5.3 细胞呼吸的原理和应用-2024-2025学年新高一生物预习讲义（2019人教版必修1）

5.3 细胞呼吸的原理和应用 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构说明有氧呼吸过程中各种物质与能量的变化。（生命观念） 2.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型。（科学思维） 3.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质（科学探究） 4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用（社会责任） 细胞呼吸的原理和应用 一、细胞呼吸的方式 1.实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式 （1）实验原理 ①酵母菌是一种单细胞真菌，在 的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 ②检测CO2的产生。CO2可使澄清石灰水 ，也可使溴麝香草酚蓝水溶液 。根据石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液变成 的 ，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 ③检测酒精的产生。橙色的重铬酸钾溶液，在 条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成 。 （2）实验步骤 ①配制酵母菌培养液：新鲜的食用酵母菌＋质量分数为5%的 。 ②设计对比实验检测CO2：对比实验是指设置两个或两个以上的 组，通过对结果的比较分析，来探究 的实验，对比实验叫 。在探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中，需要设置 两种条件（如下图，图一为 条件，图二为 条件），这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比探究: 对细胞呼吸的影响。 ③实验分析：图一中，进入A瓶的空气先通过NaOH溶液的目的是 ，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由 产生的。图中B瓶需先 后再连通盛有石灰水的锥形瓶，这样做的目的是将B瓶中的 消耗完后，确保是 产生的CO2通入澄清的石灰水中。上图中澄清石灰水也可换为 。 ④检测酒精：从A、B瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g 溶液并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的 。 （3）实验现象：图一澄清石灰水 ，1号试管颜色无变化；图二澄清石灰水 ，2号试管出现 。 （4）实验结论：酵母菌在 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 的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生 的二氧化碳。 2.细胞呼吸方式：科学家通过大量的实验证实，细胞呼吸可分为 两种类型。 二、有氧呼吸 1.范围：对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的 ，这一过程必须有 的参与。 2.主要场所：线粒体是有氧呼吸的 。下图为线粒体结构示意图，线粒体具有 两层膜，依次为上图中的 ，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，即下图中的 ，嵴使 。嵴的周围充满了液态的 ，即上图中的 。线粒体的 中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 3.有氧呼吸总反应式：有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成: ________________________________________________________。 4.有氧呼吸的过程：下图为有氧呼吸过程图解，其全过程可以概括地分为三个阶段，第一个阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的 （图中序号 ），产生少量的 （图中序号 ），并且释放出 （图中序号 ）。这一阶段 氧的参与，是在 中进行的。第二个阶段是， （图中序号 ）彻底分解成 （图中 ），并释放出 （图中序号 ）。这一阶段 氧的参与，是在 中进行的。第三个阶段是，上述两个阶段产生的 （图中序号 ），经过一系列的化学反应，与 结合（图中序号 ）形成水，同时释放出 （图中序号 ）。这一阶段 氧的参与，是在 进行的。 5.有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把葡萄糖等 彻底氧化分解，产生 ，释放能量，生成 的过程。 6.有氧呼吸中能量转化：有氧呼吸过程中释放的能量大部分 ，少部分转移到 中。 7.有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把 彻底氧化分解，产生 ，释放能量，生成 ATP的过程。 三、无氧呼吸 1.范围：除酵母菌以外，还有许多种 能够进行无氧呼吸。此外， 等植物器官的细胞以及动物 等，除了能够进行有氧呼吸，在 条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是 。 2.场所及过程：无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要 的催化，但都是在 中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段 。第二个阶段是，丙酮酸在 的催化作用下，分解成 ，或者转化成 。 3.无氧呼吸中能量转化：无氧呼吸都只在 释放出少量的能量，生成 ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 中。 4.无氧呼吸总反应式：无氧呼吸的化学反应式可以概括为: 。 5.微生物的无氧呼吸：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做 。产生酒精的叫做 ；产生乳酸的叫做 。 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 四、细胞呼吸概念及意义： 1.概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放出 并生成 的过程。 2.意义：细胞呼吸除了能为生物体提供 ，还是生物体 。例如，蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过 联系起来。 影响细胞呼吸的外界因素 1. O2浓度 AP段下降的原因是： PB段上升的原因是： 贮存水果/蔬菜最佳点？ Q点的含义: 2.二氧化碳、温度 3.含水量 在一定范围内，细胞呼吸速率，随含水量的增加而加快；超过一定范围，细胞呼吸速率随含水量的增加而减慢。 五、细胞呼吸原理应用 1.选用“创可贴”等敷料包扎伤口，有利于伤口的痊愈，其原因是：“创可贴”等敷料既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了 的环境、避免 病原菌的繁殖。 2.利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可生产各种酒。因为：酵母菌是 微生物，酵母菌在适宜的 等条件下，进行 呼吸并大量繁殖，在 条件下则进行酒精发酵。（P95“思考·讨论”第2图、“教师教学用书”） 3.对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的 ，从而有利于根系的生长和对 的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中 微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中 的分解，从而有利于植物对 的吸收。（P95“思考·讨论”第3图、“教师教学用书”） 4.在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取 等措施减弱果蔬的 ，以减少 的消耗。（P95“思考·讨论”第4图、“教师教学用书”） 5.破伤风芽孢杆菌只能进行 ，较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中 。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。（P95“思考·讨论”第5图、“教师教学用书”） 6.有氧运动是指人体细胞充分获得 的情况下所进行的体育锻炼，人体细胞通过有氧呼吸可以获得 的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等是人体细胞在 条件下进行的高速运动，在这种运动中，肌细胞因氧不足，要靠 来获取能量。