高考生物专题课件7：细胞呼吸（共58张PPT）

第7讲　细胞呼吸
高考生物专题课件
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一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.酵母菌细胞呼吸的方式
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必备知识
2.产物的检测

试剂
现象(颜色变化)
CO2
澄清的石灰水
③????变浑浊????
④????溴麝香草酚蓝????水溶液
⑤????蓝色→绿色→黄色????
酒精
在酸性条件下,橙色的⑥????重铬酸钾????
⑦????灰绿色????
二、细胞呼吸的方式
1.分类?
2.有氧呼吸
(1)反应式:⑩????C6H12O6+6O2+6H2O?6CO2+12H2O+能量????。
?
(2)过程
(3)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸是在?????温和????的条件下
进行的;有机物中的能量是?????逐步释放????的;一部分能量储存在?
????ATP????中。
3.无氧呼吸
(1)场所:全过程是在?　细胞质基质????中发生的。
(2)过程:
第一阶段
葡萄糖→丙酮酸、[H]和少量能量
第二阶段
乙醇发酵
丙酮酸→?????酒精+CO2????
绝大多数植物、酵母菌等
乳酸发酵
丙酮酸→?????乳酸????
高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、
乳酸菌等
1.呼吸作用只能在细胞内进行。?( √ )
2.有氧呼吸是将有机物彻底分解成CO2和H2O并释放大量ATP的过程。
( ? )
3.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸。?( √ )
4.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,只发生在细胞有氧呼吸
时。?( ? )
5.浇水过多,青菜根部无氧呼吸产生乳酸。?( ? )
6.有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。?( ? )
7.乳酸菌细胞内,细胞呼吸第一阶段产生[H],第二阶段消耗[H]。( √ )
8.无氧呼吸不需要氧参与,因而其底物的分解不属于氧化反应。?( ? )
9.根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可
检测酵母菌产生CO2的多少。?( √ )
10.同一叶片在不同生长发育时期细胞呼吸速率不同。?( √ )
11.肌肉细胞中的线粒体比脂肪细胞含量多,是因为肌肉收缩需要消耗
大量的能量。?( √ )
12.马铃薯储藏久了会有酒味产生。?( ? )
13.水果适于在零下低温、无氧、高CO2浓度下保存。?( ? )
14.细胞呼吸的产物中如果没有H2O的产生,就一定是无氧呼吸。?( √ )
15.人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物。( ? )
突破1　细胞呼吸的方式及过程
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类型
有氧呼吸
无氧呼吸
过程模型
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1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
深化突破
产物
CO2和H2O
酒精、CO2(或乳酸)
能量释放
1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放2 870 kJ能量,可合成38 mol ATP(1 161 kJ)
1 mol葡萄糖分解产生乳酸时释放
196.65 kJ能量,合成2 mol ATP(61.08 kJ)
特点
有机物彻底氧化分解,能量完全释放出来
有机物不彻底氧化分解,能量没有完全释放出来
联系
①第一阶段完全相同;②实质相同:氧化分解有机物,释放能量(并合成ATP满足细胞生命活动的需要);③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的
必需条件
O2和酶
不需O2,但必须有酶催化
场所
细胞质基质(第一阶段);线粒体(第二、三阶段)
细胞质基质
续表
2.有氧呼吸和无氧呼吸的有关计算
(1)规律1:消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数
无氧呼吸∶有氧呼吸=1∶3
(2)规律2:消耗等量的葡萄糖时消耗的氧气和产生的CO2摩尔数
有氧呼吸消耗的氧气∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4
(3)规律3:产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数
无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1
3.有氧呼吸过程中各元素的来源和去路
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(1)CO2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。
(2)O2参与了第三阶段,[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,反应物中的水参与第
二阶段反应,生成物中的水是有氧呼吸第三阶段由[H]和O2结合生成的。
?失分警示????(1)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。在不同
的植物细胞中,由于酶的种类不同,丙酮酸被还原的产物也不同,有的是
乳酸,有的是酒精和二氧化碳。
(2)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,绝大部分随血液进入肝脏,在肝细
胞中转变成丙酮酸。丙酮酸可以氧化分解,也可以形成新的肝糖原或葡
萄糖,少量的乳酸可通过血液循环到达肾脏,随尿液排出体外。
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细胞呼吸类型的判断方法
在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼
