第1课时 细胞呼吸的原理和应用(一)
课前自主预习案
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
2．不同条件下的装置[填图]
(1)有氧条件装置：
(2)无氧条件装置：
3．检测细胞呼吸产物所用试剂与现象[填表]
检测产物
所用试剂
实验现象
二氧化碳
澄清的石灰水
变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液
由蓝变绿再变黄
酒精
(酸性)重铬酸钾溶液
橙色变成灰绿色
4.结论
酵母菌的呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸。
二、有氧呼吸
1．主要场所——线粒体[据图填空]
(1)写出序号代表的结构名称：
①外膜；②内膜形成的嵴；③线粒体基质。
(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：②③。
(3)线粒体的分布：集中在代谢旺盛的部位。
2．化学反应式
C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
3．物质转化过程[填图]
4．能量转化
判断有关叙述的正误
(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的、有活性的( )
(2)重铬酸钾溶液可以直接和酒精发生化学反应变成灰绿色( )
(3)有氧呼吸的过程只发生在线粒体内( )
(4)有氧呼吸三个阶段所需要的酶是相同的( )
(5)有氧呼吸释放的能量全部用于合成ATP( )
(6)有氧呼吸既产生水也消耗水( )
(7)有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]全部用于第三阶段( )
(8)酵母菌细胞既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸( )
(9)线粒体基质中含有少量的DNA和RNA( )
(10)有氧呼吸的三个阶段都产生能量，但产生的量不同( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)√
课堂互动探究案
【课程标准】
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
探究酵母菌的呼吸方式
【素养达成】
1．简述细胞呼吸的概念和化学变化过程。(科学思维)
2. 通过实验探究不同条件下酵母菌的细胞呼吸方式。(科学探究)
3．说出线粒体的结构和功能；说明有氧呼吸的过程及原理。(科学思维)
4．探讨有氧呼吸在生产和生活中的应用。(社会责任)
翱翔的飞机需要发动机燃烧油料来提供能量，这一过程中，油料在发动机内剧烈燃烧，需要消耗氧气，产生二氧化碳，同时产生大量的能量推动发动机运转。生物体的生命活动也需要消耗能量，这些能量来自于有机物的氧化分解，也就是细胞呼吸。细胞呼吸和燃烧有什么区别？它的过程又是怎样的呢？
探究点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
【师问导学】
下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析：
1．结合对实验材料的选择和处理，探讨以下问题：
(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，且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌？
(3)为什么要把装置放置在25℃～35℃的环境下培养？
答案：
(1)新鲜的酵母菌繁殖快，细胞代谢旺盛，实验效果明显。
(2)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)在25 ℃～35 ℃的条件下，酵母菌中酶的活性最高，生命活动最旺盛，细胞呼吸明显，可保证实验效果。
2．本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？
答案：自变量是氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证A瓶中有氧气存在，乙中B瓶密封是保证无氧环境。
3．图甲中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
答案：NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O，保证了通入酵母菌培养液的气体中不含CO2，避免对实验结果造成干扰。
4．B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
答案：B瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2。所以，要过一段时间，等B瓶中的氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。
5．A装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？
答案：保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。
6．产物检测
(1)酒精的鉴定：橙色的______________溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成____________色。
(2)CO2的鉴定：CO2可使________变浑浊，也可使________水溶液由________变________再变________。
答案：
(1)重铬酸钾 灰绿
(2)澄清石灰水 溴麝香草酚蓝 蓝 绿 黄
7．结果分析
(1)甲、乙装置中的澄清石灰水都变浑浊，但是甲装置石灰水变浑浊的程度大。说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从A、B中各取少量培养液分别注入1、2号两支试管中，再分别加入0.5 mL含有重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡后发现1号试管不变色，2号试管变成灰绿色。这说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸产生二氧化碳，但是有氧条件下产生的二氧化碳更多些 (2)酵母菌在无氧条件下会产生酒精
8．实验结论：酵母菌的细胞呼吸有两种方式：
________________________________________________________________________。
答案：有氧呼吸和无氧呼吸
【智涂笔记】
对比实验和对照实验
对比实验是指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，这样的实验叫做对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。
小贴士：重铬酸钾可以检测有无酒精存在，这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶(两者均为橙色)，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。
酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸过程中均会产生CO2，故不能依据是否有CO2产生来判断酵母菌的细胞呼吸类型，但可以以CO2产生的速率作为检测指标。
【师说核心】
一、本实验课题的分析归纳
1．实验原理
2．实验步骤
3．实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变浑浊/快
无变化
乙组(无氧)
变浑浊/慢
出现灰绿色
4.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)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精和CO2。
二、实验课题的拓展分析
1．本实验的探究课题可以转变为：探究有氧条件和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。
2．根据检测目的不同，可细化为两个子课题：①在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生CO2的多少；②在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。具体分析如下：
课题名称
课题一
课题二
自变量
有氧和无氧
因变量
产生CO2的多少
酒精的有无
观察指标
①澄清石灰水变浑浊的程度
②溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄所用时间的长短
重铬酸钾溶液的颜色变化
无关变量
温度、营养物质的浓度和总量等
实验结论
在有氧条件下产生的CO2多
在无氧条件下才能产生酒精
【检测反馈】
1．(合格必考)下列可用于探究不同呼吸方式的实验材料是( )
A．萌发的种子 B．蛔虫
C．草履虫 D．以上均可以
解析：萌发的种子既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸；蛔虫只进行无氧呼吸；草履虫只能进行有氧呼吸。
答案：A
2．(合格必考)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，说法不正确的是( )
A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物
B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液
C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
解析：酵母菌属于兼性厌氧生物，适用于作为研究细胞呼吸的实验材料，A正确；在有氧呼吸的装置中，不可将空气直接通入酵母菌的培养液，应先用NaOH吸收除去空气中的二氧化碳，B错误；酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊，C正确；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色，D正确。
答案：B
