(共26张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第5章 细胞的能量供应和利用
葡萄糖丙酮酸+
丙酮酸+H2O→CO2+[H
细胞呼吸的概念、方式和有氧呼吸
[拓宽教材]
1．(必修1 P93图5－9改编)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．产生①②的场所是线粒体
D．某些原核生物能完成图示全过程
解析：选D。图中①②④表示有氧呼吸三个阶段产生的能量，其中[H]＋⑤反应的过程释放能量④最多；产生①的场所是细胞质基质，而作为反应物的O2(图中⑤)参与的是有氧呼吸第三阶段，图中③是另一种反应物水；具有有氧呼吸酶的原核生物如蓝藻可完成有氧呼吸。
2．(必修1 P94文字改编)资料：1 mol葡萄糖在体内彻底氧化分解能释放出2 870 kJ的能量，其中有1 161 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。
据资料分析回答下列问题：
(1)1 mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成________ mol的ATP。
(2)能量转换效率是________%。
答案：(1)38 (2)40.45
[精练好题]
3．(原创)下列是“探究酵母菌呼吸方式”实验中产物的检测试剂及实验现象，对应错误的是( )
组别 产物 检测试剂 实验现象
A CO2 澄清的石灰水 变混浊
B CO2 溴麝香草酚蓝水溶液 蓝→绿→黄
C 酒精 溴麝香草酚蓝水溶液 蓝→绿→黄
D 酒精 酸性的重铬酸钾 橙色→灰绿色
解析：选C。酵母菌的呼吸产物CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可以和溴麝香草酚蓝水溶液反应，颜色变化是由蓝变绿再变黄。检测酒精的试剂是酸性的重铬酸钾溶液，颜色变化是由橙色变为灰绿色。
4．(2019·北京西城区高一期末)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
答案：C
5．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→丙酸酮→二氧化碳
解析：选D。有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，含18O的葡萄糖中的18O转移到了丙酮酸中；再根据第二阶段丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，含18O的丙酮酸中的18O到了CO2中，即18O转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，D正确。
6．(2019·河南郑州高一期末)下图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。下列说法正确的是( )
A．甲代表的是丙酮酸，丙和丁代表不同的化合物
B．①②过程均有乙生成，是因为催化①②过程的酶相同
C．线粒体内膜面积很大，有利于③过程的有序高效进行
D．原核生物缺乏线粒体，不能进行图示的生理过程
答案：C
7．(2019·北京西城区高一期末)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斐林试剂对反应产物进行检测，请回答下列问题：
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 不混浊 ＋＋＋
2 细胞质基质＋葡萄糖溶液＋氧气 不混浊 ＋＋
3 线粒体＋细胞质基质＋葡萄糖溶液＋氧气 混浊 ＋＋
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________中发生分解。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“能”或“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
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细胞呼吸的概念、方式和有氧呼吸
1．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是( )
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行
B．装置乙在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C．装置乙中应让Ⅱ先放置一段时间，再与Ⅲ连接
D．装置甲中NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO2
解析：选C。黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响，A错误。装置乙中酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2可通过导管进入Ⅲ，但酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精保留在Ⅱ中，且酒精的检测要使用酸性重铬酸钾溶液，B错误。装置乙的Ⅱ在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ，这样做是为了消耗装置Ⅱ内的氧气，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰，C正确。装置甲中NaOH溶液的作用是使进入Ⅰ的空气先经过NaOH溶液处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰，D错误。
2．有氧呼吸第二阶段的产物是( )
A．H2O、CO2、ATP
B．H2O、丙酮酸、[H]
C．CO2、ATP、[H]
D．CO2、O2、ATP
答案：C
3．下列关于有氧呼吸过程的叙述中，正确的是( )
A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的ATP
D．第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP
解析：选D。有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，同时产生少量的[H]和ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和[H]，产生少量的ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP。
4．下图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是( )
A．图解中的①②两物质依次是H2O和O2
B．图解中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
C．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖
D．1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段产生的能量一样多
解析：选A。从题图所示的过程及参与的物质分析可知，该过程表示细胞的有氧呼吸过程。(一)表示有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中完成，在酶的作用下，葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，释放少量能量。(二)表示有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中丙酮酸和H2O(图中①)彻底分解成CO2并产生大量的[H]，释放少量能量。(三)表示有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的[H]与O2(图中②)结合生成H2O，释放大量能量。
5．(2019·山东聊城高一期末)下图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置，锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液，试管内装有溴麝香草酚蓝水溶液，从阀门通入已去除CO2的空气，实验过程中其他条件适宜。下列叙述错误的是( )