吸类型的重要依据,总结如下:
1.无CO2释放时,细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,此种情况下,容器内气
体体积不发生变化,如马铃薯块茎的无氧呼吸。
2.不消耗O2,但产生CO2,细胞只进行产生酒精的无氧呼吸,此种情况下容
器内气体体积增大,如酵母菌的无氧呼吸。
3.当CO2释放量等于O2消耗量时,细胞只进行有氧呼吸,此种情况下,容器
内气体体积不变化,但若将CO2吸收,可引起气体体积减小。
4.当CO2释放量大于O2消耗量时,细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和
有氧呼吸,如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸,此种情况下,判断哪种
呼吸方式占优势,可接以下步骤分析:
(1)若?=?,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。
(2)若?>?,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸,无氧呼吸占优
势。
(3)若?势。
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考向1　以物质代谢过程图为信息载体,考查细胞呼吸的过程、场所、
物质和能量变化
1.(2018北京东城期末)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是?(　C　)
A.葡萄糖分解为丙酮酸需在有氧条件下进行
B.无氧呼吸过程能产生ATP,但没有[H]的生成
C.有氧呼吸过程中[H]在线粒体内膜与氧结合生成水
D.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞呼吸已经停止
解析　葡萄糖分解为丙酮酸在有氧无氧条件下均可进行,A错误;无
氧呼吸第一阶段会产生少量ATP和[H],B错误;有氧呼吸第三阶段是在
线粒体内膜上进行的,有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]与O2结合生成
H2O,C正确;若细胞既不吸收O2也不放出CO2,此时细胞可进行产生乳酸
的无氧呼吸,D错误。
2.细胞内糖分解代谢过程如图,下列叙述不正确的是?(　D　)
?
A.酵母菌细胞能进行过程①和②或过程①和③
B.人体所有细胞的细胞质基质都能进行过程①
C.ATP/ADP的值增加会降低过程①的速率
D.乳酸菌细胞内,过程①和过程④均产生[H]
解析　识图,获取信息,辨认和比较,确定①和②表示有氧呼吸过程,
①和③、①和④均表示无氧呼吸过程。提取知识储备,酵母菌是兼性厌
氧型真菌,乳酸菌是厌氧型原核细菌,判定A项、B项正确;ATP/ADP的
值增加,说明细胞中ATP消耗少,则会降低过程①的速率,C项正确;过程
④不产生[H],D项错误。
考向2　以实验分析或曲线分析的形式,考查呼吸方式的判断
3.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量
和O2吸收量的变化。下列相关叙述,正确的是?(　　)
?
A.氧浓度为a时,最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案????B
解析　氧浓度为a时,植物只进行无氧呼吸,会产生大量的酒精,因此
氧浓度为a时不适于贮藏该植物器官,故A错误;氧浓度为b时,无氧呼吸
消耗葡萄糖的量为(8-3)÷2=2.5,而有氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6=0.5,
可见该浓度下,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍,故B正确;氧
浓度为c时,植物既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,氧浓度为d时无氧呼
吸最弱,为0,故C错误;氧浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,故D错误。
4.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后,贮藏在温度为
1 ℃的冷库内。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天
取样测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到下
图所示曲线。
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下列结论不正确的是?(　C　)
A.比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C.第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D.贮藏蓝莓前用CO2短时处理,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
解析　有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸
不吸收氧气只释放二氧化碳。CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,表
明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,A正确;分析题图曲线知,第20
天,对照组CO2释放量和O2吸收量的比值大于CO2处理组,说明对照组蓝
莓产生的乙醇量高于CO2处理组,B正确;分析题图曲线知,第40天,对照
组CO2释放量和O2吸收量的比值接近2,设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x,无
氧呼吸消耗的葡萄糖为y,则有关系式(6x+2y)÷6x≈2,解得x∶y≈1∶3,无
氧呼吸消耗的葡萄糖多,C错误;分析题图曲线知,储藏蓝莓前用CO2短时
处理,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸,D正确。
突破2　影响细胞呼吸的因素及其应用
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1.影响细胞呼吸的外部因素分析
项目
温度
氧气浓度
水分
影响原理
影响酶活性
决定呼吸类型和强度
自由水含量较高
时呼吸旺盛
坐标曲线
?