因为 能够刺激肌细胞周围的 ，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。（P95“思考·讨论”第6图、“教师教学用书”） 细胞呼吸方式的判断 呼吸类型测定装置 1.指标及原理 （1）指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。 （2）原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移，单位时间内着色液左移的距离即表示呼吸速率。 2.物理误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。 教材习题01 1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。 (1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（ ） (2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。( ) 笔记·感悟 教材习题02 2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( ) A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用 B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸 C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸 D.保存该器官时，氧气浓度越低越好 教材习题03 3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ） A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙 1．下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，正确的是( ) A．在有氧呼吸装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液 B．可根据溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化判断酵母菌细胞呼吸的方式 C．该实验的自变量是氧气的有无，因变量是细胞呼吸的产物 D．在无氧和有氧条件下的实验分别是对照组和实验组 2．实验小组设计的“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．设置锥形瓶A的目的是防止外界CO2的干扰 B．澄清的石灰水可以换成溴麝香草酚蓝溶液 C．相同时间内锥形瓶C中的澄清石灰水变浑浊的程度高于E瓶 D．可适当缩短实验时间以便用酸性重铬酸钾进行检测 3．下图是线粒体的结构模式图，相关叙述正确的是（  ） A．①是线粒体外膜，③是线粒体内膜 B．葡萄糖在②处氧化分解为丙酮酸 C．有氧呼吸过程中，③处有少量能量释放 D．［H］与氧气结合生成水发生在②处 4．如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。下列叙述正确的是（    ） A．若发生图中所示的呼吸作用过程，则此个体必须生活在无氧环境中 B．葡萄糖→丙酮酸→乳酸分解途径仅存在于动物细胞中 C．酶1、酶2、酶3都位于细胞质基质中 D．葡萄糖→丙酮酸仅存在于厌氧呼吸过程中 5．细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽，如细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。以下有关说法正确的是（　　） A．细胞中的物质都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量 B．脂质物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均不发生改变 C．与燃烧相比，有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中 D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为必需氨基酸 6．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（    ） A．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 D．南方稻区早稻催芽过程中，浸种后常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 7．某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后，CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示（假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖）。下列相关叙述正确的是（    ） A．O2浓度为a时，呼吸底物（葡萄糖）中的能量大多以热能形式散失 B．O2浓度为c时，约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程 C．曲线l和曲线ll围成的面积表示酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量 D．若实验中的酵母菌更换为乳酸菌，则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变 8．下图表示细胞呼吸的部分过程，蛋白复合体I、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链能传递e-。下列相关叙述正确的是（    ） A．在线粒体内膜上电子传递链将e-传递给O2生成水 B．当H+由线粒体基质被转运到线粒体膜间隙时，会推动ATP的合成 C．丙酮酸通过自由扩散从线粒体膜间隙进入线粒体基质 D．皮肤破损较深时，破伤风芽孢杆菌通过进行图示生理过程大量繁殖 9．（不定项）豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法正确的是（    ） A．12～14小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑（TTC）鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 10．（不定项）北欧鲫鱼能够在冬季结冰的水下生活。北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精(熔点为-114℃)，再将酒精经鱼鳃排到水中，大大提高在严酷环境中的存活率。其细胞呼吸过程如下图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①②③都发生在细胞质基质中，均能产生ATP B．呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 C．基因的表达差异使北欧鲫鱼肌细胞与其他细胞中催化呼吸作用的酶有所不同 D．北欧鲫鱼的上述过程避免体内乳酸堆积，排出的酒精延缓周围水体结冰 1．生物研究小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并研究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（　　） A．增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量 B．乙瓶的溶液由蓝色变绿再变黄，表明酵母菌产生了CO2 C．乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入重铬酸钾溶液以检测乙醇生成 D．若增加需氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同 2．在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（    ） A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 3．图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，据此分析癌细胞不具有的是（    ） A．线粒体缺少凸起的嵴 B．线粒体基质中产生大量丙酮酸 C．无氧呼吸强，产生大量乳酸 D．葡萄糖的消耗量大 4．下图表示细胞呼吸的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲、乙分别代表丙酮酸、［H］ B．