3．(合格必考)如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( )
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若c瓶和e瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
解析：该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙组互为对照组，A错误；若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以d瓶内的溶液会变灰绿色，B错误；由于CO2能使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，所以可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，但产生的量不等，所以可以根据浑浊程度判断酵母菌的呼吸方式，D错误。
答案：C
4．(合格必考)如图中所示烧杯内装有含酵母菌的葡萄糖溶液，试管中装有澄清的石灰水，两日后发现石灰水变浑浊并有沉淀产生。对这一现象的正确解释是( )
A．大气中的CO2进入试管内
B．酵母菌进行光合作用时放出CO2
C．酵母菌进行无氧呼吸时放出CO2
D．酵母菌进行有氧呼吸时放出CO2
解析：CO2能够与Ca(OH)2发生反应生成CaCO3，使澄清的石灰水变浑浊；酵母菌是真菌，不能进行光合作用；烧杯被石蜡密封，因此酵母菌主要进行无氧呼吸，CO2就产生于无氧呼吸过程。
答案：C
5．(等级选考)如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(不影响种子的生命力)。实验开始时U型管左侧液面与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧液面高度变化，以下关于该实验的分析正确的是( )
A．种子在消毒剂中清洗是为了防止微生物呼吸作用干扰实验结果
B．此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率
C．一段时间后右侧液面高度不再变化，说明种子的细胞呼吸完全停止
D．为排除外界因素的影响，需要将装置中的NaOH溶液换成清水(其他保持不变)作为对照组
解析：装置中含有空气，所以测定的是有氧呼吸速率而不是无氧呼吸速率。一段时间后右侧液面高度不再变化，原因可能是锥形瓶内氧气消耗完毕，种子不能进行有氧呼吸，但不能说明种子的细胞呼吸完全停止。D项中对照组的设置可以校对外界环境变化带来的误差，但实验设置错误，应该用等量的在稀释的消毒剂中清洗过的死种子(其他保持不变)作为对照组。
答案：A
6．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]某实验兴趣小组探究了种子萌发初期种子质量的变化和所在密闭容器中温度的变化，结果见下表。下列叙述不正确的是( )
初始种子
质量(g)
现在种子
质量(g)
2小时前
的温度
现在的
温度(℃)
甲组
萌发的种子
30
25.5
26
32
乙组
煮熟的种子
30
29.7
26
26
A．乙组种子不进行细胞呼吸，在该实验中起对照作用
B．甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物
C．甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸吸收了能量
D．本实验结果说明种子萌发初期细胞呼吸强于萌发之前
解析：乙组是煮熟的种子，不能进行呼吸作用，为对照组，A正确；甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物，B正确；甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸释放了能量，C错误；甲组容器中温度上升，说明种子萌发初期细胞呼吸强于萌发之前，D正确。
答案：C
探究点二 有氧呼吸的过程
【师问导学】
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式，下图是细胞内有氧呼吸的过程示意图，结合该图分析下面的问题：
1．仔细观察上图，分析线粒体与其功能相适应的结构特点有哪些？
答案：线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，大大增加了内膜表面积，在内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
2．结合图解，对有氧呼吸的三个阶段进行归纳，完成下表。
阶段
场所
反应物
产物
释放能量
第一阶段
细胞质基质
葡萄糖
________
少量
第二阶段
______
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量
第三阶段
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
______
答案：丙酮酸、[H] 线粒体基质 大量
3．仔细观察教材P93图5－9，并阅读教材文字叙述，讨论并交流下列问题：
(1)试从元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向，写出反应式并用箭头进行标注。
(2)如果用放射性同位素18O来分别标记A组的C6HO6中的O和B组中的18O2，试分析A、B两组中的放射性元素最终会出现在哪种产物中。
(3)分析糖类(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？
(4)细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化？
(5)1 mol葡萄糖在体内彻底氧化分解共释放出2 870 kJ的能量，其中有________ kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失，以维持体温的恒定。
答案：
(1)
(2) A组标记的是C6HO6，C6H12O6的利用过程是C6HO6→丙酮酸→C18O2，所以A组的放射性出现在产物的CO2中。B组对18O2进行标记，在有氧呼吸中，18O2是在第三个阶段参与的，其产物是HO，所以B组的放射性首先出现在H2O中。HO可以参与第二阶段丙酮酸的氧化分解，又会出现在C18O2中，即18O2→HO→C18O2。
(3)因为线粒体膜上含运输丙酮酸的载体蛋白，不含有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)。
(4)细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能，转变成储存在ATP的高能磷酸键中活跃化学能和热能。
(5)977.28
4．有氧呼吸和物质燃烧的异同，完成下表。
有氧呼吸
物质燃烧
反应条件
温和条件，需要酶催化
________
能量释放程度
________
剧烈释放
是否生成ATP
是
________
答案：点燃 缓慢释放 否
5．根据反应式概括有氧呼吸的概念：有氧呼吸是指细胞在________的参与下，通过多种________的催化作用，把________等有机物________氧化分解，产生________，释放________，生成大量ATP的过程。
答案：氧 酶 葡萄糖 彻底 二氧化碳和水 能量
【智涂笔记】
[名师点拨] 关注细胞呼吸过程中的几个易误点
(1)有氧呼吸的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。
(3)[H]是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶I(NAD＋)转化成还原型辅酶I(NADH)。
(4)有氧呼吸的三个阶段都需要不同的酶来催化。
(5)原核生物没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和细胞膜。
(6)产生CO2的不只是有氧呼吸，酒精发酵过程中也有CO2的产生。
(7)有氧呼吸过程中产生的水和反应物中的水其来源和去向不同，所以不是同一分子的水。
【师说核心】
1．过程图解
2．过程分析
(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：(研究方法：同位素标记法)
(2)反应物和产物：
①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。
②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧元素来自O2，场所是线粒体内膜。
③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
(3)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：
来源
去路
[H]
有氧呼吸：C6H12O6和H2O
无氧呼吸：C6H12O6
有氧呼吸：与O2结合生成水
无氧呼吸：还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸：三个阶段都产生
无氧呼吸：只在第一阶段产生
用于各项生命活动
(4)能量代谢：
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
【检测反馈】
1.(合格必考)如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是( )
A．②处发生有氧呼吸第二阶段
B．①处产生ATP
C．②处产生CO2
D．③处发生[H]与O2的结合反应
解析：分析示意图可知，①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质和内膜。有氧呼吸的第二阶段发生在场所②，该过程有CO2产生，而[H]与O2的结合反应在③上完成。物质氧化分解过程不能在①处进行，①处也不能产生ATP。
答案：B
2．(合格必考)下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是( )
A．①②④中数值最大的是①
B．③代表的物质名称是氧气
C．线粒体能完成图示全过程
D．原核生物能完成图示全过程
