第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2．实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
知识点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在________和________的条件下都能生存，属于________菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：以__________为反应物时，在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的________不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
2．提出问题
(1)酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？
(2)酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？
3．作出假设
酵母菌在无氧条件下进行葡萄糖发酵产生酒精，酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生大量的CO2。
4．实验设计
(1)酵母菌培养液的配制：酵母菌＋质量分数为5%的________________。
(2)检测CO2的产生
①方法：澄清石灰水或______________________________________________。
②装置如图所示：
(3)检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的2支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g________的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
为什么酵母菌的培养时间应适当延长？
(4)实验现象
①甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，但________装置浑浊程度高。
②2号试管中溶液变成________，1号试管不变色。
5．实验结论
(1)酵母菌在____________条件下都能进行细胞呼吸。
(2)细胞呼
吸产物
基于对酵母菌细胞呼吸方式的探究的认识，判断下列表述是否正确。
1．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜且有活性的。 ( )
2．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 ( )
3．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。 ( )
4．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 ( )
实验材料的选择及实验条件的控制
如图甲组、乙组是探究酵母菌细胞呼吸产物的装置，据图分析回答下列问题：
1．配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？
2．为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后才可加入新鲜的酵母菌？
3．盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶连通橡皮球(或气泵)的目的是什么？
4．乙组的B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
实验过程和实验结果的分析
1．本实验的自变量和因变量及无关变量分别是什么？
2．有同学认为，任务一装置甲中，质量分数为10%的NaOH溶液不能完全吸收CO2，以致可能对实验结果造成干扰，探讨为避免这种可能性的发生，应采取的措施是什么？
[深化归纳]
1．酵母菌呼吸方式探究实验两条注意事项
(1)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中导致实验失败。
(2)酒精检测时，是将酸性重铬酸钾溶液滴加至取出的部分酵母菌培养液滤液中，不是滴加至全部的酵母菌培养液滤液中。
2．对照实验和对比实验
实验类型 比较项目 比较项目 比较项目 比较项目
对照组 实验组 实验结论 举例
对照实验 有 有 一般是一个 探究淀粉酶的专一性
对比实验 无 有 出现多个结论 探究酵母菌细胞的呼吸方式
3．实验拓展
(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需要有“死种子”作对照。
(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但死亡的植株或幼苗作对照。
1．pH传感器是一种能够快速准确获取溶液酸碱度的仪器。某兴趣小组设置如图甲、乙所示的装置，探究酵母菌细胞呼吸过程中pH的变化。下列叙述正确的是( )
A．图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2
B．实验过程中，图甲装置检测到pH先上升后下降
C．实验过程中，图乙装置检测到pH先下降后上升
D．环境温度和酵母菌数量不会影响实验结果
2．如图为某兴趣小组对探究酵母菌细胞呼吸的实验装置进行的改进，锥形瓶中装有正常生长的酵母菌及足量培养液。下列有关叙述错误的是( )
A．该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响
B．甲、乙的作用分别为除去空气中二氧化碳和检测二氧化碳
C．关闭阀门进行实验并检测是否产生酒精，可在乙中加入酸性重铬酸钾溶液
D．与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长
知识点2 有氧呼吸
1．呼吸作用的实质
细胞内的有机物________，并释放_________________。
呼吸作用也叫________。
2．有氧呼吸
(1)主要场所——线粒体
①a.________；b.________；c._______________；d.__________。
②线粒体增大膜面积的方式：___________________________________________
____________________________________________________________________。
③有氧呼吸的酶分布在_________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)反应式
_____________________________________________________________________。
(3)过程(如图)
ⅰ.写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段。
①__________；②__________；③________。
ⅱ.写出a、b、c、d代表的物质。
a.__________；b.__________；c.___________；d.__________。
ⅲ.三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是________(填图中序号)。
ⅳ.写出图中①②③所处的场所。
①__________；②__________；③______________。
(4)能量转化
(P93相关信息)细胞呼吸中的[H]实际是______________，简称________。
葡萄糖为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
(5)概念
细胞在________的参与下，通过________的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生__________，释放能量，生成大量________的过程。
(6)有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点
①有氧呼吸过程温和。
②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应________。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在________中。
基于对有氧呼吸原理的认识，判断下列表述是否正确。
1．真核细胞都能进行有氧呼吸。 ( )
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。 ( )
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 ( )
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。 ( )
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。 ( )
分析有氧呼吸的过程
材料1 将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。
组别 自变量 实验结果
1号 线粒体 葡萄糖的量不变，没有荧光
2号 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现
3号 线粒体和细胞质基质 葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现
材料2 使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。
组别 自变量 实验结果
4号 只含线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现
5号 只含线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现
6号 有线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现
材料3 超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后来被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
1．材料1、2中的荧光素和荧光素酶有什么作用？
2．由材料1的实验结果可知：物质发生了什么变化？这些变化发生的部位能量又有什么变化？
3．由材料2分析丙酮酸在哪个部位被分解？从实验结果可得到的推论是什么？
4．通过材料3的上述事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？
[深化归纳]
1．有氧呼吸的过程中各元素的去向分析
2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 第三阶段与O2
结合生成水ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
3．能量代谢
有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
3．细胞生命活动需要能量，如图为细胞内有机物分解并释放能量的过程图，①②③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙分别代表[H]、丙酮酸
B．①和②所含酶的种类不同
C．②为线粒体基质，其进行的反应需要水
D．③中产生的ATP比①②中之和还要多
4．如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段的反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是( )
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。
(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。
(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。
1．对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响的实验。
2．有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
3．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
4．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。
5．有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
6．有氧呼吸的三个阶段发生的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
1．(链接P90～91探究·实践)下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的分析，错误的是( )
A．实验的自变量是氧气的有无
B．溴麝香草酚蓝溶液可用来检测酒精