1和2所含酶的种类相同 C．2和3都能产生大量ATP D．1和2都具有双层生物膜 5．下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是（    ） A．乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质 B．酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质 C．黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长 D．地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏 6．长期浸水会导致树根变黑腐烂．树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图．下列叙述正确的是（ ） A．Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率上升 B．Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率下降 C．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ不同 D．a点的有氧呼吸强度小于b点 7．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是（    ） A．条件X下酵母细胞呼吸时，葡萄糖中能量的去向有3处 B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解并产生CO2和水 C．氧气不足时，人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量 D．人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸，皆属于兼性厌氧型生物 8．用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸，将酵母菌（甲）、细胞质基质（乙）及线粒体（丙）分别放入3支试管，向试管中加入等量、相同浓度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段时间后，得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．甲中产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水 B．乙反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精 C．甲和乙消耗等量的葡萄糖释放的能量相等 D．实验结果表明葡萄糖不能在线粒体中分解 9．（不定项）我国既要抓好粮食生产，同时还要重视粮食储备，全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述，正确的是（    ） A．气控：控制环境中的气体比例，创造无氧环境抑制谷物的有氧呼吸 B．干控：控制谷物的水分，以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用 C．温控：控制谷物的储藏温度，创造一个不利于虫霉生长的低温环境 D．化控：指利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程，达到杀虫抑菌目的 10．为解决草莓易腐烂、不耐贮藏的问题，科研人员研究了密闭环境中不同温度条件对草莓最长贮藏时间和含糖量变化的影响，结果如下表。 表  不同温度条件对草莓最长贮藏时间和含糖量变化的影响 贮藏温度/℃ 最长贮藏时间/h 含糖量变化/％ 0 240 -1.8 5 96 -0.5 20 24 -1.0 回答下列问题： (1)在贮藏过程中，草莓果实中含糖量会 ，原因是 。 (2)在20℃到0℃范围内，随着温度的降低草莓果实的贮藏时间将延长，主要是因为 ，从而抑制了呼吸作用。 (3)为进一步探究O2浓度对草莓果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行了如下实验，结果如图 O2在 （场所）参与草莓果实的呼吸作用；由结果可知，降低环境中O2浓度，草莓果实呼吸速率将 ；但过低的氧气浓度往往更容易导致草莓果实腐烂，最可能的原因是 。 (4)除控制氧气浓度和温度外，还可以通过采取 （答出一项即可）措施延长草莓贮藏时间。 11．科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如图1所示 (1)据图1可知，蛋白A位于 （细胞器）膜上，蛋白S与蛋白A结合，使Ca2+以 方式进入该细胞器腔内，随后Ca2+进入线粒体，Ca2+在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的 阶段反应，进而影响脂肪合成。 (2)脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，据此推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由 （填“单”或“双”）层磷脂分子构成，原因是 。 (3)蛋白S基因突变后，细胞中脂肪合成减少的原因可能是 ，使得进入线粒体的钙离子减少，进而 ，脂肪合成减少。 (4)棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体，其线粒体内膜含有UCP2蛋白，如图2所示。一般情况下H+通过FoFIATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，当棕色脂肪细胞被激活时，H+还可通过UCP2蛋白流至线粒体基质，此时线粒体内膜上ATP的合成速率将 ，有氧呼吸释放的能量中 所占比例明显增大，利于御寒。 (5)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述不正确的是_______________。 A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累 B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一 D．图中X代表的物质是甘油 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.3 细胞呼吸的原理和应用 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构说明有氧呼吸过程中各种物质与能量的变化。（生命观念） 2.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型。（科学思维） 3.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质（科学探究） 4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用（社会责任） 细胞呼吸的原理和应用 一、细胞呼吸的方式 1.实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式 （1）实验原理 ①酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 ②检测CO2的产生。CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。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，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 ③检测酒精的产生。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。 （2）实验步骤 ①配制酵母菌培养液：新鲜的食用酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液。 ②设计对比实验检测CO2：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，来探究某种因素与实验对象关系的实验，对比实验叫相互对照实验。在探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中，需要设置有氧和无氧两种条件（如下图，图一为有氧条件，图二为无氧条件），这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比探究: 氧气条件对细胞呼吸的影响。 ③实验分析：图一中，进入A瓶的空气先通过NaOH溶液的目的是消除CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。