?
?
实践应用
在零上低温下贮藏蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中,增加昼夜温差以减少有机物的消耗,提高产量
常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间
贮藏作物种子时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗
2.植物组织细胞呼吸速率的测定
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(1)测定植物组织细胞呼吸速率的原理:植物呼吸作用吸收O2,释放CO2,
CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的距离即表示呼吸速率。
(2)条件:整个装置必须遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率
的测定。
(3)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测材料进行消
毒处理。
(4)为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验,
将所测定的生物材料灭活(将种子煮熟),其他条件均不变。
?
细胞呼吸曲线的识别技巧
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(1)图中点的含义(AB=BC):
Q点:只进行无氧呼吸;P点及其以后:只进行有氧呼吸;O2浓度为C时:有
氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无
氧呼吸消耗的葡萄糖量的1/3;R点:释放的CO2量最少,此条件最有利于
蔬菜的储存。
(2)图中线的含义:
两种呼吸方式同时存在的区段是QRP;QR区段CO2生成量急剧减少的原
因是随着O2浓度增加,无氧呼吸受到抑制;T点之前引起曲线发生变化的
因素是O2浓度,T点之后限制因素为温度等外在因素和酶等内在因素。
根据区域OQP的面积表示无氧呼吸产生的CO2量,可画出无氧呼吸产生
的CO2量随O2浓度变化的曲线为QBE。
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考向1????以模型为信息载体,考查影响细胞呼吸的因素
1.(2018北京海淀第一学期期末)细胞内的磷酸果糖激酶(酶P)催化下列
反应:果糖-6-磷酸+ATP?果糖-1,6-二磷酸+ADP,这是细胞有氧呼吸
第一阶段的重要反应。如图为高、低两种ATP浓度下酶P与果糖-6-磷
酸浓度的关系。下列叙述不正确的是?(　　)
A.细胞内酶P催化的反应发生在细胞质基质中
B.一定范围内,果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈正相关
C.低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性
D.酶P活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节
答案????C
解析????由题意可知,细胞内酶P催化的反应是细胞有氧呼吸第一阶
段的重要反应,所以该反应发生在细胞质基质中,A正确;由图可知,一定
范围内,果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈正相关,B正确;由图可知,低ATP
浓度下,酶P活性随果糖-6-磷酸浓度增大而升高至出现最大值,比高ATP
浓度下更快达到同一最大值,说明低ATP浓度在一定程度上促进了酶P
的活性,C错误;由图可知,高ATP浓度下,酶P活性随果糖-6-磷酸浓度增
大而升高至出现最大值,比低ATP浓度下增速小,所以酶P活性受到有氧
呼吸产物ATP的反馈调节,D正确。
2.(2018河南洛阳一模)呼吸商(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描
述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解
葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。以下叙述中,正确的是?(　B　)
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A.呼吸商越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱
B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度
C.为了减少有机物的损耗,最好将氧分压调至C点
D.C点以后,细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化
解析　在以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中,CO2释放量等于O2吸
收量,这说明呼吸商为1时,只进行有氧呼吸,当呼吸商大于1时存在无氧
呼吸。故呼吸商越大,细胞无氧呼吸越强,有氧呼吸越弱,B点的有氧呼
吸强度要大于A点有氧呼吸的强度,A错误、B正确;C点时呼吸商为1,只
进行有氧呼吸,此时有机物消耗较多,C错误;有氧呼吸强度随氧分压增
大而增强,但到一定程度后不再增加,D错误。
考向2　以实验分析的形式,考查影响细胞呼吸的因素
3.如图表示光照、储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储存番茄果实
D.储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
答案????C
解析 番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,有氧呼吸
第二阶段在线粒体中产生CO2,无氧呼吸在细胞质基质中产生CO2,A正
确;计算“8 ℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量
占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 ℃时光照条件下呼吸强度比
黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”,比较
二者可知,B正确;图示信息表明,光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细
胞呼吸弱,所以光照条件下更有利于番茄果实的储存,C错误;温度降低
会使与呼吸作用有关的酶的活性降低,细胞呼吸减弱,D正确。
4.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。下列说法