解析：④是有氧呼吸的第三阶段释放的能量，有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，A错误；③是第二阶段的反应物水，不是氧气，B错误；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，线粒体只能完成有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，C错误；原核生物如蓝藻，能完成有氧呼吸过程，D正确。
答案：D
3．(合格必考)提取鼠肝细胞的线粒体作为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量较小，同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是( )
A．有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段
B．在线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖
C．葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸
D．水是在细胞质基质中生成的
解析：由题意可知，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；说明由丙酮酸和氧参与的第二、三阶段是在线粒体内进行的，A正确；当注入葡萄糖时，测得几乎不耗氧，说明线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖，B正确；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大，说明葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸，C正确；本实验无法证明水是在细胞质基质中生成的，由有氧呼吸过程知，水是在线粒体中生成的，D错误。
答案：D
4．(等级选考)为揭示有氧呼吸过程中的生化反应途径，科学家经历了复杂的探索。
请回答问题：
(1)科学家用鸽子的飞行肌作为研究材料，因为飞行肌细胞呼吸速率较高，适合用于研究氧化分解过程。葡萄糖在细胞质基质中经过糖酵解(有氧呼吸第一阶段)产生的________________________________________________________________________
进入线粒体，最终分解为________和水，释放大量能量，为肌细胞供能。
(2)20世纪30年代，科学家分别发现线粒体内存在两个反应 过程，表示如下(字母代表不同中间产物)。
过程1：A→B→C→D→E
过程2：E→F→G→H
两个反应过程存在什么关系呢？科学家利用丙二酸(抑制E→F过程)和中间产物F进行实验，结果如下图所示。
根据实验结果分析，过程1与过程2最可能连成________(线形、环形)代谢途径，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。例如，科学家曾用________法追踪各种有氧呼吸中间产物转化的详细过程。
(4)有氧呼吸生化反应途径的揭示过程，给你带来的关于科学研究的启示有________________________________________________________________________。
解析：本题考查学生的实验探究能力，选取有氧呼吸的科学真实探究过程，依实验结果推导实验结论，根据已有知识可知：葡萄糖在细胞质基质中经过糖酵解(有氧呼吸第一阶段)产生的丙酮酸进入线粒体，最终分解为CO2和水，释放大量能量，为肌细胞供能。依实验结果可推测过程1与过程2最可能连成环形代谢途径，理由：第3组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C增加，说明过程2可促进过程1；第3组和第2组相比，注射丙二酸，抑制了E→F的过程，导致E物质积累，支持环形代谢途径的假设。现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。例如，科学家曾用同位素标记法追踪各种有氧呼吸中间产物转化的详细过程。
答案：
(1)丙酮酸 CO2 (2)环形
证据1：第3组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C增加，说明过程2可促进过程1
证据2：第3组和第2组相比，注射丙二酸，抑制了E→F的过程，导致E物质积累，支持环形代谢途径的假设
(3)(同位素)示踪
(4)答案样例：技术促进科学发展、科学研究注重实验证据等
(可从科学研究需要合理选材、巧妙设计、充分论证和善用技术等方面作答，答案合理即可。)
【网络建构】
【主干落实】
1．酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，是兼性厌氧型生物。
2．CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
3．橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
4．有氧呼吸的反应式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
5．有氧呼吸的三个阶段：
(1)细胞质基质：C6H12O6丙酮酸＋[H]＋能量。
(2)线粒体基质：丙酮酸＋H2OCO2＋[H]＋能量。
(3)线粒体内膜：[H]＋O2H2O＋能量。
课后分层检测案17 细胞呼吸的原理和应用(一)
授课提示：对应学生用书161页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．利用如图所示装置探究酵母菌的无氧呼吸，正确的操作方法是( )
A．A瓶先敞口培养一段时间后，再连通B瓶
B．A瓶密封后，应该立即连通B瓶
C．A瓶密封后，培养一段时间，再连通B瓶
D．实验结束后，在B瓶中加入重铬酸钾检验酒精
解析：探究酵母菌无氧呼吸需要设置无氧条件，同时检测无氧呼吸的产物CO2，因此装置中要将A瓶密封一段时间，让酵母菌将瓶中的氧气消耗干净后再连通B瓶，保证澄清石灰水变浑浊是由酵母菌在无氧条件下产生CO2造成的。
答案：C
2．在检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是( )
A．CO2可使澄清的石灰水变浑浊
B．CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
C．乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色
D．乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
解析：CO2能使澄清的石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。乙醇在酸性条件下(浓硫酸)能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色。
答案：C
3．在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧将( )
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳 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 B．②③
C．①③ D．②④
解析：在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧在有氧呼吸的第三阶段被用于氧化有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]，这一步是在线粒体内膜上进行的。
答案：C
4．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→氧→水
D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
解析：在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体基质中彻底分解成CO2。
答案：D
5．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
解析：细胞呼吸是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。
答案：C
6．在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在( )
A．第一阶段和第二阶段 B．第一阶段和第三阶段
C．第二阶段和第三阶段 D．第三阶段和第二阶段
解析：在有氧呼吸的第二阶段，2分子的丙酮酸和6分子的水在酶的作用下，生成6分子的CO2和20分子[H]并释放少量的能量；第三阶段是前两阶段产生24分子[H]与6分子的O2反应，生成水并释放大量的能量。
答案：C
7．下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是( )
A．细胞呼吸是重要的放能反应
B．细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程
C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D．细胞呼吸是细胞与环境间的气体交换
解析：细胞呼吸是细胞内重要的释放能量的反应，A正确；细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程，B正确；细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程，C正确；细胞呼吸是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，D错误。
答案：D
8．[2019·东城高一期末]如图为某种生物细胞有氧呼吸的基本过程示意图。
(1)阶段A进行的场所为________。阶段A和阶段B都能够产生的物质①是________。
(2)在此三个阶段中产生大量ATP的是________，此过程是在________进行的。
(3)若将一只小鼠放入含有18O2的密闭容器中，小鼠体内首先出现18O的化合物是图中的[ ]________。
(4)若蚕豆种子在发芽的早期测定得出CO2的释放量比O2的吸收量大3～4倍，说明此时蚕豆的呼吸方式为________。