图中B瓶需先密封放置一段时间后再连通盛有石灰水的锥形瓶，这样做的目的是将B瓶中的氧气消耗完后，确保是酵母菌无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。上图中澄清石灰水也可换为溴麝香草酚蓝水溶液。 ④检测酒精：从A、B瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。 （3）实验现象：图一澄清石灰水变混浊程度高且速度快，1号试管颜色无变化；图二澄清石灰水变混浊程度低且速度慢，2号试管出现灰绿色。 （4）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二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。 2.细胞呼吸方式：科学家通过大量的实验证实，细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 二、有氧呼吸 1.范围：对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。 2.主要场所：线粒体是有氧呼吸的主要场所。下图为线粒体结构示意图，线粒体具有内、外两层膜，依次为上图中的①②，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，即下图中的③，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质，即上图中的④。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 3.有氧呼吸总反应式：有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成: C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 4.有氧呼吸的过程：下图为有氧呼吸过程图解，其全过程可以概括地分为三个阶段，第一个阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸（图中序号⑥），产生少量的[H]（图中序号①），并且释放出少量的能量（图中序号③）。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。第二个阶段是，丙酮酸和水（图中序号⑥和⑦）彻底分解成二氧化碳和[H]（图中CO2和序号②），并释放出少量的能量（图中序号④）。这一阶段不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]（图中序号①和②），经过一系列的化学反应，与氧结合（图中序号⑧）形成水，同时释放出大量的能量（图中序号⑤）。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 5.有氧呼吸概念：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。 6.有氧呼吸中能量转化：有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。 7.有氧呼吸概念：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。 三、无氧呼吸 1.范围：除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。 2.场所及过程：无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。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。 3.无氧呼吸中能量转化：无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 4.无氧呼吸总反应式：无氧呼吸的化学反应式可以概括为: C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量、C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量。 5.微生物的无氧呼吸：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。产生酒精的叫做酒精发酵；产生乳酸的叫做乳酸发酵。 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 四、细胞呼吸概念及意义： 1.概念：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。 2.意义：细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 影响细胞呼吸的外界因素 1. O2浓度 AP段下降的原因是： 氧气浓度增加，有氧呼吸强度比较弱，无氧呼吸受到抑制，进而导致二氧化碳释放总量减少。 PB段上升的原因是： 氧气浓度进一步增加，虽然无氧呼吸受到抑制，但是有氧呼吸强度增幅比较大进而导致二氧化碳释放总量增加。 贮存水果/蔬菜最佳点？ p点，该点CO2释放总量最少，呼吸作用最弱，有机物消耗最少 Q点的含义: 有氧呼吸和无氧呼吸放出CO2量相等 2.二氧化碳、温度 3.含水量 在一定范围内，细胞呼吸速率，随含水量的增加而加快；超过一定范围，细胞呼吸速率随含水量的增加而减慢。 五、细胞呼吸原理应用 1.选用“创可贴”等敷料包扎伤口，有利于伤口的痊愈，其原因是：“创可贴”等敷料既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖。（P95“思考·讨论”第1图、“教师教学用书”） 2.利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可生产各种酒。因为：酵母菌是兼性厌氧微生物，酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖，在无氧条件下则进行酒精发酵。（P95“思考·讨论”第2图、“教师教学用书”） 3.对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐 的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。（P95“思考·讨论”第3图、“教师教学用书”） 4.在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。（P95“思考·讨论”第4图、“教师教学用书”） 5.破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸，较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。（P95“思考·讨论”第5图、“教师教学用书”） 6.有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼，人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动，在这种运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。（P95“思考·讨论”第6图、“教师教学用书”） 细胞呼吸方式的判断 呼吸类型测定装置 1.指标及原理 （1）指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。 （2）原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移，单位时间内着色液左移的距离即表示呼吸速率。 2.物理误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。 教材习题01 1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。 (1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（ ） (2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。( ) 笔记·感悟 答案:（1）× 乳酸菌无氧呼吸不产生气体,产生的是乳酸。 （2）√ 酵母菌无氧呼吸产生酒精。 教材习题02 2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( ) A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用 B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸 C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸 D.保存该器官时，氧气浓度越低越好 答案：C 氧气浓度为0时,该器官只进行无氧呼吸,A错误;氧气浓度大于0小于10%时,该器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;氧气浓度大于10%,二氧化碳释放量与氧气吸收量相等,说明该器官只进行有氧呼吸,C正确;保存该器官时,氧气浓度并非越低越好,D错误。 