第3章 第3节 细胞呼吸——能量的转化和利用(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（苏教版2019）

第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用 学习目标 1.阐述有氧呼吸三个阶段物质和能量变化。 2.说出无氧呼吸的过程和类型。 3.探究酵母菌的呼吸方式。 4.举例说明细胞呼吸产生的能量的利用。 CONTENTS 目录 1 2 4 知识点(一)　细胞有氧呼吸是大多数生物获取 能量的主要途径 知识点(二)　无氧呼吸与细胞呼吸产生能量的利用 课时跟踪检测 3 课堂小结与随堂训练 NO.1 知识点(一)　细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径 教材知识梳理 1．验证动物细胞呼吸产生CO2实验装置示意图 (1)a溶液是_________溶液，其作用是_________________。b、c都是澄清的石灰水，其作用是检测锥形瓶中是否含有______。 (2)如果在玻璃钟罩内放置一个温度计，会发现里面的温度有所_____。 氢氧化钾 除去空气中的CO2 CO2 上升 2．细胞呼吸 概念 细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等_______在活细胞内氧化分解为______________，同时释放出能量并生成____的过程 实质 将储存在有机物中的能量转化为生命活动能________的能量 类型 生物细胞呼吸包括细胞_________和_________两类 有机物 CO2或其他物质 ATP 直接利用 有氧呼吸 无氧呼吸 3．有氧呼吸 (1)概念：在____的参与下，细胞内的有机物_______________产生二氧化碳和水，同时释放______，生成____________的过程。 (2)主要场所——线粒体 写出图中序号代表的结构名称： 氧 彻底氧化分解 能量 大量ATP 线粒体外膜 嵴 线粒体内膜 线粒体基质 (3)过程 细胞质基质 丙酮酸 ［H］ 线粒体基质 乙酰辅酶A 柠檬酸 CO2 线粒体内膜 能量 O2 (4)以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式： ____________________________________________。 (5)意义：细胞有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物__________的主要途径。 获取能量 微提醒：有氧呼吸总反应式中左右两边的H2O不能抵消，原因是左边的H2O用于生成[H]和部分CO2，而右边的H2O中的氧原子全部来自O2。CO2中的氧原子一半来自C6H12O6，一半来自参与反应的H2O。 核心要点点拨 1．归纳概括有氧呼吸的过程(以葡萄糖为底物) 有氧呼吸过程 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 反应物 葡萄糖(C6H12O6) 丙酮酸(C3H4O3)、H2O [H]、O2 中间产物 — 乙酰辅酶A、柠檬酸等 — 续表 2．有氧呼吸过程中各元素的去向 [例1]　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，未检测到氧的消耗，同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述与实验结果不符合的是(　 ) 经典考题探究 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，氧的消耗量较大，说明丙酮酸和氧参与的有氧呼吸第二、三阶段在线粒体内进行，A正确；由题干信息“当注入葡萄糖时，未检测到氧的消耗，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，且线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖，B、C正确；水在线粒体内膜上生成，D错误。 [例2]　如图是有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题。 (1)有氧呼吸的主要场所是________，进入该场所的呼吸底物是________；释放的CO2是在第________阶段产生的；H2O是在第________阶段形成的；产生ATP最多的是第________阶段。 (2)有氧呼吸中氧的作用是______________________________。 ( 3 )有氧呼吸分成几个阶段？发生场所分别是什么？ ___________________________________________________________。 (4)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？(或葡萄糖为什么不能在线粒体中被氧化分解？) __________________________________________________________。 (5)若用同位素18O分别标记有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2 中的氧，18O会分别出现在哪种产物中？(请用箭头表示出18O的转移途径) _______________________________________________________。 [解析]　(1)有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，其过程是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量；有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，其过程是丙酮酸与水一起被彻底分解生成CO2和[H]，释放少量的能量；有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的，其过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量。