解析：据图分析，阶段A表示有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质，产生的物质①是[H]；阶段B表示有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质；阶段C表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，产生的物质②是水。(1)根据以上分析可知，阶段A表示有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质；物质①是[H]。(2)阶段C表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，可以产生大量的ATP。(3)氧气参与小鼠有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成水，因此若将一只小鼠放入含有18O2的密闭容器中，小鼠体内首先出现18O的化合物是图中的②H2O。(4)蚕豆种子有氧呼吸消耗的氧气与产生的二氧化碳量相等，而无氧呼吸不消耗氧气，产生二氧化碳。根据题意分析，蚕豆种子呼吸作用消耗的氧气比释放的二氧化碳少，说明此时同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸。
答案：(1)细胞质基质 [H] (2)阶段C 线粒体内膜
(3)②H2O (4)有氧呼吸与无氧呼吸(无氧呼吸比有氧呼吸占优势)
9．[2019·北京西城高一期末] 某科学研究小组为了研究有氧呼吸的场所及过程，进行了如下3组实验，待充分反应后，分别用澄清石灰水和本尼迪特试剂(斐林试剂)对反应产物进行检测，请回答：
组别
反应溶液
结果鉴定
澄清石灰水
斐林试剂
1
线粒体＋葡萄糖溶液＋氧气
不浑浊
＋＋＋
2
细胞质基质＋葡萄糖溶液＋氧气
不浑浊
＋＋
3
线粒体＋细胞质基质＋葡萄糖溶液＋氧气
浑浊
＋＋
注：“＋”的多少表示颜色的深浅
(1)为保证实验结果的科学性，每组葡萄糖溶液的浓度和体积应该保持________________。
(2)比较第________组结果可推测，葡萄糖首先在________发生分解。经测定，葡萄糖分解的产物是丙酮酸和[H]。
(3)比较第________组的结果，可推测葡萄糖分解的产物移动到________继续分解产生________。
(4)本实验________(填写“能”或“不能”)说明O2参与哪一阶段的反应。
解析：有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O―→6CO2＋12H2O＋能量。第一阶段：在细胞质基质中，反应式：C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，反应式：2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O→20[H]＋6CO2＋少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，反应式：24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量。(1)根据表格分析可知，葡萄糖溶液属于无关变量，因此其浓度和体积应该保持相同。(2)葡萄糖属于还原糖，与斐林试剂反应产生砖红色沉淀；根据表格可知，第2组与第1组相比，葡萄糖减少了，说明葡萄糖首先是在细胞质基质中分解的。(3)比较第2、3组发现，第3组澄清石灰水变浑浊了，说明葡萄糖分解的产物移动到线粒体继续分解产生了二氧化碳。(4)本实验没有检测氧气的消耗，也没有检测水的产生，因此不能说明O2参与哪一阶段的反应。
答案：
(1)一致(相同) (2)1和2 细胞质基质
(3)2和3 线粒体 CO2 (4)不能
【等级考选学做】(学业水平三、四)
10．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
解析：若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗减少，A错误；丙酮酸是葡萄糖分解的中间产物，若乙能抑制葡萄糖分解，则会使葡萄糖分解的产物丙酮酸减少，B错误；形成ATP的过程要消耗ADP，若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗减少，C错误；若丁能抑制[H]被氧化成水，则使会O2的消耗减少，D正确。
答案：D
11．图示为测量动物呼吸的实验装置，图中a为红墨水珠，b中装有KOH溶液。此装置可测量动物( )
A．放出的CO2量
B．放出的O2量
C．吸收的CO2量
D．吸收的O2量
解析：动物呼吸吸收O2，产生CO2，由于CO2被KOH溶液吸收，故该装置测量的是瓶中O2的减少量。
答案：D
12．在四支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度下，会产生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(无氧)
A．①② B．①③④ C．②③④ D．①④
解析：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，有二氧化碳产生，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，因此虽然具有产生二氧化碳的场所，但缺少反应物，不能产生二氧化碳，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，可以产生二氧化碳，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，产生酒精和二氧化碳，④正确。所以在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有①③④。
答案：B
13．在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图所示。在以下有关坐标图中，不正确的是( )
解析：解决此题，首先要明确所给条件：密封的锥形瓶中，内含酵母菌的葡萄糖溶液。根据此条件，酵母菌可以在其中大量繁殖，葡萄糖的含量应逐渐降低，最后被分解利用完，所以C选项是正确的。锥形瓶中缺乏氧气，酵母菌此时的细胞呼吸为酒精发酵，分解葡萄糖产生酒精和CO2，酒精的含量升高，到葡萄糖完全消耗掉，酒精的浓度不再增加，所以A坐标图是正确的。酒精发酵过程中产生的CO2溶于水形成H2CO3，随时间的延长，H2CO3的浓度升高，溶液的pH逐渐降低。由于CO2在水中的溶解度一定，且H2CO3===CO2＋H2O，所以溶液pH降到一定程度后便不再降低，所以坐标图D是正确的。由于葡萄糖的量是一定的，被酵母菌利用后便逐渐减少，酵母菌繁殖速率逐渐减慢，所以坐标图B是错误的。
答案：B
14．请据图分析，经数小时后，U型管甲、乙两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)( )
A．甲处上升，乙处下降
B．甲、乙两处都下降
C．甲处下降，乙处上升
D．甲、乙两处都不变
解析：由于小白鼠的呼吸作用吸收O2并产生CO2，但产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致集气瓶中气体体积变小，所以U型管中的乙端上升，而甲端下降。
答案：C
15．将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是( )
A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况
C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
解析：打开阀a可保证氧气的供应，A项正确；经管口3取样只能检测酒精的产生情况，B项错误；实验开始前整个装置需进行气密性检查，确保有氧、无氧条件只是通过管口1控制的，C项正确；管口2连通装有澄清石灰水的试剂瓶，通过观察澄清石灰水的浑浊程度来检测CO2的产生情况，D项正确。
答案：B
16．酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵，有同学认为是氧气抑制了酵母菌的无氧呼吸；也有同学认为是有氧呼吸产生的ATP抑制了酵母菌的无氧呼吸。请完成下列实验：
(1)供选的实验试剂：5%葡萄糖溶液、酵母菌细胞(试剂1，适宜条件下，无氧呼吸、有氧呼吸均可发生)、酵母菌细胞质基质的上清液(试剂2，无氧呼吸进行的场所)、ATP溶液、蒸馏水。
(2)实验步骤：
①取锥形瓶完成如图装置，组装三套，依次编号为A、B、C。1号锥形瓶中都加10%的NaOH溶液，3号锥形瓶中都加澄清的石灰水。
②A装置2号锥形瓶中加入10 mL的试剂2、10 mL的5%葡萄糖溶液、2 mL蒸馏水；B装置2号锥形瓶中加入__________________________；C装置2号锥形瓶中加入__________________________。
③A、B、C三套装置均先持续通入N2 5 min，目的是______________________，再将三套装置分别处理：A、B装置持续通入N2，C装置持续________。
④将三套装置放在温度适宜(25 ℃～35 ℃)的相同条件下培养相同时间(8 h～10 h)。
⑤观察__________________，判断是否进行无氧呼吸。
(3)预期实验结果并得出相应结论：
①若
________________________________________________________________________，
则酵母菌无氧呼吸受ATP抑制，不受氧气抑制；
②若
________________________________________________________________________，
则酵母菌无氧呼吸受氧气抑制，不受ATP抑制；
③若
________________________________________________________________________，
则酵母菌无氧呼吸受ATP抑制，也受氧气抑制；
④若
________________________________________________________________________，
则酵母菌无氧呼吸既不受ATP抑制，也不受氧气抑制。