A．探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响时，通入锥形瓶的O2属于无关变量
B．用酸性重铬酸钾溶液可检测培养液中是否有乙醇产生
C．若打开阀门，在不同温度下进行实验，试管溶液颜色变化所需的时间越短，表明酵母菌在所处温度下的有氧呼吸越旺盛
D．若关闭阀门，可以从试管中取样测定生成的酒精
答案：D
6．(2019·湖北孝感高中高一期末)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸，生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。下列关于吡唑醚菌酯作用的推测不合理的是( )
A．吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段
B．吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌的死亡
C．吡唑醚菌酯可治疗由破伤风芽孢杆菌引起的破伤风
D．吡唑醚菌酯可用于治理由需氧微生物引起的环境污染
解析：选C。吡唑醚菌酯通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸，由于线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，A正确；吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，因此其能抑制ATP的产生，B正确；破伤风芽孢杆菌为原核生物，无线粒体，吡唑醚菌酯不能抑制其呼吸作用，C错误；吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，因此吡唑醚菌酯可用于治理由需氧微生物引起的环境污染，D正确。
7．下图是高等生物细胞有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题：
(1)图中①③所代表的物质分别是________、________。
(2)若1 mol的葡萄糖氧化分解，④⑤⑥为储存在ATP中的能量，则三者的能量和共为________千焦。
(3)[H] 与O2结合生成②的过程，发生的场所是________。
(4)有氧呼吸的反应式：
________________________________________________________________________。
解析：由图可知，①为丙酮酸、②为水、③为CO2。有氧呼吸的第三阶段[H]与O2结合生成水，同时释放出大量的能量，其发生的场所为线粒体内膜。有氧呼吸的反应式为：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
答案：(1)丙酮酸 CO2 (2)1 161 (3)线粒体内膜
(4)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
8．(2019·河南濮阳高一期末)两个生物兴趣小组分别对酵母菌的细胞呼吸进行了如下探究实验。请分析回答下列问题：
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套有数个)实验装置，如图Ⅰ(A～D)所示：
①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号依次是：______________________。
②B瓶中澄清的石灰水还可用________________代替。
(2)乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号 装置中红色液滴的移动现象 结论
装置Ⅱ 装置Ⅲ
1 a.______ 不移动 只进行有氧呼吸
2 b.______ c.______ 只进行无氧呼吸
3 d.______ e.______ 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
答案：(1)①C→A→B(或C→B→A→B) ②溴麝香草酚蓝水溶液
(2)①装置除用等量的清水代替10%NaOH溶液，其他设计与图Ⅱ装置相同
②a.向左移 b．不移动 c．向右移 d．向左移 e．向右移
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(共32张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第5章 细胞的能量供应和利用
无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用
[拓宽教材]
1．(必修1 P96基础题T2改编)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，然后隔绝空气。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．丙试管内有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
答案：B
2．(必修1 P95“资料分析”改编)下图表示酵母菌在细胞呼吸过程中，O2浓度与CO2释放量之间的关系。分析回答下列问题：
(1)图中A所代表的含义是
________________________________________________________________________。
(2)图中________对应的O2浓度是储存水果和蔬菜的最佳浓度。原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)O2浓度为零，只进行无氧呼吸时CO2的释放量
(2)B点 此点释放的CO2量最少，有机物消耗最少，较多的营养物质还存留在水果和蔬菜中
[精练好题]
3．(原创)下列关于葡萄糖丙酮酸CO2过程的叙述，不正确的是( )
A．①②过程可在蓝藻和某些细菌中进行
B．②过程可在线粒体或细胞质基质中进行
C．葡萄糖中的能量经①过程全部转移至丙酮酸中
D．酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程
解析：选C。蓝藻细胞和硝化细菌等虽没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，A正确；原核生物中的第一和第二阶段同时发生在细胞质基质中，真核生物中有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，B正确；葡萄糖中的能量在①过程中释放少部分，大部分仍储存在丙酮酸中，C错误；酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程，即有氧呼吸和无氧呼吸的第二阶段，并产生CO2，D正确。
4．(2019·石景山区高一期末)在用酵母菌进行家庭酿酒的过程中，从密闭的发酵罐中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图，图中P、Q、R三条曲线依次代表( )
A．C2H5OH、CO2、O2 B．C2H5OH、O2、CO2
C．CO2、O2、C2H5OH D．CO2、C2H5OH、O2
解析：选D。密闭的发酵罐中的酵母菌先利用发酵罐内的氧气进行有氧呼吸繁殖，所以发酵罐内的O2浓度逐渐降低，CO2逐渐增加；之后酵母菌进行无氧呼吸产生C2H5OH和CO2，所以在此过程中C2H5OH和CO2的浓度逐渐增多。综上所述，图中P、Q、R三条曲线依次代表CO2、C2H5OH、O2，故选D。
5．(2019·潍坊新高考质量测评)若将酵母菌放置在具有一定氧气浓度的环境中，产生的二氧化碳与酒精之比为5∶3，则该酵母菌所处的氧气浓度为下图中的( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：选B。设酵母菌进行有氧呼吸消耗的葡萄糖为X，无氧呼吸消耗的葡萄糖为Y，根据有氧呼吸与无氧呼吸的反应式可得关系式：(6X＋2Y)∶2Y＝5∶3，解得X∶Y＝2∶9，因此总共有2/11的葡萄糖参与有氧呼吸，有9/11的葡萄糖参与无氧呼吸，说明此时无氧呼吸强度大于有氧呼吸，故B正确。
6．细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，表中有关措施与目的，正确的是( )