C．将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰
D．将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件
2．
(链接P93图5-9)如图为有氧呼吸的过程示意图，下列相关叙述错误的是 ( )
A．图中d为O2，参与了有氧呼吸第三阶段
B．a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续进行有氧呼吸
C．b为[H]，有氧呼吸的三个阶段都能产生
D．e为H2O，氧原子全部来自d
3．下图表示的是有氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程，下列有关叙述不正确的是( )
A．可表示水的是E和F
B．表示O2和CO2的分别是D和B
C．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③
4．(链接P93思考·讨论)1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，只有977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，1 mol ATP水解可释放30.54 kJ的能量。下列相关叙述错误的是 ( )
A．有氧呼吸产生的能量绝大部分储存在ATP中
B．1 mol葡萄糖彻底氧化分解可产生32 mol ATP
C．有氧呼吸第三阶段产生的能量最多
D．有氧呼吸逐步释放能量，有利于维持细胞的相对稳定
5．如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：
(1)A瓶加入的试剂是____________，其目的是_____________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
B中酵母菌细胞呼吸的场所为_____________________________________________________________________。
(2)酵母菌与乳酸菌在结构上最主要的区别是：前者_____________________________________________________________________。
如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是________。
(3)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是____________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)图中装置有无错误之处？如果有，请在相应的图中加以改正。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2．实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
知识点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：以葡萄糖为反应物时，在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
2．提出问题
(1)酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？
(2)酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？
3．作出假设
酵母菌在无氧条件下进行葡萄糖发酵产生酒精，酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生大量的CO2。
4．实验设计
(1)酵母菌培养液的配制：酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液。
(2)检测CO2的产生
①方法：澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液。
②装置如图所示：
(3)检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的2支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
为什么酵母菌的培养时间应适当延长？
提示：由于葡萄糖也能与重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
(4)实验现象
①甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，但甲装置浑浊程度高。
②2号试管中溶液变成灰绿色，1号试管不变色。
5．实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)细胞呼
吸产物
基于对酵母菌细胞呼吸方式的探究的认识，判断下列表述是否正确。
1．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜且有活性的。 (√)
2．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 (×)
提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。
3．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。 (√)
4．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 (×)
提示：酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。
实验材料的选择及实验条件的控制
如图甲组、乙组是探究酵母菌细胞呼吸产物的装置，据图分析回答下列问题：
1．配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？
提示：防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。
2．为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后才可加入新鲜的酵母菌？
提示：煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。
3．盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶连通橡皮球(或气泵)的目的是什么？
提示：让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
4．乙组的B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
提示：确保是酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。
实验过程和实验结果的分析
1．本实验的自变量和因变量及无关变量分别是什么？
提示：自变量是氧气的有无；因变量是是否有CO2和酒精的产生；无关变量有温度、pH、培养液浓度、酵母菌的新鲜程度等。
2．有同学认为，任务一装置甲中，质量分数为10%的NaOH溶液不能完全吸收CO2，以致可能对实验结果造成干扰，探讨为避免这种可能性的发生，应采取的措施是什么？
提示：在装置甲中盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶和盛有酵母菌培养液的锥形瓶之间再连通一个盛有澄清石灰水的锥形瓶。
[深化归纳]
1．酵母菌呼吸方式探究实验两条注意事项
(1)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中导致实验失败。
(2)酒精检测时，是将酸性重铬酸钾溶液滴加至取出的部分酵母菌培养液滤液中，不是滴加至全部的酵母菌培养液滤液中。
2．对照实验和对比实验
实验类型 比较项目
对照组 实验组 实验结论 举例
对照实验 有 有 一般是一个 探究淀粉酶的专一性
对比实验 无 有 出现多个结论 探究酵母菌细胞的呼吸方式
3．实验拓展
(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需要有“死种子”作对照。
(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但死亡的植株或幼苗作对照。
1．pH传感器是一种能够快速准确获取溶液酸碱度的仪器。某兴趣小组设置如图甲、乙所示的装置，探究酵母菌细胞呼吸过程中pH的变化。下列叙述正确的是( )
A．图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2
B．实验过程中，图甲装置检测到pH先上升后下降
C．实验过程中，图乙装置检测到pH先下降后上升
D．环境温度和酵母菌数量不会影响实验结果
A [图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2，防止空气中的CO2对实验现象产生干扰，A正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程均产生CO2，实验过程中，图甲、乙装置均检测到pH逐渐下降，不会出现上升的现象，B、C错误；该实验中环境温度和酵母菌数量属于无关变量，均会影响单位时间内CO2的产生量，会影响实验结果，D错误。]
2．如图为某兴趣小组对探究酵母菌细胞呼吸的实验装置进行的改进，锥形瓶中装有正常生长的酵母菌及足量培养液。下列有关叙述错误的是( )
A．该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响
B．甲、乙的作用分别为除去空气中二氧化碳和检测二氧化碳
C．关闭阀门进行实验并检测是否产生酒精，可在乙中加入酸性重铬酸钾溶液
D．与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长
C [恒温水浴锅能够改变温度，因此该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响，A正确。甲中装有质量分数为10%的NaOH溶液，其作用是除去空气中的二氧化碳，乙中装有澄清石灰水，其作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳，B正确。若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，无氧呼吸的产物酒精在锥形瓶中产生，因此可从锥形瓶吸取少量发酵液加入试管中，再加入酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生，C错误。打开阀门进行实验，则探究酵母菌的有氧呼吸；若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，消耗相同质量的葡萄糖，有氧呼吸释放二氧化碳的速率更快，因此与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长，D正确。]
知识点2 有氧呼吸
1．呼吸作用的实质
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。呼吸作用也叫细胞呼吸。
2．有氧呼吸
(1)主要场所——线粒体
①a．外膜；b．内膜；c．嵴；d．基质。
②线粒体增大膜面积的方式：内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴。
③有氧呼吸的酶分布在细胞质基质、线粒体的内膜上和基质中。
(2)反应式
C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
(3)过程(如图)
ⅰ.写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段。
①第一阶段；②第二阶段；③第三阶段。
ⅱ.写出a、b、c、d代表的物质。
a．丙酮酸；b．[H]；c．CO2；d．O2。
ⅲ.三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是③(填图中序号)。
ⅳ.写出图中①②③所处的场所。
①细胞质基质；②线粒体基质；③线粒体内膜。
(4)能量转化
(P93相关信息)细胞呼吸中的[H]实际是还原型辅酶Ⅰ，简称NADH。
葡萄糖为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
提示：线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
(5)概念
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(6)有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点
①有氧呼吸过程温和。
②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。
基于对有氧呼吸原理的认识，判断下列表述是否正确。
1．真核细胞都能进行有氧呼吸。 (×)
提示：真核细胞不一定都能进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。 (×)