解析：该实验探究酵母菌无氧呼吸受O2抑制还是受ATP抑制，实验的自变量是ATP、O2的有无，因变量是生成的CO2。实验材料中已给出试剂1与试剂2，所以选用试剂2，能提供进行无氧呼吸的场所。实验要设置对照实验，题目中已给出空白对照组，所以设置具有ATP的实验组和通入氧气的实验组即可，其他条件和试剂用量都与A组相同。探究性实验结果的预测需要全面，可将所有可能都预测出来，并根据结果推出相应的结论，本题已给出实验结论，所以根据结论和实验处理推测出实验结果即可。
答案：(2)②10 mL的试剂2、10 mL的5%葡萄糖溶液、2 mL ATP溶液 10 mL的试剂2、10 mL的5%葡萄糖溶液、2 mL蒸馏水(可换顺序，但应与结果对应) ③去除锥形瓶中的氧气 通入空气 ⑤各装置中3号瓶是否变浑浊
(3)①A装置变浑浊，B装置不变浑浊，C装置变浑浊 ②A装置变浑浊，B装置变浑浊，C装置不变浑浊 ③A装置变浑浊，B装置不变浑浊，C装置不变浑浊 ④A装置变浑浊，B装置变浑浊，C装置变浑浊
【素养养成练】
17．图中表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。
材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/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细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置
步骤一
步骤二
步骤三
A
加入240 mL的葡萄糖溶液
加入10 g活性干酵母
①________
B
加入240 mL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装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出对装置C的实验处理：
装置
步骤一
步骤二
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 min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。
解析：(1)该实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，其他条件要保持完全相同。(2)B装置内煮沸葡萄糖溶液是为了完全除去其中溶解的氧气，从而制造无氧环境。(3)装置C作为装置B的对照，测定细胞呼吸引起的温度变化，两装置内的自变量应为进行细胞呼吸的酵母菌的有无。(4)一段时间后，内部进行了有氧呼吸的A装置中的温度>进行了无氧呼吸的B装置中的温度>无酵母菌的C装置中的温度，则假设成立。
答案：(1)①不加入石蜡油 ②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气 自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母
(4)A>B>C
课件74张PPT。第1课时 细胞呼吸的原理和应用(一) 第2课时 细胞呼吸的原理和应用(二)
课前自主预习案
一、无氧呼吸
1．类型及反应式
2．场所：细胞质基质。
3．过程
(1)第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
(2)第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和CO2，或者转化成乳酸。
二、细胞呼吸原理的应用
1．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布。
2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖、密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。
3．对花盆里的土壤经常进行松土透气。
4．粮食贮藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果贮藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。
1.判断有关叙述的正误
(1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行( )
(2)无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同( )
(3)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP( )
(4)苹果储存久了会有酒味产生( )
(5)稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根黑腐( )
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2．细胞呼吸原理的应用[连线]
课堂互动探究案
【课程标准】
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
探究酵母菌的呼吸方式
【素养达成】
1．阐明无氧呼吸的过程，列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。(科学思维)
2．联系日常生活中的实例，了解细胞呼吸原理的应用。(社会责任)
马拉松运动全程距离26英里385码，折合为42.195 1公里，这是一项考验运动员意志的运动，运动员在比赛中会产生强烈的肌肉酸疼的感觉；被水淹的农作物会出现烂根现象，最终导致植物死亡。这些情景都与细胞的无氧呼吸有关。
无氧呼吸和有氧呼吸有什么不同？怎样利用细胞呼吸的原理来解决生产生活中的实际问题呢？
探究点一 无氧呼吸
【师问导学】
读教材P94无氧呼吸内容，讨论并交流下列问题：
1．所有生物无氧呼吸的产物相同吗？说明理由。
答案：不同。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。
2．无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸完全相同，也有[H]的产生，这部分[H]去向了哪里？
答案：参与了第二阶段还原丙酮酸、乳酸或者酒精的生成。
3．1 mol葡萄糖分解成乳酸时，只释放出196.65 kJ的能量，其中有61.08 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失。那么，1 mol葡萄糖通过乳酸发酵可形成多少mol的ATP？其能量转换效率是多少？
答案：可形成2 mol的ATP。其能量转换效率是31.06%。
4．无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，释放的能量比有氧呼吸少，为什么？
答案：还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸或酒精中。
5．酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，若酵母菌进行细胞呼吸时，释放的CO2比吸收的O2多。分析出现上述现象的原因。
答案：由有氧呼吸和无氧呼吸反应方程式可知，如果酵母菌只进行有氧呼吸，释放的CO2与吸收的O2一样多，故此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
6．剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？
答案：剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。
【智涂笔记】
无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP；无氧呼吸在进化上比有氧呼吸出现的早，因此多数能进行有氧呼吸的生物，一般也能进行无氧呼吸。
①无氧呼吸产生乳酸还是酒精和二氧化碳，与细胞内的酶有关，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。
②大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
【师说核心】
1．条件：无氧条件下。
2．场所：细胞质基质。
3．过程：第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
4．类型
(1)乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)酒精发酵：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
5．概念
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
6．有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别
(1)细胞呼吸的过程图解
(2)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
条件
需氧
不需氧
场所
细胞质基质(第一阶段)、
线粒体(第二、三阶段)
细胞质基质
分解
程度
葡萄糖被彻底分解
葡萄糖分解不彻底
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量
释放
大量能量
少量能量
不
同
点
反应
条件
需酶和适宜温度
本质
氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
过程
第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
【检测反馈】
1．(合格必考)有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的过程
A．①②⑤ B．②③④
C．②③⑤ D．②④⑤
解析：生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。
答案：D
2．(合格必考)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
解析：无氧呼吸的最终产物是乳酸或酒精和CO2。有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要O2的参与，该过程并没有[H]的积累，[H]只在细胞基质中参与反应，产生无氧呼吸的产物。质量相同的脂肪和糖原，脂肪储存的能量更多，因此有氧氧化释放的能量多。
