人教版高中生物必修一知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：08细胞呼吸（一）有氧呼吸

细胞呼吸（一）有氧呼吸
【学习目标】
1、理解细胞呼吸的概念、方式
2、掌握有氧呼吸的概念、过程和特点。
3、重点：有氧呼吸的过程及原理
4、难点：细胞呼吸的原理和实质；探究酵母菌细胞的呼吸方式。
【要点梳理】　
要点一、细胞呼吸方式
1、细胞呼吸的概念及本质
（1）概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
(2)本质：细胞内的有机物氧化分解，并且释放能量
要点诠释：细胞呼吸的概念可从以下五个方面理解掌握：
①发生场所：生活状态的细胞内。
②分解底物：生物体内的有机物(糖类、脂质和蛋白质等)。
③呼吸产物：CO2和水或不彻底的氧化产物(因呼吸类型而异)。
④反应类型：氧化分解(生物氧化)。
⑤能量变化：有机物中化学能释放，生成ATP。
2、实验——探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）实验目的：用兼性厌氧菌——酵母菌来研究细胞呼吸的不同方式。
设计和进行对比实验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞的呼吸情况。
（2)产物的鉴定：酒精+重铬酸钾的浓硫酸溶液 灰绿色；
CO2+Ca(OH)2 ＝CaCO3 + H2O
CO2+溴麝香草酚蓝水溶液 变绿 变黄
（3)实验步骤：
①配制酵母培养液，20g新鲜食用酵母菌+240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液
②检测CO2的产生，装置如图所示

③检测酒精的产生：
自A、B中各取2ml酵母菌培养滤液注入已编号1、2的两支试管中 分别滴加0.5ml溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液 震荡并观察溶液中颜色变化。
（4)实验现象及分析：
现象
分析结果
甲、乙石灰水都变浑浊
酵母菌在有氧和无氧条件下都产生CO2
甲装置浑浊快且程度高
酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快
2号试管由橙色变成灰绿色
无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精
1号试管不变色
（5)实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和H2O，在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
要点诠释：
对照实验：实验组的结果是实现未知，而对照组结果是已知的。
对比实验：两个实验组结果都是事先未知的。
要点二、有氧呼吸【细胞呼吸（一）有氧呼吸 】
1、有氧呼吸的主要场所
外膜：光滑
结构 内膜：嵴——增大了膜表面积，分布与有氧呼吸有关的酶
线粒体 基质：含有与有氧呼吸有关的酶、DNA
分布：均匀分布在细胞质中，但代谢旺盛的部位或细胞多。
2、有氧呼吸过程图解
/
3、有氧呼吸过程三个阶段的比较：
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜上
反应物
1葡萄糖（C6H12O6 ）
2丙酮酸（CH3COCOOH）和6H2O
24[H]和6O2
产物
2丙酮酸、4[H]、2ATP
6 CO2、20[H]、2ATP
12H2O和34 ATP
氧
不需要
不需要
需要
4有氧呼吸反应式及元素去向
C6H12O6 + 6H2O + 6O26CO2 + 12H2O+ 能量
要点诠释：（1）有氧呼吸反应式中箭头不能写成等号，能量不能写成ATP
（2）葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质，有氧呼吸时1O2~1CO2，但分解其他物质（如脂质）时不一定是此关系。
5、特点
必要条件：有氧的参与、多种酶的催化
过程特点：①能量是逐步释放的；②有机物彻底氧化分解。
6、能量转化
1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870KJ的能量，其中1161KJ左右的能量储存在ATP中，转化效率只有40%，其余以热能形式散失掉。
【典型例题】　
类型一：细胞呼吸的方式
例1、人红细胞无线粒体但能携带氧。红细胞所需能量的来源主要是利用（ ）
A．葡萄糖，进行有氧呼吸　　　 B．葡萄糖，进行无氧呼吸
C．乳酸，进行有氧呼吸 　　　　D．乳酸，进行无氧呼吸
【答案】B
【解析】红细胞尽管携带氧气，但由于本身不含有线粒体（不含进行有氧呼吸的酶），所以不能进行有氧呼吸。但红细胞含有无氧呼吸的酶，能够进行无氧呼吸。动物细胞无氧呼吸的原料是葡萄糖，产物是乳酸和能量。
【总结升华】本题主要考查红细胞的能量来源。
例2、下图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
A
加入240ml的葡萄糖溶液
加入10g活性干酵母
①
B
加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②
加入石蜡油，铺满液面
（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的 变量。
（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
C
③
④
加入石蜡油，铺满液面
（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：
（用“<、=、>”表示），则假设成立。
【答案】
（1）①不加入石蜡油；②加入10g活性干酵母
（2）去除氧气 自
（3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液；④不加入活性干酵母
（4）A>B>C