提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 (√)
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。 (×)
提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。 (×)
提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
分析有氧呼吸的过程
材料1 将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。
组别 自变量 实验结果
1号 线粒体 葡萄糖的量不变，没有荧光
2号 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现
3号 线粒体和细胞质基质 葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现
材料2 使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。
组别 自变量 实验结果
4号 只含线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现
5号 只含线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现
6号 有线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现
材料3 超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后来被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
1．材料1、2中的荧光素和荧光素酶有什么作用？
提示：荧光素和荧光素酶的作用是检测ATP含量的多少。
2．由材料1的实验结果可知：物质发生了什么变化？这些变化发生的部位能量又有什么变化？
提示：葡萄糖在细胞质基质中被分解成了丙酮酸，并且有少量ATP生成；在线粒体内丙酮酸被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。
3．由材料2分析丙酮酸在哪个部位被分解？从实验结果可得到的推论是什么？
提示：在线粒体基质中丙酮酸被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构上继续发生反应合成较多的ATP。
4．通过材料3的上述事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？
提示：在线粒体内膜上发生了[H]的氧化，即[H]和氧气发生反应。
[深化归纳]
1．有氧呼吸的过程中各元素的去向分析
2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 第三阶段与O2结合生成水
ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
3．能量代谢
有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
3．细胞生命活动需要能量，如图为细胞内有机物分解并释放能量的过程图，①②③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是( )
A．甲、乙分别代表[H]、丙酮酸
B．①和②所含酶的种类不同
C．②为线粒体基质，其进行的反应需要水
D．③中产生的ATP比①②中之和还要多
A [分析题图可知，甲物质表示丙酮酸，乙物质表示[H]，A错误；①为细胞质基质，进行有氧呼吸第一阶段，②为线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段，①和②所含酶的种类不同，B正确；②为线粒体基质，在②中进行有氧呼吸第二阶段，该阶段的反应需要消耗水，C正确；③为线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段，能产生大量的ATP，比①②中之和还要多，D正确。]
4．如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段的反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是( )
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
D [图甲中2→3过程表示细胞呼吸的第一阶段，而活细胞都能进行细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)，A正确；图甲中3→6过程表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处，B正确；图乙中③处为线粒体内膜，是进行有氧呼吸第三阶段的场所，发生[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4表示水，C正确；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用，D错误。]
(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。
(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。
(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。
1．对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响的实验。
2．有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
3．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
4．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。
5．有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
6．有氧呼吸的三个阶段发生的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
1．(链接P90～91探究·实践)下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的分析，错误的是( )
A．实验的自变量是氧气的有无
B．溴麝香草酚蓝溶液可用来检测酒精
C．将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰
D．将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件
B [由于酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，所以实验的自变量是氧气的有无，A正确；溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2，而酒精需要用酸性重铬酸钾溶液检测，B错误；将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰，C正确；将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件，就可以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的，D正确。]
2．(链接P93图5-9)如图为有氧呼吸的过程示意图，下列相关叙述错误的是 ( )
A．图中d为O2，参与了有氧呼吸第三阶段
B．a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续进行有氧呼吸
C．b为[H]，有氧呼吸的三个阶段都能产生
D．e为H2O，氧原子全部来自d
C [由题图可知，d为O2，参与了有氧呼吸的第三阶段，A正确；题图中a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸的第二阶段，B正确；题图中b为[H]，在有氧呼吸的第一、二阶段产生，第三阶段消耗，C错误；题图中e为H2O，是有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合形成的，所以其中的氧原子全部来自O2，D正确。]
3．下图表示的是有氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程，下列有关叙述不正确的是( )
A．可表示水的是E和F
B．表示O2和CO2的分别是D和B
C．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③
C [①②③过程中的②③在真核生物细胞内的线粒体中完成，①在细胞质基质中完成，C错误。]
4．(链接P93思考·讨论)1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，只有977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，1 mol ATP水解可释放30.54 kJ的能量。下列相关叙述错误的是 ( )
A．有氧呼吸产生的能量绝大部分储存在ATP中
B．1 mol葡萄糖彻底氧化分解可产生32 mol ATP
C．有氧呼吸第三阶段产生的能量最多
D．有氧呼吸逐步释放能量，有利于维持细胞的相对稳定
A [有氧呼吸各阶段产生的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，A错误。]
5．如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：
(1)A瓶加入的试剂是____________，其目的是_____________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________，
B中酵母菌细胞呼吸的场所为____________________________________________________________________。
(2)乙装置的酵母菌产生CO2的部位是____________________________________________________________________。
酵母菌与乳酸菌在结构上最主要的区别是：前者__________________________。如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是________。
(3)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是________________________________________________________________________________________。
(4)图中装置有无错误之处？如果有，请在相应的图中加以改正。
[解析] (1)A瓶加入的试剂是NaOH溶液，其目的是吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰；B中酵母菌进行有氧呼吸，所以细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(2)酵母菌属于真核生物，乳酸菌属于原核生物，二者在结构上最主要的区别是酵母菌有以核膜为界限的细胞核。如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是水，即第三阶段18O2与[H]结合生成被标记的水。(3)D瓶封口放置一段时间后，可以消耗尽装置中的O2，形成无氧环境，再连通E瓶，可以确保通入E瓶的CO2主要是酵母菌无氧呼吸所产生的。(4)由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果。
[答案] (1)NaOH溶液 吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰 细胞质基质和线粒体 (2)有以核膜为界限的细胞核 水 (3)确保通入E瓶的CO2主要是酵母菌无氧呼吸所产生的 (4)由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果，应将装置进行如下改正，如图所示。
课时分层作业(17) 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
题组一 细胞呼吸的方式
1．细胞呼吸的实质是 ( )
A．分解有机物，储存能量
B．合成有机物，储存能量
C．分解有机物，释放能量
D．合成有机物，释放能量
C [细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。]
2．为探究酵母菌细胞呼吸方式，有同学利用如图所示装置进行实验。下列叙述错误的是( )
A．若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2
B．在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2