选项 应用 措施 目的
A 贮藏种子 晒干 降低有机物含量，降低细胞呼吸
B 酵母菌酿酒 密封 加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C 水果保鲜 低温 降低酶的活性，降低细胞呼吸
D 水稻生长 定期排水 提高酶的活性，促进有氧呼吸
解析：选C。种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗，而不是降低有机物的含量，A错误；酵母菌在有氧条件下，能快速繁殖，而在无氧条件下，有利于酒精发酵，B错误；水果保鲜的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低温是最好的方法，C正确；水稻定期排水，可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，但不能提高酶的活性，D错误。
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无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用
1．(2019·成都外国语学校高一期末)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化
B．细胞中的比值下降可促进细胞呼吸
C．细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质
D．检测CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸
解析：选B。种子萌发过程中，代谢更旺盛，细胞呼吸速率明显加快，A错误； 细胞中的比值下降，则说明细胞需要消耗能量，可促进细胞呼吸，B正确；细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧呼吸)，C错误；乳酸菌只进行乳酸发酵，不产生CO2，D错误。
2．(2019·湖州高一检测)在马拉松长跑中，运动员骨骼肌肌纤维所消耗的能量主要来自( )
A．葡萄糖的有氧分解 B．丙酮酸的水解
C．葡萄糖的无氧分解 D．脂肪酸的氧化
解析：选A。马拉松长跑中需消耗大量的能量，但主要的能量来自葡萄糖的有氧分解，部分来自无氧呼吸和其他途径。
3．(原创)下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
答案：C
4．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O2、干燥、零下低温的环境中，可延长保鲜时间
C．马拉松运动时，运动员主要是从无氧呼吸中获得能量
D．高等生物保留无氧呼吸的能力，有利于对不良环境的适应
解析：选D。水稻根细胞主要进行有氧呼吸，若长期进行无氧呼吸，则产生的酒精对根细胞有毒害作用，所以A不正确；荔枝在低氧、湿度适中、零上低温的环境中，可延长保鲜时间，所以B不正确；马拉松运动时，运动员主要是从有氧呼吸中获得能量，无氧呼吸产生的能量很少，所以C不正确；高等生物保留无氧呼吸的能力，有利于对不良环境的适应，所以D正确。
5．(2019·成都树德中学高一期末)某同学画了一个人体内部代谢过程示意图，请指出图中产生ATP的途径及一处错误的地方( )
A．①②③④、人体内无③过程
B．①③④、人体内无②过程
C．①③④、人体内无③过程
D．①④、人体内无②过程
解析：选D。在有氧条件下，人体有氧呼吸产生二氧化碳和水，释放大量能量；在无氧条件下，无氧呼吸产生乳酸，但无氧呼吸的第二阶段不能产生能量，则图中能产生ATP的途径是①④，人体内无②途经。
6．(2019·广东深圳模拟)松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法不合理的是( )
A．可以增加土壤的透气性，促进植物对无机盐的吸收
B．能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解
C．容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素
D．降低土壤微生物的呼吸作用强度，减少二氧化碳排放
解析：选D。松土可增加土壤缝隙中空气的含量，使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而促进植物根系对无机盐的吸收，A正确；松土透气有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，B正确；松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素，C正确；松土可增加土壤透气性，促进土壤中好氧微生物的呼吸作用，增加二氧化碳排放，D错误。
7．(2019·安徽阜阳高一期末)下面三个装置可用于研究萌发的小麦种子细胞呼吸的方式及其产物(呼吸底物都为糖类)，下列有关分析错误的是( )
A．甲装置可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B．乙装置有色液滴不移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C．丙装置可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式
D．3个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验
解析：选C。甲装置中设置了温度计，可通过温度计示数的变化探究细胞呼吸是否产生热量，A项正确；乙装置中放置清水，有色液滴的移动表示容器内气体体积的变化，有色液滴不移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸，吸收的氧气量等于呼出的二氧化碳量，B项正确；酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸时均能产生二氧化碳，都能使澄清的石灰水变混浊，C项错误；3个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验，避免微生物及其他因素对实验结果的影响，D项正确。
8．(2019·河北安平中学高一期末)细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式，两者进行的场所、过程等均存在差异。下图表示细胞部分结构和功能，据图回答下列问题：
(1)在有氧呼吸过程中，物质C是____________，产生能量最多是在第____________阶段。
(2)图中A物质是____________，B物质在该过程的产生部位是____________。
(3)线粒体膜的基本支架是____________。
(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是____________。
答案：(1)二氧化碳 三 (2)丙酮酸 线粒体内膜
(3)磷脂双分子层 (4)1∶3
9．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答下列问题：
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是 ________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________________，其产物是
________________________________________________________________________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是____________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
解析：(1)据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高。
答案：(1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳
(2)减少 种子不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降 (3)有氧
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