答案：D
3.(合格必考)如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是( )
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：①是有氧呼吸二、三阶段，发生在线粒体中。②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。④表示ATP的合成，可发生在细胞质基质中。
答案：B
4．(等级选考)在生物体内有机物氧化分解的全过程中，完全在线粒体内进行的是( )
A．C6H12O6＋6O2CO2＋6H2O＋能量
B．丙酮酸和水形成CO2和[H]
C．C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
D．丙酮酸转化成乳酸
解析：除有氧呼吸的后两个阶段是在线粒体中进行以外，无氧呼吸全过程、有氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行。
答案：B
探究点二 细胞呼吸的影响因素及其应用
【师问导学】
1．下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳)，随氧气浓度变化，无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：
氧气浓度(%)
0
2.5
5
7.5
10
12.5
无氧呼吸释放的CO2量
10
7
3
1
0
0
有氧呼吸释放的CO2
量(吸收的氧气量)
0
2
3
6
8
10
总CO2释放量
10
9
6
7
8
10
(1)O2浓度为零时，该器官的细胞呼吸方式是哪种？
(2)O2浓度在2.5%～10%之间时和在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？
(3)O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？
答案：
(1)O2浓度为零时，只进行无氧呼吸。
(2)O2浓度在2.5%～10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。
(3)不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1：3。
2．在日常生活中，我们用冰箱保存水果、蔬菜的原理是什么？
答案：冰箱可以提供低温环境，降低了细胞呼吸酶的活性，降低了细胞呼吸的速率。
3．农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好？
答案：不是，农作物种子应该保存在低氧环境中，抑制了无氧呼吸，有氧呼吸的速率仍然较弱，有机物消耗最少。
4．我们天天吃馒头，松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？
答案：发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出现。
5．储藏的粮食若含水量较高，会出现粮食发热，最终导致霉变现象。思考：
(1)发热的根本原因？
(2)水是在细胞呼吸的哪个阶段产生的？
(3)影响细胞呼吸的水是自由水还是结合水？
答案：
(1)细胞呼吸放热。
(2)水是有氧呼吸第三阶段产生的。
(3)自由水。
6．无土栽培是近几年迅速发展起来的一项栽培技术，是利用溶液培养法的原理，把植物生长发育所需要的各种矿质元素按一定比例配制成营养液，植物从培养液中吸收营养。但是这样往往会发生烂根现象。试分析：
(1)烂根现象发生的原因？
(2)如何解决这一问题？
答案：
(1)水溶液中的溶氧量很少，很快被植物消耗完，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精的积累杀死根细胞导致烂根。
(2)向培养液中定时通入空气。
【智涂笔记】
根据吸收氧气和释放二氧化碳的量判断细胞呼吸的方式：当O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；当吸收的氧气和释放的二氧化碳量相等时，只进行有氧呼吸；当吸收的氧气比释放的二氧化碳量少时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。
葡萄糖不是细胞呼吸的唯一底物，脂肪等物质也可以作为呼吸底物进行有氧呼吸，由于脂肪和糖类相比含氢多，含氧少，因此以脂肪作为呼吸底物进行有氧呼吸时，消耗的氧气要比放出的二氧化碳多。
[名师点拨] 有氧气存在不一定只进行有氧呼吸
(1)当氧气浓度较低时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，但无氧呼吸占优势。
(2)当氧气浓度较高时，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强，当氧气浓度增加到一定值时，只进行有氧呼吸。
【师说核心】
1．温度
(1)影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。(如图)
(2)应用
2．氧气
(1)分析：如图，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(2)应用
3．水分
(1)影响
(2)应用
4．二氧化碳
(1)影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(如图)
(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
5．据化学反应式和场所判断细胞呼吸方式(底物为葡萄糖)
(1)“一看”反应物和产物：
消耗O2或产物中有H2O?一定存在有氧呼吸
产物中有酒精或乳酸?一定有无氧呼吸
(2)“二看”物质的量的关系：
①不消耗O2，释放CO2?只进行无氧呼吸产生酒精。
②无CO2释放?只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量?只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量?只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量?既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量?既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
(3)“三看”反应场所：
【检测反馈】
1．(合格必考)不同种类的生物在不同的条件下呼吸作用的方式不同。下列对生物细胞呼吸作用方式的判断错误的是( )
A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸
B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸
D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡
解析：对于动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2。
答案：D
2．(合格必考)细胞呼吸原理在生产、生活中应用广泛，以下分析错误的是( )
A．选用透气性好的创可贴，是为保证人体细胞的有氧呼吸
B．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸
C．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清
D．慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量
解析：选用透气性好的创可贴，是为了抑制厌氧菌的生存和繁殖。
答案：A
3．(合格必考)将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：
O2浓度
变化量
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收
量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2释
放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
下列有关叙述中正确的是( )
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0%～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
解析：只要氧气的吸收量不为0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在1%～3%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸，A错误；O2浓度超过20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D错误；氧气浓度为5%时，CO2释放量最少，有利于贮藏苹果，故B正确。
答案：B
4．(合格必考)某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞( )
A．主要通过无氧呼吸生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质不参与有氧呼吸
D．没有进行有氧呼吸第三阶段
解析：早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其呼吸形式主要是有氧呼吸，故A错误；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热量多于其他细胞，故B正确；在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段，故C错误；花序细胞的耗氧速率高，而氧气参与有氧呼吸的第三阶段，故D错误。
答案：B
5．(等级选考)引起青少年肥胖的主要因素之一是食用过多的高热量食物。下图表示控制热量摄入后，细胞内产生能量方式的变化。据图判断，当一个体型肥胖的人从食谱中减少糖类摄入后，其体细胞内会发生的改变是( )
A．糖酵解释能减少
B．氧气消耗量减少
C．葡萄糖分解产生的丙酮酸增多
D．CO2生成量减少