C．为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶
D．用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变橙色，说明酵母菌发生了无氧呼吸
D [酵母菌在有氧条件下才可以进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，故若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2，A正确；酵母菌在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，因此在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油以隔绝O2，B正确；二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶，C正确；无氧呼吸产生的酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生反应由橙色变成灰绿色，因此用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变灰绿色，说明酵母菌发生了无氧呼吸，D错误。]
3．将酵母菌研磨并过滤得到滤液，加入葡萄糖，密闭放置一段时间后，溶液中有气泡生成，且有酒味出现，根据上述实验分析，说法正确的是( )
A．酒味的出现是酵母菌无氧呼吸的结果
B．气泡可使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色
C．溶液相当于酵母菌的细胞质基质
D．该实验证明了“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”
C [将酵母菌研磨滤液加入葡萄糖溶液中密闭放置，出现酒味，说明产生了酒精，但由于酵母菌被研磨，因此并不是酵母菌进行了无氧呼吸，A错误；气泡是无氧呼吸产生的二氧化碳，而能使酸性重铬酸钾变成灰绿色的是酒精，B错误；酵母菌被研磨并过滤得到滤液，无氧呼吸的场所是细胞质基质，此溶液相当于酵母菌的细胞质基质，C正确；由于缺乏细胞未裂解时的实验作对照，因此该实验并未证明“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”，D错误。]
题组二 有氧呼吸
4．在真核细胞有氧呼吸的三个阶段中，属于第二和第三阶段共同点的是( )
①都需要氧气参与 ②都能生成ATP ③都能产生[H] ④都发生在线粒体中
A．①③ B．①④
C．②④ D．③④
C [①有氧呼吸的第三阶段需要氧气参与，第二阶段不需要，①错误；②有氧呼吸第二和第三阶段都能生成ATP，②正确；③有氧呼吸第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，③错误；④有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，④正确。]
5．2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中 ATP 的合成，但不影响水的生成。据此推测，DNP影响有氧呼吸的( )
A．第一阶段
B．第一阶段和第二阶段
C．第二阶段和第三阶段
D．三个阶段
D [由题意可知，2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中ATP的合成，有氧呼吸的三个阶段都有ATP的合成，因此DNP影响有氧呼吸三个阶段的反应，D正确。]
6．下图为绿色植物细胞内进行的某生理代谢过程示意图，a～c表示过程，①②表示物质，下列叙述错误的是( )
A．图中a过程进行的是有氧呼吸的第一阶段
B．图中b过程能产生大量ATP
C．图中c过程的场所在线粒体内膜
D．图中①②两物质依次是H2O和O2
B [分析题图可知，a是有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，A正确；图中b过程代表有氧呼吸第二阶段，只能产生少量ATP，B错误；图中c过程代表有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体内膜，C正确；图中①参与有氧呼吸第二阶段，是H2O，②参与有氧呼吸第三阶段，是O2，D正确。]
7．(10分)如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答下列问题：
(1)写出①②③所代表的物质名称：①____________，②_____________，③_____________。
(2)④⑤⑥中合成ATP最多的是_____________。
(3)有氧呼吸中氧的作用是______________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)有氧呼吸的主要场所是________，进入该场所的呼吸底物是________。
(5)上图中请写出有氧呼吸总的反应方程式：_______________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)①是呼吸作用第一阶段与[H]同时产生的产物，表示丙酮酸；②是[H]与氧气结合的产物，表示水；③是有氧呼吸第二阶段的产物，表示二氧化碳。(2)④⑤⑥分别是有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段，其中合成ATP最多的是⑥有氧呼吸第三阶段。(3)在有氧呼吸第三阶段，[H]和O2结合产生H2O，释放大量能量。(4)有氧呼吸的主要场所是线粒体，进入该场所的呼吸底物是丙酮酸。(5)有氧呼吸总的反应方程式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
[答案] (除标注外，每空1分，共10分)(1)丙酮酸 水 二氧化碳 (2)⑥ (3)与[H]结合生成水，同时生成大量的能量(2分) (4)线粒体 丙酮酸
(5)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量(2分)
8．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段
B．Cytc所处的位置为细胞膜外
C．只有线粒体基质能产生NADH
D．H＋借助F0和F1，以主动运输的方式进入膜内
A [图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程，有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段，A正确；Cytc所处的位置为线粒体内膜的外侧，B错误；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，也能产生NADH，C错误；H＋借助F0和F1进入膜内，不消耗ATP且合成ATP，不是主动运输，D错误。]
9．下列4支试管中分别含有不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物。给适当条件，经一定时间的保温后，产生CO2的试管有( )
①葡萄糖＋细胞膜已破裂的细胞 ②葡萄糖＋线粒体 ③丙酮酸＋线粒体 ④葡萄糖＋细胞质基质
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
C [①有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，细胞膜已破裂的酵母细胞具备细胞质基质和线粒体，能够完成有氧呼吸的过程，有CO2产生，①正确；②有氧呼吸的第二阶段在线粒体中进行，反应物是丙酮酸和水，葡萄糖不能直接参与第二阶段的反应，因此虽然具有产生CO2的场所，但缺少反应物，不能产生CO2，②错误；③丙酮酸和线粒体，具备有氧呼吸第二阶段的反应物和场所，可以产生CO2，③正确；④酵母菌在细胞质基质中利用葡萄糖进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，④正确。]
10．(不定项)如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述不正确的是( )
A．阶段a不能发生在硝化细菌中
B．阶段b等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行
C．阶段c中的能量均储存在ATP中，最终用于各项生命活动
D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的
ABC [阶段a为有氧呼吸第一阶段，能发生在硝化细菌中，A错误；阶段b属于有氧呼吸第二阶段的一部分，在线粒体基质中进行，B错误；阶段c中释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，用于各项生命活动，C错误；物质①为CO2，产生于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，所以其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，D正确。]
11．(不定项)关于同位素标记法研究动物体细胞有氧呼吸的过程，下列叙述错误的是 ( )
A．用18O标记葡萄糖，产物H2O中能检测到放射性
B．用18O标记氧气，能检测到的产物只有O
C．用14C标记葡萄糖，产物CO2中能检测到放射性
D．用14C标记葡萄糖，在线粒体中能检测到放射性
AB [用18O标记葡萄糖，在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的18O进入CO2，不进入H2O，H2O中的氧来源于O2，因此产物CO2能检测到放射性，产物H2O中不能检测到放射性，A错误；O2参与有氧呼吸第三阶段生成H2O，用18O标记O2，产物O中能检测到放射性O参与有氧呼吸第二阶段，其场所为线粒体基质，生成产物C18O2，因此在线粒体基质生成的产物C18O2中也能检测到放射性，B错误；用14C标记葡萄糖，葡萄糖中的14C进入丙酮酸中，进而进入CO2中，产生CO2的场所是线粒体基质，故在线粒体中能检测到放射性，C、D正确。]
12．(8分)某课题小组为了确定细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，进行了如下探究。
实验假设：有氧呼吸第二阶段只发生在线粒体中，不能在细胞质基质中完成。
实验过程：
实验结果：1号和2号试管中均检测到CO2(与预测结果不相符)。
请分析回答：
(1)实验结果与预期不相符的原因是肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，线粒体产生的CO2扩散进入细胞质基质中。改进措施：___________________
____________________________________________________________________。
(2)实验步骤⑥依据的原理是丙酮酸在有氧呼吸的第二阶段和水彻底分解成____________，因此可以通过检测是否有________产生来判断丙酮酸是否被分解。
(3)如果该实验时间过长，空气中的CO2溶入样本中的量足以被检测剂检测出，为了提高实验的科学性，排除干扰因素带来的实验误差，应如何解决？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)为了防止肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，使线粒体产生的CO2进入细胞质基质，应采用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存。(2)丙酮酸和水在有氧呼吸第二阶段反应生成CO2和[H]，因此可以用灵敏的CO2检测剂检测是否有CO2产生来判断丙酮酸是否被分解。(3)为了排除空气中的CO2溶入样本对实验结果产生的干扰，可以分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸。
[答案] (每空2分，共8分)(1)用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存 (2)CO2和[H] CO2 (3)分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸
(教师用书独具)
1．下图表示醋酸杆菌呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )
A．图中发生②和③的场所分别是线粒体基质和线粒体内膜
B．若为醋酸杆菌提供18O2，则可检测到放射性的O和C18O2的产生
C．物质甲产生于细胞质基质，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质
D．物质乙指还原性辅酶Ⅱ，记作[H]，过程①中物质乙的生成量少于过程②
C [醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，A错误；18O没有放射性，B错误；物质甲为丙酮酸，产生于细胞质基质，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，C正确；物质乙指还原性辅酶Ⅰ，记作[H](NADH)，D错误。]
2．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，不正确的是( )