教材习题03 3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ） A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙 答案：B 有氧呼吸的全过程可以概括地分为三个阶段。第一个阶段:葡萄糖分解成丙酮酸,产生少量的[H],并释放出少量的能量,在细胞质基质中进行。第二个阶段:丙酮酸与水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量,在线粒体基质中进行。第三个阶段:第一、二两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水,同时释放出大量能量,在线粒体内膜上进行。上清液中只含有细胞质基质,只发生有氧呼吸的第一个阶段,因此其终产物为丙酮酸(实验是在有氧条件下进行的,故无氧呼吸被抑制)。沉淀物中虽然含有线粒体,但没有细胞质基质,不能直接吸收葡萄糖,因此不发生反应,只有丙试管中的酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳和水。 1．下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，正确的是( ) A．在有氧呼吸装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液 B．可根据溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化判断酵母菌细胞呼吸的方式 C．该实验的自变量是氧气的有无，因变量是细胞呼吸的产物 D．在无氧和有氧条件下的实验分别是对照组和实验组 【答案】C 【分析】本题考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，要求学生理解实验的原理，如酵母菌的新陈代谢类型、细胞呼吸产物CO2和酒精的鉴定，掌握实验装置的设置、所使用的试剂及试剂的作用。 【详解】在有氧呼吸的装置中，先将空气通入NaOH溶液吸收空气中的CO2，避免对实验结果的干扰，A错误；溴麝香草酚蓝水溶液可用于鉴定CO2，但酵母菌细胞有氧呼吸与无氧呼吸产物均有CO2，故不能根据溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化判断酵母菌细胞呼吸的方式，B错误；探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中自变量是氧气的有无，在无氧和有氧条件下的实验均为实验组，因变量是细胞呼吸产物，C正确、D错误。 2．实验小组设计的“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．设置锥形瓶A的目的是防止外界CO2的干扰 B．澄清的石灰水可以换成溴麝香草酚蓝溶液 C．相同时间内锥形瓶C中的澄清石灰水变浑浊的程度高于E瓶 D．可适当缩短实验时间以便用酸性重铬酸钾进行检测 【答案】D 【分析】左图探究的是酵母菌的有氧呼吸，其中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳，澄清石灰水的作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳；右图探究的是酵母菌的无氧呼吸，其中澄清石灰水的作用是检测无氧呼吸产生的二氧化碳。 【详解】A、向锥形瓶A中加入10%NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，排除空气中的二氧化碳对有氧呼吸产物检测的干扰，A正确； B、酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，且溴麝香草酚蓝溶液可以用于细胞呼吸二氧化碳的检验，会由蓝色变为绿色再变为黄色，因此澄清的石灰水可以换成溴麝香草酚蓝溶液，B正确； C、有氧呼吸每消耗一个葡萄糖产生6个二氧化碳，而无氧呼吸每消耗一个葡萄糖产生2个二氧化碳，二氧化碳越多澄清石灰水浑浊程度更高，因此相同时间内锥形瓶C中的石灰水比E中的石灰水浑浊程度更高，C正确； D、葡萄糖和酒精都能与酸性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培养液中的葡萄糖，D错误。 3．下图是线粒体的结构模式图，相关叙述正确的是（  ） A．①是线粒体外膜，③是线粒体内膜 B．葡萄糖在②处氧化分解为丙酮酸 C．有氧呼吸过程中，③处有少量能量释放 D．［H］与氧气结合生成水发生在②处 【答案】A 【分析】线粒体是广泛存在于动物细胞和植物细胞中的细胞器，是细胞呼吸产生能量的主要场所。 【详解】A、线粒体是双层膜结构，①是外膜，③是内膜，向内凹陷形成嵴，A正确； B、葡萄糖氧化分解为丙酮酸是在细胞质中进行，B错误； C、有氧呼吸过程中，第三阶段产生大量能量，在线粒体内膜进行，C错误； D、［H］与氧气结合生成水是有氧呼吸第三阶段，发生在③处，D错误。 4．如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。下列叙述正确的是（    ） A．若发生图中所示的呼吸作用过程，则此个体必须生活在无氧环境中 B．葡萄糖→丙酮酸→乳酸分解途径仅存在于动物细胞中 C．酶1、酶2、酶3都位于细胞质基质中 D．葡萄糖→丙酮酸仅存在于厌氧呼吸过程中 【答案】C 【分析】题图分析，葡萄糖分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质，丙酮酸在无氧条件下转化为酒精和二氧化碳，或转化为乳酸，发生的场所均为细胞质基质。 【详解】A、据图分析，图示两个过程都表示无氧呼吸，不需要氧气的参与，但是人体在有氧条件下也可以发生无氧呼吸，A错误； B、乳酸菌以及少数植物细胞如马铃薯块茎细胞也可以进行无氧呼吸，产生乳酸，B错误； C、酶1、酶2、酶3都属于催化无氧呼吸的酶，无氧呼吸各阶段的发生场所位于细胞质基质中，C正确； D、葡萄糖→丙酮酸也发生在有氧呼吸第一阶段，D错误。 5．细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽，如细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。以下有关说法正确的是（　　） A．细胞中的物质都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量 B．脂质物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均不发生改变 C．与燃烧相比，有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中 D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为必需氨基酸 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸：反应式：C6H12O6+6O2→6CO2＋6H2O+少量能量 场所：线粒体和细胞质基质。 2、无氧呼吸：反应式 ①C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量（如动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚）。②C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量（大部分植物）。 场所：细胞质基质。 【详解】A、细胞中不是所有机物都可作为细胞呼吸的底物，如核糖、脱氧核糖等有机物不能作为细胞呼吸的底物，A错误； B、与糖类相比脂类物质中氧的含量低，而碳、氢的含量高，且糖类只含C、H、O三种元素，而脂类中不仅含有C、H、O三种元素，有的还含有N、P，故脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均发生改变，B错误； C、与燃烧相比，有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中，C正确； D、必需氨基酸是人体细胞不能合成的，必需从食物中获取的氨基酸，D错误。 6．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（    ） A．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 D．南方稻区早稻催芽过程中，浸种后常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 【答案】B 【分析】细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比后者多。