动后常会肌肉发酸，为什么？
——加入乳酸菌后密封保存，牛奶为什么会变成酸奶？
在无氧条件下，细胞进行了无氧呼吸，产生了酒精或者乳酸。
——加入酵母后密封保存，为什么能制作酒？
一、无氧呼吸
【阅读书本P94-95的内容，思考下列问题】
1.无氧呼吸最常利用的物质是什么？有几种类型？
2.无氧呼吸可以概括的分为几个阶段？每个阶段的场所各是什么？
3. 无氧呼吸各个阶段，反应物和产物分别是什么？
4.无氧呼吸能量的去向有哪些？
一、无氧呼吸
细胞质基质
物质变化：
场所：
细胞质基质
物质变化：
酶
2C3H4O3
+4[H]
2C3H6O3(乳酸)
场所：
第一阶段
第二阶段
1.反应过程：
+4[H]
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
+少量能量
一、无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸） +少量能量
①产生酒精：
②产生乳酸：
动物、乳酸菌、少部分植物(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)
无氧呼吸的产物不同是由于酶不同
2.总反应式：
酵母菌、植物
3.能量去向：
无氧呼吸
葡萄糖有机物中稳定的化学能
大部分以热能的形式散失
少部分储存在ATP
特别注意：无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量 ，生成少量ATP。
少量能量
大部分储存酒精或乳酸中
一、无氧呼吸
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不
同
点 场所
条件
产物
能量
ATP
产生
阶段
相
同
点 联系
实质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需要O2、多种酶
不需要O2、多种酶
葡萄糖彻底分解为CO2和H2O
葡萄糖不彻底分解，形成乳酸
或酒精和CO2
释放大量能量
释放少量能量，大部分能量储存在
乳酸或酒精中
有氧呼吸的三个阶段均产生ATP
仅在第一阶段产生ATP
分解有机物，释放能量
第一阶段反应场所和过程完全相同
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
一、无氧呼吸
细胞呼吸是指 在 内经过一系列的 分解，生成 或其他产物，释放 并生成 的过程。
有机物
细胞
氧化
二氧化碳
能量
ATP
细胞呼吸
细胞呼吸的意义
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
b.是生物体代谢的枢纽
细胞呼吸
能
量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能
量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
C6H12O6
CO2＋H2O
a.为生物体提供能量
【对点练习】
1．种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是( )
D
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
一、无氧呼吸
2．如图表示某植物储存糖类的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，测得CO2和O2体积变化的相对值，下列叙述错误的是( )
【对点练习】
C
A．氧浓度为a时，只进行无氧呼吸
B．氧浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/5倍
C．氧浓度为c时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量比无氧呼吸多
D．氧浓度为d时，没有酒精产生
一、无氧呼吸
二、细胞呼吸原理的应用
【阅读书本P54-55思考·讨论中的资料，思考下列问题】
①美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系 这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的
②从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系
③分析资料3你可以得出什么结论
④资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质
二、细胞呼吸原理的应用
包扎伤口时，需用透气的创可贴包扎伤口。防止厌氧微生物滋生。
利用微生物在有氧或无氧条件下繁殖或积累其他代谢产物。
松土(通气)：促进根的有氧呼吸，有利于无机盐的主动运输；避免酒精积累毒害植物生长。
二、细胞呼吸原理的应用
水果、粮食的储存。
零上低温、低氧、高CO2
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易大量繁殖。遇到这种情况，需及时清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
破伤风杆菌和乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，O2对其细胞呼吸有抑制作用。
无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。
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。
3．民以食为天，唐朝时就制定了关于粟米贮藏年限的法律条文。“诸仓窖贮积者，粟支九年；米及杂种支五年。下湿处，粟支五年；米及杂种支三年。贮经三年以上，一斛听耗一升；五年以上，二升。其下湿处，稻谷及粳米各听加耗一倍。”挖仓窖过程中，窖壁用火烘干后采取草木灰、木板、席、糠、席等五层防潮、保温措施，粮食不易发热、发芽、腐烂。下列叙述错误的是( )
A．粮食储存应通过降低湿度来降低其呼吸强度，减少有机物的损耗
B．有氧呼吸中有机物分解释放的能量大部分以热能的形式散失
C．仓窖中的低温环境可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．仓窖密封后，有氧呼吸的第一、第二阶段可正常进行，第三阶段受到抑制
【对点练习】
D
二、细胞呼吸原理的应用
三、影响细胞呼吸的因素
1. 内因——遗传因素
项目 规律 举例
植物种类
生长发育时期
器官类型
不同种类的植物呼吸作用强度不同
旱生＜水生；阴生＜阳生
同一植物在不同的生长发育时期呼吸作用强度不同
幼苗、开花期 > 成熟期
同一植物的不同器官呼吸速率不同
生殖器官 > 营养器官
2. 外因——温度
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸作用强度。
呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
细胞呼吸最强
最适温度
低于最适温度
超过最适温度
三、影响细胞呼吸的因素
3. 外因——O2浓度
CO2
释放量
CO2释放总量
有氧呼吸
CO2释放量
无氧呼吸消失点
5
10
15
20
0
A
B
无氧呼吸
CO2释放量
P
C
Q
直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有抑制作用。
AP段下降的原因是：
氧气浓度增加，有氧呼吸强度比较弱，无氧呼吸受到抑制，进而导致二氧化碳释放总量减少。
氧气浓度进一步增加，虽然无氧呼吸受到抑制，但是有氧呼吸强度增幅比较大进而导致二氧化碳释放总量增加。
PB段上升的原因是：
三、影响细胞呼吸的因素
3. 外因——O2浓度
CO2
释放量
CO2释放总量
有氧呼吸
CO2释放量
无氧呼吸消失点
5
10
15
20
0
A
B
无氧呼吸
CO2释放量
P
C
Q
P点的含义？
P点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
应
用
储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓P点对应O2浓度下(低氧)
Q点的含义？
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等
有氧呼吸速率与无氧呼吸速率是否相等？
无氧：有氧=3：1
三、影响细胞呼吸的因素
4. 外因——含水量
在一定范围内，细胞呼吸速率，随含水量的增加而加快；超过一定范围，细胞呼吸速率随含水量的增加而减慢。
呼吸速率
含水量
①粮食储存前要进行晒干处理。
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
应
用
三、影响细胞呼吸的因素
5. 外因——CO2浓度
地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
应
用
增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用
5
CO2（%）
1.0
0.5
10
15
20
O
三、影响细胞呼吸的因素
【对点练习】
4. 在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。若底物是葡萄糖,则下列叙述正确的是( )。
A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有乙
醇或乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比
无氧呼吸少
C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少
D.d条件下,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体
B
条件 CO2释放量 O2吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
三、影响细胞呼吸的因素