A．选择酵母菌为实验材料，是因为其为兼性厌氧菌
B．可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况
C．通入装置中的空气，要先通过盛有澄清石灰水的锥形瓶
D．在检测培养液中无氧呼吸产生的酒精时，要适当延长培养时间
C [酵母菌是真菌，是兼性厌氧性生物，因此可以选择酵母菌探究细胞呼吸方式，A正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，且CO2越多，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间越短，可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况，B正确；通入装置中的空气，要先通过盛有氢氧化钠的锥形瓶，排除空气中的CO2对实验结果的干扰，C错误；由于葡萄糖会影响酒精的检测，因此，可适当延长酵母菌培养时间，以耗尽培养液中的葡萄糖再进行鉴定，避免对酒精的鉴定造成影响，D正确。]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(17) 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
(本套共12小题，共40分。第1～6、8、9小题，每小题2分；第10、11小题，每小题3分；第7小题10分；第12小题8分。)
题组一 细胞呼吸的方式
1．细胞呼吸的实质是 ( )
A．分解有机物，储存能量
B．合成有机物，储存能量
C．分解有机物，释放能量
D．合成有机物，释放能量
2．为探究酵母菌细胞呼吸方式，有同学利用如图所示装置进行实验。下列叙述错误的是( )
A．若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2
B．在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2
C．为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶
D．用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变橙色，说明酵母菌发生了无氧呼吸
3．将酵母菌研磨并过滤得到滤液，加入葡萄糖，密闭放置一段时间后，溶液中有气泡生成，且有酒味出现，根据上述实验分析，说法正确的是( )
A．酒味的出现是酵母菌无氧呼吸的结果
B．气泡可使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色
C．溶液相当于酵母菌的细胞质基质
D．该实验证明了“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”
题组二 有氧呼吸
4．在真核细胞有氧呼吸的三个阶段中，属于第二和第三阶段共同点的是( )
①都需要氧气参与 ②都能生成ATP ③都能产生[H] ④都发生在线粒体中
A．①③ B．①④ C．②④ D．③④
5．2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中 ATP 的合成，但不影响水的生成。据此推测，DNP影响有氧呼吸的( )
A．第一阶段
B．第一阶段和第二阶段
C．第二阶段和第三阶段
D．三个阶段
6．下图为绿色植物细胞内进行的某生理代谢过程示意图，a～c表示过程，①②表示物质，下列叙述错误的是( )
A．图中a过程进行的是有氧呼吸的第一阶段
B．图中b过程能产生大量ATP
C．图中c过程的场所在线粒体内膜
D．图中①②两物质依次是H2O和O2
7．(10分)如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答下列问题：
(1)写出①②③所代表的物质名称：
①________，②__________，③_________。
(2)④⑤⑥中合成ATP最多的是_____________。
(3)有氧呼吸中氧的作用是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)有氧呼吸的主要场所是________，进入该场所的呼吸底物是________。
(5)上图中请写出有氧呼吸总的反应方程式：
_____________________________________________________________________。
8．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段
B．Cytc所处的位置为细胞膜外
C．只有线粒体基质能产生NADH
D．H＋借助F0和F1，以主动运输的方式进入膜内
9．下列4支试管中分别含有不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物。给适当条件，经一定时间的保温后，产生CO2的试管有( )
①葡萄糖＋细胞膜已破裂的细胞 ②葡萄糖＋线粒体 ③丙酮酸＋线粒体 ④葡萄糖＋细胞质基质
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
10．(不定项)如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述不正确的是( )
A．阶段a不能发生在硝化细菌中
B．阶段b等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行
C．阶段c中的能量均储存在ATP中，最终用于各项生命活动
D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的
11．(不定项)关于同位素标记法研究动物体细胞有氧呼吸的过程，下列叙述错误的是 ( )
A．用18O标记葡萄糖，产物H2O中能检测到放射性
B．用18O标记氧气，能检测到的产物只有O
C．用14C标记葡萄糖，产物CO2中能检测到放射性
D．用14C标记葡萄糖，在线粒体中能检测到放射性
12．(8分)某课题小组为了确定细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，进行了如下探究。
实验假设：有氧呼吸第二阶段只发生在线粒体中，不能在细胞质基质中完成。
实验过程：
实验结果：1号和2号试管中均检测到CO2(与预测结果不相符)。
请分析回答：
(1)实验结果与预期不相符的原因是肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，线粒体产生的CO2扩散进入细胞质基质中。改进措施：_____________________
_____________________________________________________________________。
(2)实验步骤⑥依据的原理是丙酮酸在有氧呼吸的第二阶段和水彻底分解成____________，因此可以通过检测是否有________产生来判断丙酮酸是否被分解。
(3)如果该实验时间过长，空气中的CO2溶入样本中的量足以被检测剂检测出，为了提高实验的科学性，排除干扰因素带来的实验误差，应如何解决？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共93张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
课
标
要
求
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2．实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
知识点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在______和______的条件下都能生存，属于____________菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：以_________为反应物时，在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的______不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
有氧
无氧
兼性厌氧
葡萄糖
产物
2．提出问题
(1)酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下进行的？
(2)酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产生的CO2是否一样多？
3．作出假设
酵母菌在无氧条件下进行葡萄糖发酵产生酒精，酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生大量的CO2。
4．实验设计
(1)酵母菌培养液的配制：酵母菌＋质量分数为5%的___________。
(2)检测CO2的产生
①方法：澄清石灰水或_____________________。
葡萄糖溶液
溴麝香草酚蓝溶液
②装置如图所示：
(3)检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的2支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g____________的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
NaOH溶液
重铬酸钾
为什么酵母菌的培养时间应适当延长？
提示：由于葡萄糖也能与重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
甲
灰绿色
有氧和无氧
大量CO2
酒精和少量CO2
基于对酵母菌细胞呼吸方式的探究的认识，判断下列表述是否正确。
1．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，必须保证酵母菌是新鲜且有活性的。 ( )
2．只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 ( )
提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。
×
√
3．根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。 ( )
4．酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 ( )
提示：酒精在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。
×
√
任务一 实验材料的选择及实验条件的控制
如图甲组、乙组是探究酵母菌细胞呼吸产物的装置，据图分析回答下列问题：
1．配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？
提示：防止酵母菌因存放时间过长而死亡，导致实验结果不明显。
2．为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后才可加入新鲜的酵母菌？
提示：煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。
3．盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶连通橡皮球(或气泵)的目的是什么？
提示：让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
4．乙组的B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
提示：确保是酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。
任务二 实验过程和实验结果的分析
1．本实验的自变量和因变量及无关变量分别是什么？
提示：自变量是氧气的有无；因变量是是否有CO2和酒精的产生；无关变量有温度、pH、培养液浓度、酵母菌的新鲜程度等。
2．有同学认为，任务一装置甲中，质量分数为10%的NaOH溶液不能完全吸收CO2，以致可能对实验结果造成干扰，探讨为避免这种可能性的发生，应采取的措施是什么？
提示：在装置甲中盛有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶和盛有酵母菌培养液的锥形瓶之间再连通一个盛有澄清石灰水的锥形瓶。
[深化归纳]
1．酵母菌呼吸方式探究实验两条注意事项
(1)进行实验前必须检验装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中导致实验失败。
(2)酒精检测时，是将酸性重铬酸钾溶液滴加至取出的部分酵母菌培养液滤液中，不是滴加至全部的酵母菌培养液滤液中。
2．对照实验和对比实验
实验类型 比较项目
对照组 实验组 实验结论 举例
对照实验 有 有 一般是一个 探究淀粉酶的专一性
对比实验 无 有 出现多个结论 探究酵母菌细胞的呼吸方式
3．实验拓展
(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光，但需要有“死种子”作对照。
(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但死亡的植株或幼苗作对照。
1．pH传感器是一种能够快速准确获取溶液酸碱度的仪器。某兴趣小组设置如图甲、乙所示的装置，探究酵母菌细胞呼吸过程中pH的变化。下列叙述正确的是( )