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素，储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。 【详解】A、油料作物种子种含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，A正确； B、种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误； C、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，C正确； D、南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，D正确。 7．某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后，CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示（假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖）。下列相关叙述正确的是（    ） A．O2浓度为a时，呼吸底物（葡萄糖）中的能量大多以热能形式散失 B．O2浓度为c时，约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程 C．曲线l和曲线ll围成的面积表示酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量 D．若实验中的酵母菌更换为乳酸菌，则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变 【答案】C 【分析】1.有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。2.无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。 【详解】A、O2浓度为a时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖约占2/6/[2/6+（15－2）/2]=2/41，其中的能量大多以热的形式散失，无氧呼吸消耗的葡萄糖约占39/41，其中的能量大多储存在酒精中，综合来看，此时呼吸作用消耗的葡萄糖的能量大多储存在酒精中，A错误； B、O2浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖约占10/6÷[10/6+（12-10）/2]=5/8，约有1-5/8=3/8的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸，B错误； C、图中实线围成的面积为总CO2的释放量，虚线围成的面积为有氧呼吸释放的CO2，则曲线l和曲线ll围成的面积表示酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量，C正确； D、乳酸菌只能进行无氧呼吸，其呼吸产物为乳酸，不产生CO2，若实验中的酵母菌更换为乳酸菌，则曲线Ⅰ、Ⅱ走势均会发生改变，D错误。 8．下图表示细胞呼吸的部分过程，蛋白复合体I、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链能传递e-。下列相关叙述正确的是（    ） A．在线粒体内膜上电子传递链将e-传递给O2生成水 B．当H+由线粒体基质被转运到线粒体膜间隙时，会推动ATP的合成 C．丙酮酸通过自由扩散从线粒体膜间隙进入线粒体基质 D．皮肤破损较深时，破伤风芽孢杆菌通过进行图示生理过程大量繁殖 【答案】A 【分析】1、据题意可知：电子传递链或呼吸链主要分布于线粒体内膜上，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，参与有氧呼吸的第三阶段。 2、有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和NADH，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的NADH，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】A、图中可以看到线粒体内膜上蛋白复合体I、Ⅲ、IV传递e-，并在蛋白复合体IV处传递给O2生成水，A正确； B、据图可知当H+被转运到线粒体基质时，会推动ATP的合成，B错误； C、据图可知丙酮酸与H+从线粒体膜间隙进入线粒体基质过程借助了载体蛋白的协助，因此不是自由扩散，C错误； D、破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸，图示为真核细胞有氧呼吸部分过程，D错误。 9．（不定项）豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法正确的是（    ） A．12～14小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑（TTC）鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 【答案】ACD 【分析】种子萌发的外界条件有充足的水分、适宜的温度和足够的氧气，种子萌发的初期主要进行无氧呼吸，胚根突破种皮后主要进行有氧呼吸。脂肪中氧的含量低于糖类，脂肪氧化分解时消耗的氧的体积大于产生二氧化碳的体积。 【详解】A、无氧呼吸不吸收氧气，产生二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖时，产生的二氧化碳体积与消耗氧的体积相同。据图可知，在12～24h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，A正确； B、种子快速发育时期，细胞代谢旺盛，植物光合作用强才能积累更多有机物，需要提供适宜的温度等条件，B错误； C、由题可知，TTC与细胞呼吸时底物经脱氢酶催化所释放的氢发生红色反应，只有活细胞才能进行呼吸作用，因此，可以用来鉴定种子“死活”，C正确； D、b点后吸收的O2量远多于释放的CO2量，说明氧化分解的底物除糖类还有脂肪类等物质，D正确。 10．（不定项）北欧鲫鱼能够在冬季结冰的水下生活。北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精(熔点为-114℃)，再将酒精经鱼鳃排到水中，大大提高在严酷环境中的存活率。其细胞呼吸过程如下图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程①②③都发生在细胞质基质中，均能产生ATP B．呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 C．基因的表达差异使北欧鲫鱼肌细胞与其他细胞中催化呼吸作用的酶有所不同 D．北欧鲫鱼的上述过程避免体内乳酸堆积，排出的酒精延缓周围水体结冰 【答案】CD 【分析】分析题图可知，①为无氧呼吸，产物为乳酸；②为无氧呼吸的第一阶段，③为无氧呼吸的第二阶段，产物为酒精。北欧鲫鱼在缺氧条件下，其他组织细胞无氧呼吸产生乳酸，乳酸被运输到肌细胞，转变为丙酮酸，再经无氧呼吸产生酒精排出体外。 【详解】A、无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，合成ATP，所以①②过程能产生ATP，而③不能，A错误； B、在无氧呼吸产生酒精的过程中，第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段丙酮酸转化变成酒精和二氧化碳，需要消耗第一阶段产生的[H]，整个呼吸作用过程只释放出少量能量，大量能量留存在酒精或乳酸中，B错误； C、缺氧条件下，不同细胞中葡萄糖分解产物不同，是因为不同细胞中相关的酶不同，其根本原因是基因的选择性表达，C正确； D、北欧鲫鱼将体内乳酸转化为酒精排出，排出的酒精溶于水中，能延缓周围水体结冰，D正确。 1．生物研究小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并研究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（　　） A．增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量 B．乙瓶的溶液由蓝色变绿再变黄，表明酵母菌产生了CO2 C．乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入重铬酸钾溶液以检测乙醇生成 D．若增加需氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同 【答案】B 【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。 