正确的是?(　　)
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A.樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体
B.图中A、B、C三点,在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是点C
C.淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用
D.实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标
答案????C　
解析 甜樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质,有氧
呼吸生成CO2的场所是线粒体,A错误;图中A、B、C三点,在单位时间内
与氧结合的还原氢最多的是点A,B错误;由图示可见KNO3浓度越高,有
氧呼吸速率越强,说明淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减
缓作用,C正确;植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2,所以实验过程
中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标,D错误。
突破3　实验——探究酵母菌的呼吸方式
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1.实验原理
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2.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示。
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(3)检测酒精的产生:自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入
编号为1、2的两支试管中→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。
3.实验现象
条件
澄清石灰水的变化
1、2两试管的变化
甲组
变混浊快
无变化
乙组
变混浊慢
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,还产生少量
CO2。
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运用液滴移动情况探究细胞呼吸方式的方法
(1)欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种
子为例):
实验现象
结论
装置1液滴
装置2液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸
和产乳酸的无氧呼吸
(2)实验结果预测和结论(见下表):
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考向　以实验分析的形式,考查细胞呼吸方式的实验探究与分析
1.为了探究酵母菌的呼吸作用类型,某同学设置了如下图所示的实验方
案。下列说法中,正确的是?(　　)
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A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸
B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的水分
C.甲、乙两组中澄清的石灰水都变混浊,乙组混浊程度更大
D.乙组B瓶封口放置一段时间后,还要确保瓶内有足够的O2
答案????A
解析　由图可知,甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无
氧呼吸,A正确;加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的
CO2,以防止其对实验的干扰,B错误;甲、乙两组中澄清的石灰水都变混
浊,由于甲组酵母菌进行有氧呼吸,产生的CO2多,所以甲组混浊程度更
大,C错误;乙组B瓶封口放置一段时间,目的是让酵母菌将瓶内的O2消耗
完,防止其对实验造成干扰,D错误。
2.下图是探究活的酵母菌呼吸作用的实验装置图。装置中底物(葡萄
糖)充足且温度适宜。A、B表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而
发生移动。下列现象不可能发生的是?(　D　)
A.A不动而B右移　　B.A左移而B不动
C.A左移B右移　　 D.A不动B不动
解析　如果A不动说明没有气体的消耗,酵母菌不进行有氧呼吸,B右移说明酵母菌进行呼吸作用时CO2释放量大于氧气消耗量,综上分析,满足此种情况的是酵母菌只进行无氧呼吸,A正确;A左移说明有气体(O2)的消耗,即酵母菌进行了有氧呼吸,B不动说明消耗气体(O2)的量与产生气体(CO2)的量相同,满足此情况的是酵母菌只进行有氧呼吸,B正确;如果A左移,说明有气体(O2)的消耗,即酵母菌进行有氧呼吸,B右移说明消耗气体(O2)的量小于产生气体(CO2)的足此情况的是酵母菌同时进行有氧和无氧呼吸,C正确;如果A不动说明没有气体的消耗,只进行无氧呼吸,B不动说明消耗气体(O2)的量与产生气体(CO2)的量相同,此时只进行有氧呼吸,这种现象是不可能发生的,D错误。
网络构建
核心构建
填充:①?有氧和多种酶?　②??细胞质基质、线粒体??　③?CO2和H2O????????④????C6H12O6+6H2O+6O2? 6CO2+12H2O+能量? ⑤?无氧和多种酶??⑥?细胞质基质??　⑦?酒精和CO2或乳酸??　⑧?C6H12O6? 2C2H5OH+2CO2+少量能量;C6H12O6? 2C3H6O3+少量能量????⑨????温度、O2浓度、水分等????
要语强记
1.一个实质
有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。
2.两种物质的检测
(1)CO2可使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿
再变黄。
(2)酒精:在酸性条件下,酒精使橙色的重铬酸钾溶液呈灰绿色。
3.有氧呼吸的三个阶段
(1)第一阶段:C6H12O6? 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
(2)第二阶段:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O? 6CO2+20[H]+少量能
量
(3)第三阶段:24[H]+6O2? 12H2O+大量能量