A．图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2
B．实验过程中，图甲装置检测到pH先上升后下降
C．实验过程中，图乙装置检测到pH先下降后上升
D．环境温度和酵母菌数量不会影响实验结果
√
A [图甲装置溶液X的目的是除去空气中的CO2，防止空气中的CO2对实验现象产生干扰，A正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程均产生CO2，实验过程中，图甲、乙装置均检测到pH逐渐下降，不会出现上升的现象，B、C错误；该实验中环境温度和酵母菌数量属于无关变量，均会影响单位时间内CO2的产生量，会影响实验结果，D错误。]
2．如图为某兴趣小组对探究酵母菌细胞呼吸的实验装置进行的改进，锥形瓶中装有正常生长的酵母菌及足量培养液。下列有关叙述错误的是( )
A．该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响
B．甲、乙的作用分别为除去空气中二氧化碳和检测二氧化碳
C．关闭阀门进行实验并检测是否产生酒精，可在乙中加入酸性重铬酸钾溶液
D．与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长
√
C [恒温水浴锅能够改变温度，因此该实验装置可以用于探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响，A正确。甲中装有质量分数为10%的NaOH溶液，其作用是除去空气中的二氧化碳，乙中装有澄清石灰水，其作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳，B正确。若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，无氧呼吸的产物酒精在锥形瓶中产生，因此可从锥形瓶吸取少量发酵液加入试管中，再加入酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生，C错误。打开阀门进行实验，则探究酵母菌的有氧呼吸；若关闭阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，消耗相同质量的葡萄糖，有氧呼吸释放二氧化碳的速率更快，因此与打开阀门相比，关闭阀门时乙中发生相同的颜色变化所需时间更长，D正确。]
知识点2 有氧呼吸
1．呼吸作用的实质
细胞内的有机物____________，并释放______。呼吸作用也叫____________。
氧化分解
能量
细胞呼吸
2．有氧呼吸
(1)主要场所——线粒体
①a．______；b．______；c．___；d．______。
②线粒体增大膜面积的方式：_________________________________________。
③有氧呼吸的酶分布在_____________________________________。
外膜
内膜
嵴
基质
内膜的某些部位向线粒体的内腔折
细胞质基质、线粒体的内膜上和基质中
叠形成嵴
(2)反应式
___________________________________________。
(3)过程(如图)
ⅰ．写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段。
①____________；②____________；③____________。
ⅱ．写出a、b、c、d代表的物质。
a．_________；b．_______；c．_____；d．___。
ⅲ．三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是___(填图中序号)。
ⅳ．写出图中①②③所处的场所。
①_______________；②_______________；③_______________。
第一阶段
第二阶段
第三阶段
丙酮酸
[H]
CO2
O2
③
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
(4)能量转化
ATP
热能
(P93相关信息)细胞呼吸中的[H]实际是_____________，简称_______。
还原型辅酶Ⅰ
NADH
葡萄糖为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
提示：线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
(5)概念
细胞在___的参与下，通过_________的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生_____________，释放能量，生成大量____的过程。
(6)有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点
①有氧呼吸过程温和。
②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应____________。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在_____中。
氧
多种酶
二氧化碳和水
ATP
逐步释放
ATP
基于对有氧呼吸原理的认识，判断下列表述是否正确。
1．真核细胞都能进行有氧呼吸。 ( )
提示：真核细胞不一定都能进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
2．有氧呼吸全部在线粒体中进行。 ( )
提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
×
×
3．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 ( )
4．氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。 ( )
提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
5．有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。 ( )
提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
×
√
×
任务三 分析有氧呼吸的过程
材料1 将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。
组别 自变量 实验结果
1号 线粒体 葡萄糖的量不变，没有荧光
2号 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现
3号 线粒体和细胞质基质 葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现
材料2 使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。
组别 自变量 实验结果
4号 只含线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现
5号 只含线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现
6号 有线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现
材料3 超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒后来被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
1．材料1、2中的荧光素和荧光素酶有什么作用？
提示：荧光素和荧光素酶的作用是检测ATP含量的多少。
2．由材料1的实验结果可知：物质发生了什么变化？这些变化发生的部位能量又有什么变化？
提示：葡萄糖在细胞质基质中被分解成了丙酮酸，并且有少量ATP生成；在线粒体内丙酮酸被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。
3．由材料2分析丙酮酸在哪个部位被分解？从实验结果可得到的推论是什么？
提示：在线粒体基质中丙酮酸被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构上继续发生反应合成较多的ATP。
4．通过材料3的上述事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？
提示：在线粒体内膜上发生了[H]的氧化，即[H]和氧气发生反应。
[深化归纳]
1．有氧呼吸的过程中各元素的去向分析
2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 第三阶段与O2结合生成水
ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
3．能量代谢
有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
√
3．细胞生命活动需要能量，如图为细胞内有机物分解并释放能量的过程图，①②③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述错误的是
( )
A．甲、乙分别代表[H]、丙酮酸
B．①和②所含酶的种类不同
C．②为线粒体基质，其进行的反应需要水
D．③中产生的ATP比①②中之和还要多
A [分析题图可知，甲物质表示丙酮酸，乙物质表示[H]，A错误；①为细胞质基质，进行有氧呼吸第一阶段，②为线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段，①和②所含酶的种类不同，B正确；②为线粒体基质，在②中进行有氧呼吸第二阶段，该阶段的反应需要消耗水，C正确；③为线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段，能产生大量的ATP，比①②中之和还要多，D正确。]
√
4．如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段的反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是( )
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
D [图甲中2→3过程表示细胞呼吸的第一阶段，而活细胞都能进行细胞呼吸(有氧呼吸或无氧呼吸)，A正确；图甲中3→6过程表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处，B正确；图乙中③处为线粒体内膜，是进行有氧呼吸第三阶段的场所，发生[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4表示水，C正确；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用，D错误。]
易错提醒
(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。
(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。
(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。
课堂检测 素养测评
√
1．(链接P90～91探究·实践)下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的分析，错误的是( )
A．实验的自变量是氧气的有无
B．溴麝香草酚蓝溶液可用来检测酒精
C．将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰
D．将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件
B [由于酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，所以实验的自变量是氧气的有无，A正确；溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2，而酒精需要用酸性重铬酸钾溶液检测，B错误；将空气通过盛有NaOH溶液的洗气瓶以排除空气中CO2对实验的干扰，C正确；将盛有酵母菌培养液的锥形瓶封口放置一段时间，充分消耗完装置中的氧气以控制无氧条件，就可以确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的，D正确。]
√
2．(链接P93图5-9)如图为有氧呼吸的过程示意图，下列相关叙述错误的是 ( )
A．图中d为O2，参与了有氧呼吸第三阶段
B．a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续进行有氧呼吸
C．b为[H]，有氧呼吸的三个阶段都能产生
D．e为H2O，氧原子全部来自d
C [由题图可知，d为O2，参与了有氧呼吸的第三阶段，A正确；题图中a为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸的第二阶段，B正确；题图中b为[H]，在有氧呼吸的第一、二阶段产生，第三阶段消耗，C错误；题图中e为H2O，是有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合形成的，所以其中的氧原子全部来自O2，D正确。]