【详解】A、乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关，与酵母菌数量无关，A错误； B、CO2通入溴麝香草酚蓝水溶液中，颜色变化为蓝→绿→黄，B正确； C、用重铬酸钾检测酒精时，应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行鉴定，C错误； D、若增加需氧呼吸的对照实验，将通气管先通入澄清石灰水，再通入酵母菌培养液，其他处理与本组相同，D错误。 2．在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（    ） A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 【答案】A 【分析】有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生的场所是线粒体内膜。 【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。 3．图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，据此分析癌细胞不具有的是（    ） A．线粒体缺少凸起的嵴 B．线粒体基质中产生大量丙酮酸 C．无氧呼吸强，产生大量乳酸 D．葡萄糖的消耗量大 【答案】B 【分析】线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质：葡萄糖分解为丙酮酸和NADH；第二阶段发生在线粒体基质：丙酮酸与水反应生成二氧化碳和NADH；第三阶段发生在线粒体内膜：NADH与氧气反应生成水。 【详解】A、分析题图可知，癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，A正确； B、细胞质基质中产生大量丙酮酸，B错误； C、癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，无氧呼吸强，产生大量乳酸，C正确； D、癌细胞无氧呼吸强，代谢旺盛，对能量需求量大，而无氧呼吸释放的能量少，故葡萄糖的消耗量大，D正确。 4．下图表示细胞呼吸的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲、乙分别代表丙酮酸、［H］ B．1和2所含酶的种类相同 C．2和3都能产生大量ATP D．1和2都具有双层生物膜 【答案】A 【分析】图示表示细胞呼吸作用的过程，其中1表示细胞呼吸第一阶段的场所，即细胞质基质；2表示细胞有氧呼吸第二阶段的场所，即线粒体基质；3表示有氧呼吸第三阶段的场所，即线粒体内膜。甲表示丙酮酸；乙表示[H]。 【详解】A、分析题图可知，甲是丙酮酸，乙是[H]，A正确； B、在1、2内进行的反应不同，因此所含的酶种类不同，B错误； C、3内进行的有氧呼吸的第三阶段释放大量能量，2内进行的有氧呼吸第二阶段释放的能量少，C错误； D、1是细胞质基质，是细胞溶胶，不具有膜结构，2是线粒体基质，不具有膜结构，D错误。 5．下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是（    ） A．乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质 B．酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质 C．黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长 D．地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏 【答案】A 【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是： 1、酵母菌是兼性厌氧型生物； 2、酵母菌呼吸产生的CO2可用溴麝香草酚蓝溶液或澄清石灰水鉴定，因为CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊； 3、酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。 【详解】A、二氧化碳会使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，乳酸发酵不会产生二氧化碳，即乳酸发酵不会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质，A错误； B、酵母菌无氧呼吸会产生酒精，使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，B正确； C、黏土掺沙会增加氧气含量，有利于农作物根细胞有氧呼吸，有利于根系吸收无机盐，从而促进根系生长，C正确； D、地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于贮藏，D正确。 6．长期浸水会导致树根变黑腐烂．树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图．下列叙述正确的是（ ） A．Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率上升 B．Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率下降 C．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ不同 D．a点的有氧呼吸强度小于b点 【答案】C 【详解】试题分析：A、Ⅰ阶段，由于长期浸水土壤中氧气浓度降低，细胞有氧呼吸的速率下降，A错误； B、Ⅱ随氧气浓度的进一步降低，对无氧呼吸的抑制作用减弱，细胞的无氧呼吸速率上升，B错误； C、Ⅰ阶段活性速率下降是由于氧气浓度降低，有氧呼吸速率降低和无氧呼吸由于氧气存在受抑制，Ⅲ活性速率下降是由于无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，二者下降的主要原因不同，C正确； D、a点氧气浓度高于b点，有氧呼吸强度比b大，D错误． 7．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是（    ） A．条件X下酵母细胞呼吸时，葡萄糖中能量的去向有3处 B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解并产生CO2和水 C．氧气不足时，人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量 D．人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸，皆属于兼性厌氧型生物 【答案】A 【分析】根据图示分析可知：条件X为无氧，条件Y为有氧。物质a为水，物质b为二氧化碳，物质c为乳酸，物质d为酒精。 【详解】A、条件X下酵母细胞进行无氧呼吸，有机物不能彻底氧化分解，所以葡萄糖中能量的去向有3处，即储存在酒精中、以热能形式散失、储存在ATP中，A正确； B、条件Y下，细胞进行有氧呼吸，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后丙酮酸在线粒体中被分解并产生CO2和水，B错误； C、由于人体肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸，所以氧气不足时，人体肌细胞产生的CO2量仍等于O2的消耗量，C错误； D、人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸，但人属于需氧型生物，酵母菌属于兼性厌氧型生物，D错误。 8．用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸，将酵母菌（甲）、细胞质基质（乙）及线粒体（丙）分别放入3支试管，向试管中加入等量、相同浓度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段时间后，得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．甲中产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水 B．乙反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精 C．甲和乙消耗等量的葡萄糖释放的能量相等 D．实验结果表明葡萄糖不能在线粒体中分解 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量； 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和[H]反应生成酒精和CO2或乳酸； 【详解】A、根据呼吸作用的方程可知，呼吸作用产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水，A正确； B、由题意可知，甲既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，乙只能进行无氧呼吸，丙只能进行有氧呼吸第二、三阶段，乙反应结束后产生的酒精可用酸性重铬酸钾检测，呈灰绿色，B正确； C、甲（进行有氧呼吸和无氧呼吸）和乙（只进行无氧呼吸）消耗等量的葡萄糖，前者释放的能量多与后者，C错误； D、丙中葡萄糖无消耗，说明葡萄糖不能在线粒体中分解，D正确。 