【解析】分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则，因此①处应填：不加入石蜡油，②处应填：加入10g活性干酵母。B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量。要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，④不加入活性干酵母。因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。
【总结升华】本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。
【举一反三】：
【变式一】
某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，制作了如下图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙内用液体石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是(　 　)
A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果
C．乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D．乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
【答案】D
【变式二】
在一普通锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下图所示。在下列有关的坐标图中，不正确的是（ ）。
　　　　　　/
【答案】B
【解析】图示为酵母菌的无氧呼吸，在此过程中酵母菌消耗葡萄糖，产生酒精和 CO2。 CO2溶于水导致 pH 降低。酵母菌的数量经过快速增长后处于稳定后期，随后，由于营养物质的消耗和环境的改变酵母菌的死亡率大于出生率，最终导致细菌的数量下降。
类型二：有氧呼吸
例3、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（ ）
　　A．葡萄糖～丙酮酸～水
B．葡萄糖～丙酮酸～氧
C．葡萄糖～带氧～水
D．葡萄糖～丙酮酸～二氧化碳
【答案】D
【解析】葡萄糖的有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸（糖酵解），同时产生[H]和少量ATP，第二阶段是丙酮酸分解成C02，同时产生[H]和少量ATP；第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧气生成水，同时产生了大量的ATP。从C6Hl2O6被氧化分解产生H20和C02的全过程可以看出，葡萄糖中180的转移途径是葡萄糖——丙酮酸——二氧化碳。
要点诠释：同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、去向，进而了解化学物质的变化、反应机理等。用于放射性同位素示踪的元素一般是构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、32P、35S等。
【总结升华】本题考查有氧呼吸过程中元素的去向。学生们要深入了解其过程，然后跟踪其元素去向。
【举一反三】：
【变式一】
下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答：
(1)有氧呼吸的全过程分为________个阶段。释放的CO2是在第________阶段产生的；H2O是通过第________阶段形成的；产生ATP最多的是第________阶段。
（2）有氧呼吸的主要场所是_______，进入该场所的呼吸底物是__________。
（3）写出有氧呼吸的总反应式________ ___ __。
（4）下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是(　　　　)
A．葡萄糖→丙酮酸
Ｂ．ADP＋Pi＋能量→ATP
Ｃ．H2O→[H]＋O2
【答案】（1）三 二 三 三 （2）线粒体 丙酮酸
（3） 反应式 ：C6H12O6 + 6H2O + 6O26CO2 + 12H2O+ 能量 （4） B
【巩固练习】
一、单项选择题：
1．人体进行有氧呼吸的场所是（ ）。
A. 肺泡 　　B. 细胞质基质 　　C. 线粒体　　　　D. 细胞质基质和线粒体　
2．用含18O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O 转移的途径是（ ）。
A. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 氧
B. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 氧
C. 葡萄糖 —— 氧 —— 水
D. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 二氧化碳
3. 在四支试管中分别含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物，经一定时间的保温后，能产生的 CO2的是（ ）。
A. 葡萄糖＋细胞膜已经破裂的细胞　　　 B. 葡萄糖＋线粒体
C. 丙酮酸＋核糖体　　　　　　　　　　 D. 丙酮酸＋内质网
4．有氧呼吸全过程中的物质变化可分为三个阶段：
①C6H12O6→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。
下列与此相关的叙述中，正确的是(　　)
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
C．第①②阶段的中间产物能为其他化合物的合成提供原料
D．第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
5. 下列生物中，细胞呼吸只在细胞质基质中进行的是( )
A乳酸菌 B酵母菌 C结核杆菌 D硝化细菌
6．在有氧呼吸过程中，CO２的产生和氧气的参与分别发生在 ( )
A.第一阶段和第二阶段? B.第二阶段和第三阶段?