解析：由于细胞摄入的糖减少，所以糖酵解分解的减少，导致通过糖酵解释能减少，A正确；由于细胞质基质能补充糖酵解的减产部分，所以氧气消耗量并不会减少，B错误；葡萄糖分解产生的丙酮酸基本保持不变，C错误；由于细胞能补充糖酵解的减产部分，并进入线粒体继续氧化分解，所以CO2生成量增加，D错误。
答案：A
6．(等级选考)[2019·北京西城高一期末]有一种荔枝的储存保鲜技术叫做自发气体储藏法，做法是将荔枝装塑料袋密封后置于1～5 ℃条件下，可使荔枝在30～40天内保持其色、香、味。请根据环境因素对呼吸作用影响的原理进行分析，下列叙述不正确的是( )
A．该措施可通过抑制呼吸作用增加有机物的消耗
B．自发气体环境是低O2和高CO2的环境
C．密闭低氧环境使荔枝呼吸作用强度较低
D．低温条件下酶活性下降，荔枝的呼吸作用减弱
解析：低温处理可以抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，A错误；将荔枝装塑料袋密封，由于呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，因此该密闭环境的自发气体环境是低O2和高CO2的环境，B正确；密闭低氧环境使荔枝呼吸作用强度较低，C正确；低温条件下酶活性下降，荔枝的呼吸作用减弱，D正确。
答案：A
【网络建构】
【主干落实】
1．无氧呼吸的两种反应类型：
(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
2．真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。原核生物有氧呼吸和无氧呼吸的场所均在细胞质基质及细胞膜上。
课后分层检测案18 细胞呼吸的原理和应用(二)
授课提示：对应学生用书163页
【合格考全员做】(学业水平一、二)
1．高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，它们分别形成于( )
①细胞质基质 ②叶绿体 ③核糖体 ④线粒体
A．②④ B．①④
C．③② D．④①
解析：有氧呼吸放出的CO2是在线粒体内进行的第二阶段产生的，无氧呼吸只在细胞质基质中进行。
答案：D
2．关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子风干脱水后呼吸强度增强
B．土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
解析：种子风干脱水后呼吸强度减弱；土壤淹水，导致根系因缺氧而发生无氧呼吸；破伤风杆菌属于厌氧型细菌，无氧条件下才能大量繁殖；种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。
答案：B
3．下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸的区别，表中描述错误的一项是( )
选项
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
A
呼吸场所
主要在线粒体内
细胞质基质
B
是否需氧
需氧参加
不需氧参加
C
分解产物
二氧化碳、水
二氧化碳、乳酸
D
释放能量
较多
较少
解析：有氧呼吸的主要场所是线粒体，完成有氧呼吸的第二、第三阶段的反应都是在线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质，A正确；有氧呼吸需要氧气的参与，无氧呼吸不需要氧气参与，B正确；有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或者乳酸，C错误；有氧呼吸是有机物彻底氧化分解，释放大量能量，无氧呼吸是有机物不彻底氧化分解，释放的能量较少，D正确。
答案：C
4．人体剧烈运动时，肌细胞进行细胞呼吸的产物是( )
A．CO2、酒精、H2O、ATP
B．CO2、乳酸、ATP
C．CO2、H2O、乳酸
D．H2O、CO2、乳酸、ATP
解析：人体剧烈活动时，肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，两种呼吸方式都有ATP生成，无氧呼吸的产物是乳酸，而不是酒精和CO2，有氧呼吸可产生CO2和H2O。
答案：D
5．水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是( )
A．温度恒定，水果抗病虫害能力强
B．温度适宜，水果容易保存
C．黑暗无光，不易引起早熟
D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用
解析：细胞呼吸受到温度、pH、CO2浓度等多种因素的影响。密封地窖透气性差，空气不流通，内储水果通过呼吸作用使CO2逐渐增加，O2逐渐减少，致使呼吸作用受到抑制，代谢速率降低，保存时间变长。
答案：D
6．某同学画了一个人体内的部分代谢过程示意图，请指出图中产生ATP的途径及一处错误的地方分别是( )
A．①②③④、人体内无③过程
B．①②③④、人体内无②过程
C．①④、人体内无③过程
D．①④、人体内无②过程
解析：人体的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸只能产生乳酸，不能合成酒精和二氧化碳，所以人体内无②过程；动物细胞中，ATP只能来自呼吸作用，有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，但无氧呼吸只有第一阶段合成ATP，第二阶段不能合成ATP，所以人体细胞能合成ATP的过程是①④。
答案：D
7．将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是( )
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O
B．乙试管中不发生反应
C．丙试管中有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
解析：甲试管中是细胞质基质，葡萄糖溶液可以进行不彻底的氧化分解生成酒精和二氧化碳，故A错误；乙试管中只有线粒体，葡萄糖溶液不能发生反应，故B正确；丙试管中是细胞质基质和线粒体，葡萄糖溶液可以进行彻底地氧化分解生成二氧化碳和水，但是置于隔绝空气的条件下，葡萄糖溶液只能进行不彻底的氧化分解生成酒精和二氧化碳，并释放少量的ATP，故C错误，D错误。
答案：B
8．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答：
(1)图中A是________，其产生的部位是________。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是________。
(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程。
(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为________。
解析：(1)根据细胞呼吸过程中的物质变化可判断，A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。(2)图中①是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段，不需要氧气参与，②是有氧呼吸第二、三阶段，其中第三阶段需要在有氧条件下完成，③和④表示无氧呼吸过程，其中能够在人体细胞进行的是①②④。(3)苹果贮藏久了，内部果肉细胞会进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，即图中①③过程。(4)有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量，无氧呼吸的反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量，如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1?3。
答案：(1)丙酮酸 细胞质基质 (2)② ①②④ (3)①③ (4)1?3
9．为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。
请回答：
(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有______________作用，其中________ mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明。
________________________________________________________________________。
解析：(1)细胞有氧呼吸第二阶段生成CO2，进行的场所是线粒体基质；由图示可知，A、B、C 三点中A 点有氧呼吸速率最高，在单位时间内生成的[H]最多。(2)据图可知，加KNO3溶液组与清水组对照，有氧呼吸速率在相同时间内都高于清水组，说明KNO3溶液对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，其中30 mmol·L－1的KNO3溶液组速率最高，作用效果最好。(3)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，但不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标，因为根系无氧呼吸也会产生CO2。
答案：(1)线粒体基质 A (2)减缓 30 (3)不能，因为根系无氧呼吸也会产生CO2
【等级考选学做】(学业水平三、四)
10．右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于( )
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
解析：图中酶1参与催化葡萄糖分解生成丙酮酸，为无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段，是在细胞质基质中进行的；酶2参与的是有氧呼吸的第二、三阶段，它是在线粒体中进行的；酶3参与的是无氧呼吸的第二阶段，它是在细胞质基质中进行的。
答案：C
11．我国加入WTO，提高产品的竞争力是当务之急，其中，延长保鲜期是让产品在竞争中取胜的条件之一。为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取如下措施( )