9．（不定项）我国既要抓好粮食生产，同时还要重视粮食储备，全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述，正确的是（    ） A．气控：控制环境中的气体比例，创造无氧环境抑制谷物的有氧呼吸 B．干控：控制谷物的水分，以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用 C．温控：控制谷物的储藏温度，创造一个不利于虫霉生长的低温环境 D．化控：指利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程，达到杀虫抑菌目的 【答案】BCD 【分析】无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。 【详解】A、无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸，不利于谷物的储备，储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸，有利于谷物储存，A错误； B、降低谷物的水分，从而降低谷物的新陈代谢，以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用，B正确； C、为控制谷物储藏温度，需要创造一个不利于虫霉生长的低温环境的储粮环境，从而达到储粮的目的，C正确； D、可利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程，达到杀虫抑菌目的的防治技术，从而达到储粮的目的，D正确。 10．为解决草莓易腐烂、不耐贮藏的问题，科研人员研究了密闭环境中不同温度条件对草莓最长贮藏时间和含糖量变化的影响，结果如下表。 表  不同温度条件对草莓最长贮藏时间和含糖量变化的影响 贮藏温度/℃ 最长贮藏时间/h 含糖量变化/％ 0 240 -1.8 5 96 -0.5 20 24 -1.0 回答下列问题： (1)在贮藏过程中，草莓果实中含糖量会 ，原因是 。 (2)在20℃到0℃范围内，随着温度的降低草莓果实的贮藏时间将延长，主要是因为 ，从而抑制了呼吸作用。 (3)为进一步探究O2浓度对草莓果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行了如下实验，结果如图 O2在 （场所）参与草莓果实的呼吸作用；由结果可知，降低环境中O2浓度，草莓果实呼吸速率将 ；但过低的氧气浓度往往更容易导致草莓果实腐烂，最可能的原因是 。 (4)除控制氧气浓度和温度外，还可以通过采取 （答出一项即可）措施延长草莓贮藏时间。 【答案】(1) 降低 贮藏过程中，草莓进行呼吸作用消耗糖类等有机物，导致含糖量降低 (2)适当低温导致与呼吸有关的酶活性降低 (3) 线粒体（内膜） 降低 氧气浓度过低时，草莓果实进行无氧呼吸产生较多酒精，酒精对植物细胞有毒害作用，易导致腐烂。 (4)保鲜袋包裹草莓、通入CO2或N2、控制适宜的湿度等。 【分析】由题干可知，该实验的自变量是不同温度，因变量是草莓最长贮藏时间和含糖量，由表格可知，随着贮藏温度降低，草莓的贮藏时间延长，说明低温有益于草莓贮藏。由曲线图可知，随着贮藏时间延长，实验组（O2浓度为2%）比对照组（O2浓度为21%）的呼吸速率降低的更多，说明低氧有利于降低草莓呼吸作用从而耐储存。 【详解】（1）贮藏过程中，草莓进行呼吸作用消耗糖类等有机物，导致含糖量降低。 （2）在20℃到0℃范围内，适当低温导致与呼吸有关的酶活性降低，从而抑制呼吸作用，从而能延长草莓果实的贮藏时间。 （3）O2参与植物细胞有氧呼吸的第三阶段，该阶段的反应场所是线粒体（内膜）；实验组（O2浓度为2%）比对照组（O2浓度为21%）的呼吸速率降低的更多。草莓果实细胞无氧呼吸产生较多酒精，酒精对果实细胞有毒害作用，易导致腐烂。 （4）从降低呼吸速率的角度考虑，保鲜袋包裹草莓、通入CO2或N2、控制适宜的湿度等均可以延长草莓贮藏时间。 11．科学家研究发现，细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，机理如图1所示 (1)据图1可知，蛋白A位于 （细胞器）膜上，蛋白S与蛋白A结合，使Ca2+以 方式进入该细胞器腔内，随后Ca2+进入线粒体，Ca2+在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的 阶段反应，进而影响脂肪合成。 (2)脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，据此推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由 （填“单”或“双”）层磷脂分子构成，原因是 。 (3)蛋白S基因突变后，细胞中脂肪合成减少的原因可能是 ，使得进入线粒体的钙离子减少，进而 ，脂肪合成减少。 (4)棕色脂肪组织细胞内含有大量线粒体，其线粒体内膜含有UCP2蛋白，如图2所示。一般情况下H+通过FoFIATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，当棕色脂肪细胞被激活时，H+还可通过UCP2蛋白流至线粒体基质，此时线粒体内膜上ATP的合成速率将 ，有氧呼吸释放的能量中 所占比例明显增大，利于御寒。 (5)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述不正确的是_______________。 A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累 B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一 D．图中X代表的物质是甘油 【答案】(1) 内质网 主动运输 第二 (2) 单 磷脂分子具有疏水的尾部和亲水的头部，在脂肪细胞内包裹脂肪的膜的磷脂分子亲脂(疏水)一端与脂肪相靠近，因此是单层磷脂分子 (3) 蛋白S减少 丙酮酸生成柠檬酸受阻，柠檬酸减少 (4) 降低 热能 (5)C 【分析】识图分析可知，由图1可知，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输过程，钙离子再进入线粒体，在线粒体基质中参与柠檬酸循环，柠檬酸可以进一步脱羧形成二氧化碳和还原氢，完成有氧呼吸第二阶段，也可以合成脂肪，钙离子在蛋白N的协助下还可以从线粒体中进入细胞质。图2为线粒体内膜的结构图，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段反应的场所，还原剂氢与氧结合生产水，同时合成大量的能量。图中H＋通过F0FIATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，H＋还可通过UCP2蛋白漏至线粒体基质。 【详解】（1）识图分析可知，蛋白A位于内质网膜上，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，该过程消耗ATP水解释放的能量，是主动运输过程。由于有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，因此Ca2＋在线粒体基质中参与调控有氧呼吸的第二阶段，进而影响脂肪合成。 （2）脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，由于磷脂分子的头部具有亲水性，而尾部脂肪酸链具有疏水性的特点，推测包裹脂肪的脂滴膜最可能由单层磷脂分子构成。 （3）由图可知，钙离子在蛋白A、S的协助下进入内质网，如果蛋白S基因突变，导致钙离子吸收减少，进入到线粒体基质的钙离子减少，丙酮酸生成柠檬酸受阻，柠檬酸减少，因此导致细胞中脂肪合成减少。 （4）根据题意可知，一般情况下，H＋通过F0FIATP合成酶流至线粒体基质，驱动ADP形成ATP，当棕色脂肪细胞被激活时，H＋还可通过UCP2蛋白漏至线粒体基质，导致H＋通过F0FIATP合成酶流至线粒体基质的量减少，引起线粒体内膜上ATP的合成速率将降低，有氧呼吸释放的能量包括热能和转移到ATP中的化学能，热能用于维持体温的稳定，因此有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大，利于御寒。 （5）A、长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，多余的葡萄糖会转化为脂肪储存起来，进而导致体内脂肪积累，A正确； B、①是呼吸作用的第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量的能量，其中大部分以热能形式散失，小部分转化成ATP，B正确； C、人体呼吸作用不会产生酒精，C错误； D、脂肪是由甘油和脂肪酸构成的，因此X是甘油，D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$