C.第一阶段和第三阶段? D.O２参与产生CO２，都在第三阶段?
7. 有氧呼吸的过程中，能生成大量ATP的阶段是 ( )
A.由葡萄糖分解成丙酮酸时?B.丙酮酸彻底分解成CO２和［H］时
C.丙酮酸分解成CO２和酒精时
D.葡萄糖分解的［H］和丙酮酸分解出的［H］与O２结合生成H２O时
8．人体内的葡萄糖经彻底氧化分解并释放能量，其中大部分能量的去向是( )?
A.供细胞生命活动消耗? B.贮存在线粒体中
C.作为热能散失? D.贮存在高能化合物中
9．新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能适当延长保鲜时间的生理原因是 ( )?
A.呼吸作用减弱 B.呼吸作用加强?
C.光合作用减弱 D.促进了物质分解?
10．植物细胞进行有氧呼吸的主要场所和分解的主要能源物质是 ( )
A.叶绿体、葡萄糖 B.线粒体、叶绿体基质
C.线粒体、葡萄糖 D.高尔基体、核糖体
11.下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
12.在有氧呼吸的过程中，进入细胞的氧将（ ）
①与氢结合成水；②与碳结合成二氧化碳；③在线粒体中被消耗；④在线粒体与细胞质基质中被消耗
A ①④ B②③ C①③ D②④
13.向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法正确的是(　　)
A．若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加
B．若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加
C．若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗增加
D．若丁能抑制[H]被氧化成水，则会使O2的消耗减少
二、非选择题
　1．（填空）向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入A、B、C、D四种抑制剂。加入A后，O２不能被消耗；加入B后，细胞质中丙酮酸增多；加入C后，线粒体中ADP增加；加入D后，丙酮酸减少，这四种抑制剂的作用分别是：_______抑制葡萄糖分解；______抑制丙酮酸分解；_______ 抑制［H］氧化成水；_______抑制ATP生成。
2. 将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)，把等量的上清液、沉淀物和未经离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3支试管中(如下图)，分别进行以下四项独立的实验，请回答：
/
(1)实验一：向3支试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液，3支试管中的最终产物分别是 _______。?
(2)实验二：向3支试管中分别滴加等量的丙酮酸，3支试管中的最终产物分别是_______。
(3)实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，3支试管中的最终产物分别是_______。
(4)实验四：向3支试管中分别加入等量的荧光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质)重复实验一，从理论上，发光最强的是_______试管。
3. 实验探究：某同学为了探究酸碱度酵母菌酒精发酵的酶促反应速率的影响，设计了以下实验：
（1）实验用具：烧杯、注射器 4 支、凡士林、干酵母粉、葡萄糖、配制好的pH 分别为 5 、 6 、 7 、 8 的缓冲液。
（2）实验步骤：
　　① 用开水配制质量分数为 10% 的葡萄糖溶液 100mL ，冷却到室温（ 26℃ ）后，加入 4g 干酵母粉，反应 10min 。
　　②_______________________________________________
　　③_____________________________________________________
　　④_________________________________________________
　　⑤_________________________________________________