√
3．下图表示的是有氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程，下列有关叙述不正确的是( )
A．可表示水的是E和F
B．表示O2和CO2的分别是D和B
C．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③
C [①②③过程中的②③在真核生物细胞内的线粒体中完成，①在细胞质基质中完成，C错误。]
4．(链接P93思考·讨论)1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，只有977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，1 mol ATP水解可释放30.54 kJ的能量。下列相关叙述错误的是 ( )
A．有氧呼吸产生的能量绝大部分储存在ATP中
B．1 mol葡萄糖彻底氧化分解可产生32 mol ATP
C．有氧呼吸第三阶段产生的能量最多
D．有氧呼吸逐步释放能量，有利于维持细胞的相对稳定
A [有氧呼吸各阶段产生的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，A错误。]
√
5．如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：
(1)A瓶加入的试剂是____________，其目的是____________________________________________________________________________，
B中酵母菌细胞呼吸的场所为_______________________________。
NaOH溶液
吸收空气中的CO2，
细胞质基质和线粒体
排除空气中CO2对实验结果的干扰
(2)乙装置的酵母菌产生CO2的部位是________________________。
酵母菌与乳酸菌在结构上最主要的区别是：前者__________________________。如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是________。
(3)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是________________________________________________。
有以核膜为界限的细胞核
水
确保通入E
瓶的CO2主要是酵母菌无氧呼吸所产生的
(4)图中装置有无错误之处？如果有，请在相应的图中加以改正。
由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果，应将装置进行如下改正，如图所示。
[解析] (1)A瓶加入的试剂是NaOH溶液，其目的是吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰；B中酵母菌进行有氧呼吸，所以细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(2)酵母菌属于真核生物，乳酸菌属于原核生物，二者在结构上最主要的区别是酵母菌有以核膜为界限的细胞核。如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是水，即第三阶段18O2与[H]结合生成被标记的水。(3)D瓶封口放置一段时间后，可以消耗尽装置中的O2，形成无氧环境，再连通E瓶，可以确保通入E瓶的CO2主要是酵母菌无氧呼吸所产生的。(4)由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果。
题号
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课时分层作业(17) 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
题组一 细胞呼吸的方式
1．细胞呼吸的实质是 ( )
A．分解有机物，储存能量 B．合成有机物，储存能量
C．分解有机物，释放能量 D．合成有机物，释放能量
C [细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。]
√
√
题号
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2．为探究酵母菌细胞呼吸方式，有同学利用如图所示装置进行实验。下列叙述错误的是( )
A．若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2
B．在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2
C．为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶
D．用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变橙色，说明酵母菌发生了无氧呼吸
题号
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D [酵母菌在有氧条件下才可以进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，故若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2，A正确；酵母菌在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，因此在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油以隔绝O2，B正确；二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶，C正确；无氧呼吸产生的酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生反应由橙色变成灰绿色，因此用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变灰绿色，说明酵母菌发生了无氧呼吸，D错误。]
√
题号
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3．将酵母菌研磨并过滤得到滤液，加入葡萄糖，密闭放置一段时间后，溶液中有气泡生成，且有酒味出现，根据上述实验分析，说法正确的是( )
A．酒味的出现是酵母菌无氧呼吸的结果
B．气泡可使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色
C．溶液相当于酵母菌的细胞质基质
D．该实验证明了“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”
题号
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C [将酵母菌研磨滤液加入葡萄糖溶液中密闭放置，出现酒味，说明产生了酒精，但由于酵母菌被研磨，因此并不是酵母菌进行了无氧呼吸，A错误；气泡是无氧呼吸产生的二氧化碳，而能使酸性重铬酸钾变成灰绿色的是酒精，B错误；酵母菌被研磨并过滤得到滤液，无氧呼吸的场所是细胞质基质，此溶液相当于酵母菌的细胞质基质，C正确；由于缺乏细胞未裂解时的实验作对照，因此该实验并未证明“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”，D错误。]
√
题号
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题组二 有氧呼吸
4．在真核细胞有氧呼吸的三个阶段中，属于第二和第三阶段共同点的是( )
①都需要氧气参与 ②都能生成ATP ③都能产生[H] ④都发生在线粒体中
A．①③ B．①④
C．②④ D．③④
题号
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C [①有氧呼吸的第三阶段需要氧气参与，第二阶段不需要，①错误；②有氧呼吸第二和第三阶段都能生成ATP，②正确；③有氧呼吸第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，③错误；④有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，④正确。]
√
题号
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5．2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中 ATP 的合成，但不影响水的生成。据此推测，DNP影响有氧呼吸的( )
A．第一阶段
B．第一阶段和第二阶段
C．第二阶段和第三阶段
D．三个阶段
题号
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D [由题意可知，2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中ATP的合成，有氧呼吸的三个阶段都有ATP的合成，因此DNP影响有氧呼吸三个阶段的反应，D正确。]
√
题号
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6．下图为绿色植物细胞内进行的某生理代谢过程示意图，a～c表示过程，①②表示物质，下列叙述错误的是( )
A．图中a过程进行的是有氧呼吸的第一阶段
B．图中b过程能产生大量ATP
C．图中c过程的场所在线粒体内膜
D．图中①②两物质依次是H2O和O2
题号
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B [分析题图可知，a是有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，A正确；图中b过程代表有氧呼吸第二阶段，只能产生少量ATP，B错误；图中c过程代表有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体内膜，C正确；图中①参与有氧呼吸第二阶段，是H2O，②参与有氧呼吸第三阶段，是O2，D正确。]
题号
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7．(10分)如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答下列问题：
(1)写出①②③所代表的物质名称：①____________，②________，③_____________。
(2)④⑤⑥中合成ATP最多的是______。
丙酮酸
水
二氧化碳
⑥
(3)有氧呼吸中氧的作用是____________________________________
_________。
(4)有氧呼吸的主要场所是________，进入该场所的呼吸底物是________。
(5)上图中请写出有氧呼吸总的反应方程式：____________________
_____________________________。
题号
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12
与[H]结合生成水，同时生成大量的能
线粒体
丙酮酸
C6H12O6＋6H2O＋6O2
量(2分)
题号
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题号
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8．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段
B．Cytc所处的位置为细胞膜外
C．只有线粒体基质能产生NADH
D．H＋借助F0和F1，以主动运输的方式进入膜内
√
题号
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题号
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A [图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程，有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段，A正确；Cytc所处的位置为线粒体内膜的外侧，B错误；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，也能产生NADH，C错误；H＋借助F0和F1进入膜内，不消耗ATP且合成ATP，不是主动运输，D错误。]
√
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9．下列4支试管中分别含有不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物。给适当条件，经一定时间的保温后，产生CO2的试管有( )
①葡萄糖＋细胞膜已破裂的细胞 ②葡萄糖＋线粒体 ③丙酮酸＋线粒体 ④葡萄糖＋细胞质基质
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
题号