A．充入O2，温度为5 ℃ B．充入O2，温度为20 ℃
C．充入N2，温度为5 ℃ D．充入N2，温度为20 ℃
解析：生产中延长水果、蔬菜的保鲜期，实质上是降低其有氧呼吸速率，减少有机物的消耗，因此可采用充入N2，抑制有氧呼吸，控制0 ℃以上低温，降低酶的活性，从而使细胞呼吸速率减慢。
答案：C
12．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
CO2产生量(mol)
9
12.5
15
30
C2H5OH产生量(mol)
9
6.5
6
0
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
解析：酵母菌无氧呼吸的反应式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量，有氧呼吸反应式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量。氧浓度为a时，CO2和C2H5OH产生量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为b时，无氧呼吸产生的C2H5OH的量等于CO2的产生量，都是6.5 mol，消耗葡萄糖的量为6.5÷2＝3.23 mol；有氧呼吸释放的CO2为12.5－6.5＝6 mol，消耗的葡萄糖为1 mol，无氧呼吸速率大于有氧呼吸。氧浓度为c时，无氧呼吸消耗葡萄糖3 mol，有氧呼吸产生CO2的量为15－6＝9 mol，消耗葡萄糖为1.5 mol，用于酵母菌无氧呼吸的葡萄糖占×100%＝66.7%；d浓度时，没有酒精产生，表明酵母菌只进行有氧呼吸过程，没有进行无氧呼吸。
答案：D
13．如图表示某高等植物的非绿色器官的细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述不正确的是( )
A．氧气浓度为a时，是植物种子储存的最佳氧气浓度
B．氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸
C．如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在
D．曲线Ⅲ细胞呼吸发生的场所是线粒体和细胞质基质
解析：分析题图可知，Ⅰ是无氧呼吸释放的二氧化碳量，Ⅱ表示细胞总呼吸量，Ⅲ表示有氧呼吸释放的二氧化碳量。二氧化碳释放量最低时，细胞呼吸最弱，消耗的有机物最少，最适于储藏植物种子，而氧气浓度为a时，二氧化碳释放量不是最低，A错误。当氧气浓度为b时，无氧呼吸完全被抑制，该器官只进行有氧呼吸，B正确；如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在，C正确；曲线Ⅲ是有氧呼吸，发生的场所是细胞质基质和线粒体，D正确。
答案：A
14．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中不正确的是( )
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
解析：番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，场所分别是线粒体和细胞质基质，A项说法正确。由题图可以看出B项说法正确。低温、光照条件下更有利于番茄果实的贮存，C项说法错误。温度降低，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D项说法正确。
答案：C
15．现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在25 ℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示，请据图判断下列说法错误的是( )
A．在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由于种子细胞的有氧呼吸引起的
B．A种子比B种子的呼吸速率快
C．A、B种子释放CO2量的变化趋势是逐渐增加
D．在O～t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是种子进行了无氧呼吸
解析：分析题图可知，在t1～t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的有氧呼吸消耗了氧气所致，A正确；A种子氧气下降的速率比B快，所以A种子比B种子的呼吸速率快，B正确；分析题图可知，瓶内O2含量逐渐降低，导致有氧呼吸逐渐减弱，因此种子释放CO2量的变化趋势是逐渐减少，C错误；分析题图可知，在O～t1期间，氧气没有减少，此时广口瓶内的CO2有少量增加，可能是种子的无氧呼吸产生的二氧化碳，D正确。
答案：C
16．科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度的变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
解析：
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：低温降低了细胞呼吸相关酶的活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。
(2)根据单一变量原则，控制单一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证单一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验的可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。
答案：(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2 (2)a.选取的果实成熟度应一致 b．每个温度条件下至少有3个平行重复实验
17．[2019·北京西城高一一模]中山杉树干挺直，树形美观，耐淹性极强。为研究其耐淹性机理，科研人员将中山杉幼苗进行水淹处理，一段时间后测定幼苗细胞中相关酶的活性、淀粉和可溶性糖的含量。请回答问题：
(1)中山杉细胞存在如图1所示的代谢途径，酶a和酶b存在部位是________。
(2)据图2分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，说明根和叶的无氧呼吸速率增强，中山杉无氧呼吸生成的最主要代谢产物为________________。
(3)科研人员检测中山杉细胞中淀粉和可溶性糖的含量，结果如下表。
组别
处理
总糖量相对值
根系中糖类物质含量(mg/g)
根系
叶片
淀粉
可溶性糖
对照
不做处理
正常生长
65.4
41.1
65.1
1.8
水淹
植株幼苗
浸于水中
95.7
68.7
92.8
3.7
注：总糖量＝淀粉＋可溶性糖
据表分析，水淹时根系总糖量________，水淹期间中山杉的根、叶间糖的转运方向为________。糖类是主要的________，因此根系积累淀粉和可溶性糖可帮助中山杉在退水后快速恢复生长。
解析：据图分析，图1表示两种无氧呼吸，其中酶a催化的是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，酶b催化的是产生乳酸的无氧呼吸；图2中，与对照组相比，水淹处理后两种器官的两种酶的活性都升高了，说明中山杉可以同时进行两种类型的无氧呼吸，但是酶a是活性升高得较大，说明其主要进行的是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸。根据表格分析，与对照组相比，根系、叶片的总糖量相对值都增加了，根系中的淀粉、可溶性糖含量也都增加了。(1)据图分析可知，酶a和酶b催化的是两种无氧呼吸的第二阶段，因此两种酶存在于细胞质基质中。(2)根据以上分析可知，水淹一段时间后根和叶的酶a和酶b活性都增加了，说明根和叶的无氧呼吸速率都增强了，而酶a的活性升高更大，说明其主要进行的是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，因此中山杉无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和二氧化碳。(3)据表分析，不做处理，正常生长时根系总糖量相对值为65.4，而水淹时根系总糖量相对值为95.7，说明水淹时根系总糖量增加，而糖类来自于叶片的光合作用，因此水淹期间中山杉的根、叶间糖的转运方向为叶片运向根系；糖类是主要的能源物质，因此根系积累淀粉和可溶性糖可帮助中山杉在退水后快速恢复生长。
答案：
(1)细胞质基质(细胞溶胶) (2)酒精和CO2
(3)增加 叶片运向根系 能源物质
【素养养成练】
18．[2019·北京海淀高一模拟]某兴趣小组用不同酵母菌种发酵制作海红果酒，测定了海红果酒发酵过程中总糖含量变化，结果如图所示。发酵结束后，测定了果酒的系列理化指标，结果如下表所示。请回答下列问题：
表 海红果酒的基本理化指标
酵母
菌种
酒精度
(%)
残糖
(g/L)
总酚
(mg GAE/L)
总黄酮
(mg Rutin/L)
B
8.26
5.24
915.86
31.60
I
8.33
5.13
1066.85
42.64
C
7.99
6.85
1039.47
39.54
(1)海红果酒制作过程中，酵母菌通过________呼吸，在____________中可将________分解为酒精和________。饮用果酒后，酒精分子以________方式进入胃黏膜细胞。果酒中含有海红果的维生素以及酵母菌发酵产生的多酚、黄酮等抗氧化物质，对人体起到一定的保健功能。
(2)综合图表结果，应选用酵母菌株________，最短发酵时间为________天。
(3)进一步对酿造的海红果酒进行评估，以分析果酒受消费者的喜爱程度，你认为可进行感官评价的项目应包括(至少写出2项)________________________________。
解析：(1)海红果酒制作过程中，酵母菌通过无氧呼吸，在细胞质基质中可将葡萄糖分解为酒精和CO2。酒精分子以自由扩散的方式进入细胞。(2)结合前面的分析可知，应选用酵母菌株I，最短发酵时间为8天。(3)进一步对酿造的海红果酒进行评估分析，果酒要受到消费者的喜爱，需要对果酒的观感、嗅觉、味觉等几方面进行评估，所以可以根据果酒的色泽、香味、口感等几方面进行评价。
答案：(1)无氧 细胞质基质 葡萄糖 CO2 自由扩散 (2)I 8 (3)色泽、香气(气味)、口感
课件58张PPT。第2课时 细胞呼吸的原理和应用(二)