（3）实验记录：产生 2mL 气体体积量（以针筒推柄上升的毫升数表示为产气量）所需要的时间如下表：
pH
pH=5
pH=6
pH=7
pH=8
时间 （ s ）
8
7
6
7.5
（4）实验结论：________________________________________________________。
（5）回答问题：实验过程中为什么要等到葡萄糖溶液冷却后再加入酵母粉？
　　____________________________________________。
【答案与解析】
一、单项选择题
1【答案】D
【解析】有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行。
2【答案】D
【解析】C6Hl2O6被氧化分解产生H20和C02的全过程可以看出，葡萄糖中180的转移途径是葡萄糖——丙酮酸——二氧化碳
3【答案】A
【解析】 细胞膜已破裂的细胞内含有细胞质基质的成分及线粒体，葡萄糖能在其中完成整个有氧呼吸作用过程并产生 CO2。在线粒体中参与反应的底物是丙酮酸而不是葡萄糖。
4【答案】Ｃ
【解析】有氧呼吸的任何一个阶段都需要酶的催化，都有ATP产生；第三阶段产生ATP最多；第一、二阶段能产生多种中间产物，为合成其他化合物提供原料；无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是完全相同的。
5【答案】A
【解析】A乳酸菌只能进行无氧呼吸，两个阶段都在细胞质基质中进行。B.酵母菌是兼性厌氧型生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸C、D是原核生物没线粒体，但它们进行的是有氧呼吸没错，应该是第三阶段在细胞膜内膜上进行。
6【答案】 B
【解析】考查有氧呼吸过程的三个阶段。C02的产生在第二阶段，O２的参与在第三阶段。
7【答案】D
【解析】考查有氧呼吸过程的三个阶段释放能量的情况,第一、二阶段释放的是少量能量，第三阶段释放大量能量。
8【答案】C
【解析】有氧呼吸作用过程中，分解有机物释放的能量绝大部分都以热能的形式散失掉。
9【答案】A
【解析】食物要保鲜，要适当降低其呼吸作用。
10【答案】C【解析】本题考查有氧呼吸的主要场所（线粒体）、和呼吸常用的物质（葡萄糖）。
11【答案】D
【解析】ABC考查细胞呼吸的相关知识，是正确的。A细胞呼吸的进行需要一系列的酶来催化；B人体内所有细胞都在进行呼吸——氧化分解有机物，释放能量；C酵母菌是兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。D叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用。是错误的，因为呼吸作用时刻都在进行。
12【答案】C【解析】考查有氧呼吸过程中氧的去向。氧是第三阶段才参与进去的，氧要和前两个阶段产生的[H]结合形成水，这一反应是在线粒体的内膜上进行的。
13【答案】D【解析】识记有氧呼吸三阶段发生的物质变化。葡萄糖初步分解是在第一阶段，产物为丙酮酸；丙酮酸的消耗在第二阶段，分解产生二氧化碳；[H]的氧化在第三阶段，与O2结合生成水；三个阶段都有能量释放，能量转移给ADP生成ATP。
二、非选择题：
1．【答案】DBAC
【解析】抑制[H]氧化成水那就是[H]与O2这个反应被抑制，所以O2的消耗减少 ；
抑制葡萄糖分解，使丙酮酸不是增加，而是减少，因为葡萄糖分解得丙酮酸
抑制ATP的形成，使ADP的消耗不是增加，而是减少。因为ATP的形成要消耗ADP
抑制丙酮酸分解，则使葡萄糖的消耗减少，因为葡萄糖分解得丙酮酸
2.【答案】
(1)丙酮酸、葡萄糖、C02 和H20
（2）丙酮酸、C02 和H20 、C02 和H20
(3)酒精和C02、葡萄糖、酒精和C02（4）丙
【解析】本题考查有氧呼吸的三个过程以及三个过程的场所及其产物。
3【答案】
②取 4 支注射器，分别标号 A 、 B 、 C 、 D
③分别抽取 2mL 含酵母的葡萄糖液
④A 、 B 、 C 、 D 再对应抽取 pH 分别为 5 、 6 、 7 、 8 的缓冲液，并用凡士林涂抹在针头及有关地方 。
⑤观察并记录各注射器针筒推柄上升 2mL 所需的时间
（4）pH 为 7 时，酵母菌的发酵速率最快，过高或过低的 pH 都会影响酵母菌中酶的活性，影响发酵速率
（5）防止酵母菌被高温杀死以及防止酶失去活性
【解析】本题考查实验设计和酵母菌的细胞呼吸知识。