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C [①有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，细胞膜已破裂的酵母细胞具备细胞质基质和线粒体，能够完成有氧呼吸的过程，有CO2产生，①正确；②有氧呼吸的第二阶段在线粒体中进行，反应物是丙酮酸和水，葡萄糖不能直接参与第二阶段的反应，因此虽然具有产生CO2的场所，但缺少反应物，不能产生CO2，②错误；③丙酮酸和线粒体，具备有氧呼吸第二阶段的反应物和场所，可以产生CO2，③正确；④酵母菌在细胞质基质中利用葡萄糖进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，④正确。]
√
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√
10．(不定项)如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述不正确的是( )
A．阶段a不能发生在硝化细菌中
B．阶段b等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行
C．阶段c中的能量均储存在ATP中，最终用于各项生命活动
D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的
√
题号
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ABC [阶段a为有氧呼吸第一阶段，能发生在硝化细菌中，A错误；阶段b属于有氧呼吸第二阶段的一部分，在线粒体基质中进行，B错误；阶段c中释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，用于各项生命活动，C错误；物质①为CO2，产生于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，所以其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，D正确。]
√
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12．(8分)某课题小组为了确定细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，进行了如下探究。
实验假设：有氧呼吸第二阶段只发生在线粒体中，不能在细胞质基质中完成。
实验过程：
题号
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实验结果：1号和2号试管中均检测到CO2(与预测结果不相符)。
请分析回答：
(1)实验结果与预期不相符的原因是肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，线粒体产生的CO2扩散进入细胞质基质中。改进措施：_______________________________________。
(2)实验步骤⑥依据的原理是丙酮酸在有氧呼吸的第二阶段和水彻底分解成____________，因此可以通过检测是否有________产生来判断丙酮酸是否被分解。
用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存
CO2和[H]
CO2
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(3)如果该实验时间过长，空气中的CO2溶入样本中的量足以被检测剂检测出，为了提高实验的科学性，排除干扰因素带来的实验误差，应如何解决？
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分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
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12
[解析] (1)为了防止肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，使线粒体产生的CO2进入细胞质基质，应采用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存。(2)丙酮酸和水在有氧呼吸第二阶段反应生成CO2和[H]，因此可以用灵敏的CO2检测剂检测是否有CO2产生来判断丙酮酸是否被分解。(3)为了排除空气中的CO2溶入样本对实验结果产生的干扰，可以分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸。
(教师用书独具)
1．下图表示醋酸杆菌呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )
√
C [醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，A错误；18O没有放射性，B错误；物质甲为丙酮酸，产生于细胞质基质，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，C正确；物质乙指还原性辅酶Ⅰ，记作[H](NADH)，D错误。]
2．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，不正确的是
( )
A．选择酵母菌为实验材料，是因为其为兼性厌氧菌
B．可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况
C．通入装置中的空气，要先通过盛有澄清石灰水的锥形瓶
D．在检测培养液中无氧呼吸产生的酒精时，要适当延长培养时间
√
C [酵母菌是真菌，是兼性厌氧性生物，因此可以选择酵母菌探究细胞呼吸方式，A正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，且CO2越多，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间越短，可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间，检测CO2的产生情况，B正确；通入装置中的空气，要先通过盛有氢氧化钠的锥形瓶，排除空气中的CO2对实验结果的干扰，C错误；由于葡萄糖会影响酒精的检测，因此，可适当延长酵母菌培养时间，以耗尽培养液中的葡萄糖再进行鉴定，避免对酒精的鉴定造成影响，D正确。]课时分层作业(17)
1 2 3 4 5 6 8 9 10 11
C D C C D B A C ABC AB
7．(除标注外，每空1分，共10分)(1)丙酮酸 水 二氧化碳 (2)⑥ (3)与[H]结合生成水，同时生成大量的能量(2分) (4)线粒体 丙酮酸 (5)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量(2分)
12．(每空2分，共8分)(1)用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存
(2)CO2和[H] CO2 (3)分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸
1．C [细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。]
2．D [酵母菌在有氧条件下才可以进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，故若要探究有氧呼吸，则需要打开阀a通入O2，A正确；酵母菌在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，因此在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油以隔绝O2，B正确；二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，为检验细胞呼吸产物是否含有CO2，在管口2接入装有澄清石灰水的试剂瓶，C正确；无氧呼吸产生的酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生反应由橙色变成灰绿色，因此用酸性重铬酸钾检测管口3取出的溶液变灰绿色，说明酵母菌发生了无氧呼吸，D错误。]
3．C [将酵母菌研磨滤液加入葡萄糖溶液中密闭放置，出现酒味，说明产生了酒精，但由于酵母菌被研磨，因此并不是酵母菌进行了无氧呼吸，A错误；气泡是无氧呼吸产生的二氧化碳，而能使酸性重铬酸钾变成灰绿色的是酒精，B错误；酵母菌被研磨并过滤得到滤液，无氧呼吸的场所是细胞质基质，此溶液相当于酵母菌的细胞质基质，C正确；由于缺乏细胞未裂解时的实验作对照，因此该实验并未证明“提取液中的物质只有在细胞裂解后才能发挥作用”，D错误。]
4．C [①有氧呼吸的第三阶段需要氧气参与，第二阶段不需要，①错误；②有氧呼吸第二和第三阶段都能生成ATP，②正确；③有氧呼吸第二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，③错误；④有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，④正确。]
5．D [由题意可知，2，4-二硝基苯酚(DNP)能抑制有氧呼吸过程中ATP的合成，有氧呼吸的三个阶段都有ATP的合成，因此DNP影响有氧呼吸三个阶段的反应，D正确。]
6．B [分析题图可知，a是有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，A正确；图中b过程代表有氧呼吸第二阶段，只能产生少量ATP，B错误；图中c过程代表有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体内膜，C正确；图中①参与有氧呼吸第二阶段，是H2O，②参与有氧呼吸第三阶段，是O2，D正确。]
7．(1)①是呼吸作用第一阶段与[H]同时产生的产物，表示丙酮酸；②是[H]与氧气结合的产物，表示水；③是有氧呼吸第二阶段的产物，表示二氧化碳。(2)④⑤⑥分别是有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和第三阶段，其中合成ATP最多的是⑥有氧呼吸第三阶段。(3)在有氧呼吸第三阶段，[H]和O2结合产生H2O，释放大量能量。(4)有氧呼吸的主要场所是线粒体，进入该场所的呼吸底物是丙酮酸。(5)有氧呼吸总的反应方程式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
8．A [图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程，有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段，A正确；Cytc所处的位置为线粒体内膜的外侧，B错误；有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，也能产生NADH，C错误；H＋借助F0和F1进入膜内，不消耗ATP且合成ATP，不是主动运输，D错误。]
9．C [①有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，细胞膜已破裂的酵母细胞具备细胞质基质和线粒体，能够完成有氧呼吸的过程，有CO2产生，①正确；②有氧呼吸的第二阶段在线粒体中进行，反应物是丙酮酸和水，葡萄糖不能直接参与第二阶段的反应，因此虽然具有产生CO2的场所，但缺少反应物，不能产生CO2，②错误；③丙酮酸和线粒体，具备有氧呼吸第二阶段的反应物和场所，可以产生CO2，③正确；④酵母菌在细胞质基质中利用葡萄糖进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，④正确。]
10．ABC [阶段a为有氧呼吸第一阶段，能发生在硝化细菌中，A错误；阶段b属于有氧呼吸第二阶段的一部分，在线粒体基质中进行，B错误；阶段c中释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分储存在ATP中，用于各项生命活动，C错误；物质①为CO2，产生于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，所以其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，D正确。]
11．AB [用18O标记葡萄糖，在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的18O进入CO2，不进入H2O，H2O中的氧来源于O2，因此产物CO2能检测到放射性，产物H2O中不能检测到放射性，A错误；O2参与有氧呼吸第三阶段生成H2O，用18O标记O2，产物O中能检测到放射性O参与有氧呼吸第二阶段，其场所为线粒体基质，生成产物C18O2，因此在线粒体基质生成的产物中也能检测到放射性，B错误；用14C标记葡萄糖，葡萄糖中的14C进入丙酮酸中，进而进入CO2中，产生CO2的场所是线粒体基质，故在线粒体中能检测到放射性，C、D正确。]
12．(1)为了防止肝细胞利用保存液中的葡萄糖进行有氧呼吸，使线粒体产生的CO2进入细胞质基质，应采用不含葡萄糖的保存液进行暂时保存。(2)丙酮酸和水在有氧呼吸第二阶段反应生成CO2和[H]，因此可以用灵敏的CO2检测剂检测是否有CO2产生来判断丙酮酸是否被分解。(3)为了排除空气中的CO2溶入样本对实验结果产生的干扰，可以分别给1号和2号设置对照，对照组所加的物质分别与1号和2号相同，只是步骤⑤不加丙酮酸。