综上所述，进入线粒体的呼吸底物是丙酮酸；释放的CO2是在第二阶段产生的；H2O是在第三阶段形成的；产生ATP最多的是第三阶段。(2)有氧呼吸中氧的作用是与[H]结合生成水，同时释放大量的能量。 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)有氧呼吸三个阶段全部在线粒体中进行( ) (2)细胞呼吸时只能消耗糖类( ) 层级训练评价 × × (3)有氧呼吸既消耗水又产生水( ) (4)有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多( ) (5)氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段( ) √ √ × (二)落实知能 2．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：由有氧呼吸的具体过程可知，在有氧呼吸过程中，水分子作为反应物，参与有氧呼吸第二阶段的反应，与丙酮酸反应生成二氧化碳和[H]，水分子作为生成物，产生于有氧呼吸的第三阶段，[H]与氧气结合生成水，C符合题意。 3．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可依次来自(　 ) A．O2和葡萄糖 　 B．葡萄糖和丙酮酸 C．丙酮酸和H2O、O2 　 D．O2和丙酮酸 √ 解析：有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和H2O彻底分解为CO2和[H]，第三阶段：[H]和O2结合产生H2O，所以CO2和H2O中的氧依次来自丙酮酸和H2O、O2，C符合题意。 4．下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，以下有关叙述正确的是(　 ) A．①②分别表示H2O、O2 B．图中产生[H]的场所都是线粒体 C．用18O标记葡萄糖，则在产生的水中能检测到18O D．图示过程只能在有光的条件下进行 √ 解析：有氧呼吸第二阶段丙酮酸和H2O反应生成CO2和[H]，故物质①是H2O，有氧呼吸第三阶段O2和[H]反应生成H2O，故物质②是O2，A正确；有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和[H]，因此产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误；用18O标记葡萄糖，其转移途径是：葡萄糖→丙酮酸→CO2，产物水中不会检测到18O，C错误；植物细胞的有氧呼吸不需要光照，有光、无光均可进行，D错误。 5．[多选]下列有关细胞呼吸的叙述正确的是(　 ) A．细胞呼吸可将有机物中的能量转化为生命活动能直接利用的能量 B．细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内 C．糖酵解过程首先将葡萄糖转化为乙酰辅酶A D．有氧呼吸的第一阶段把多种有机物的代谢联系在一起，也是能量代谢的枢纽 √ √ 解析：细胞呼吸可将有机物中的能量转化为生命活动能直接利用的能量，A正确；细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内，B正确；糖酵解过程先将葡萄糖转化为丙酮酸，C错误；有氧呼吸的第二阶段把多种有机物的代谢联系在一起，也是能量代谢的枢纽，D错误。 (三)迁移应用 6．下图为有氧呼吸过程图解，请分析回答： (1)甲图中A物质是________，产生的场所是__________，B物质是________。 (2)乙图表示的是有氧呼吸过程的第________阶段，这里的磷脂双分子层是线粒体的________膜(填“内”或“外”)。 (3)能量①②③中，最多的是________。 解析：(1)图中A物质是有氧呼吸第一阶段的产物丙酮酸，发生的场所是细胞质基质，B物质是有氧呼吸第二阶段的产物CO2。(2)乙图中D＋O2产生H2O，表示的是有氧呼吸过程的第三阶段，生成H2O，释放大量能量，其发生的场所为线粒体内膜，因此图中的磷脂双分子层是线粒体的内膜。(3)在产生的能量①②③中，最多的是能量③，即有氧呼吸第三阶段可释放大量能量。 答案：(1)丙酮酸　细胞质基质　 CO2　(2)三　内　(3)③ NO.2 知识点(二)　无氧呼吸与细胞呼吸产生能量的利用 教材知识梳理 1．无氧呼吸 (1)概念：在____________的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为_____________和CO2，或分解为___________等物质，同时释放_____能量的过程。 (2)场所：______________。 无氧或缺氧 乙醇(C2H5OH) 乳酸(C3H6O3) 较少 细胞质基质 (3)类型 2C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋能量 2C3H6O3(乳酸)＋能量 2.探究酵母菌的呼吸方式 (1)实验原理 ①酵母菌的呼吸方式 ②呼吸产物(CO2和酒精)的检测 检测产物 试剂 现象 CO2 澄清石灰水 石灰水变_____ ______________溶液 由蓝色变为______ 酒精 酸性(硫酸)条件下的________溶液 橙色变_____ 混浊 溴麝香草酚蓝 黄绿色 重铬酸钾 绿色 (2)实验装置示意图(检测CO2的产生) 油脂层 混浊 (3)实验结论 ①酵母菌在_____________条件下都能进行细胞呼吸。 有氧和无氧 二氧化碳 水 酒精 二氧化碳 3．细胞呼吸产生能量的利用 (1)能量去向：一部分以___的形式散失，一部分主要储存在_____中，供给生物体的各种生命活动。 (2)ATP的利用：为细胞的生命活动提供了_____，实例如下： 热 ATP 动力 主动运输 分裂和生长 微提醒：不同生物的细胞呼吸类型 (1)真核细胞的有氧呼吸必须有线粒体参与——没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸(如蛔虫的细胞、哺乳动物成熟红细胞等)。 (2)原核细胞无线粒体但也能进行有氧呼吸——许多原核生物无线粒体，但细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，也能进行有氧呼吸(如蓝细菌、醋酸菌等)。 深化—合作学习 1．列表比较有氧呼吸与无氧呼吸   有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、相关酶等 不需要O2、需要相关酶等 反应 场所 第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜 第一、二阶段均发生在细胞质基质 不 同 点 产物 CO2、H2O 乙醇和CO2或乳酸 能量 转化 有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能和热能 有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能、热能、不完全氧化分解的产物乙醇或乳酸中的化学能 特点 有机物彻底氧化分解，释放大量能量 有机物不完全氧化分解，释放少量能量 续表 相 同 点 实质 有机物氧化分解，释放能量，合成ATP的过程 意义 ①细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量来源；②产生的中间代谢产物为体内其他化合物的合成提供原料；③维持恒温动物的体温 联系 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同 续表 2．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路 物质 来源 去路 [H](NADH) 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 用于各种生命活动 [典例]　细胞无氧呼吸的产物有乳酸和乙醇两种类型。有人将这两类无氧呼吸的过程总结为下图。 经典案例探究 探讨以下问题： (1)在细胞无氧呼吸过程中，物质和能量发生了什么样的变化？ 提示：无氧呼吸可以分为两个阶段，都在细胞质基质中进行。第一阶段是糖酵解过程，葡萄糖分解成丙酮酸并释放少量能量；第二阶段是丙酮酸在酶的催化下转化为乳酸或者分解成乙醇和二氧化碳，没有能量释放。无氧呼吸将有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能、热能、不完全氧化分解的产物乙醇或乳酸中的化学能。 (2)无氧呼吸有无[H]的积累？无氧呼吸第一阶段产生的[H]的作用是什么？ 提示：没有。参与第二阶段乳酸或乙醇的生成。 (3)和有氧呼吸相比，为什么无氧呼吸释放的能量较少？ 提示：无氧呼吸只在糖酵解过程中释放少量的能量，丙酮酸转化为乳酸或者分解成乙醇和二氧化碳的过程没有释放能量，大部分能量储存在乳酸或者乙醇中。 [方法规律] 判断细胞呼吸方式的三大依据 (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同( ) (2)探究酵母菌的无氧呼吸时，装有酵母菌的试管需静置一段时间，目的是消耗瓶中氧气( ) 层级训练评价 √ √ (3)不同生物无氧呼吸的产物不一定相同( ) (4)有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段均可产生ATP( ) (5)有CO2产生的呼吸一定不是无氧呼吸( ) (6)无氧呼吸释放的能量转化为热能和ATP( ) √ × × × (二)落实知能 2．酵母菌为兼性厌氧微生物。下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，正确的是(　 ) A．有氧和无氧条件下，酵母菌都能利用线粒体合成ATP B．酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸时都能产生二氧化碳，且场所相同 C．在消耗等量葡萄糖的前提下，酵母菌通过有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量更多 D．酵母菌无氧呼吸产生的乳酸为不完全氧化产物，还储存有部分能量 √ 解析：酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，不是线粒体，A错误；酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸时都能产生二氧化碳，场所不相同，前者在线粒体(基质)，后者在细胞质基质，B错误；在消耗等量葡萄糖的前提下，酵母菌通过有氧呼吸是有机物的彻底氧化分解，而无氧呼吸是不彻底的氧化分解，因此前者释放的能量更多，C正确；酵母菌无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，D错误。 3．某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型，实验装置如图所示，下列说法不正确的是(　 ) A．实验自变量为是否通入O2 B．实验因变量为是否产生CO2 C．实验中需控制的无关变量有温度、pH等 D．相同反应时间内，乙装置中澄清石灰水的混浊程度更高 √ 解析：该实验利用酵母菌探究细胞呼吸类型，自变量为是否通入O2，因变量为CO2产生的多少，A正确，B错误；该实验中温度、pH、培养液浓度等条件均是无关变量，无关变量要相同且适宜，C正确；相同反应时间内，酵母菌进行有氧呼吸产生的CO2更多，故乙装置中澄清石灰水的混浊程度更高，D正确。 4．(2023·河北高考)癌细胞在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP。下列叙述正确的是(　 ) A．无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP B．无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，均有丙酮酸和NADH产生 √ C．若某物质能抑制癌细胞中NADH生成水，则此时癌细胞中O2的消耗量增多 D．若消耗等量的葡萄糖，癌细胞通过细胞呼吸产生的NADH比正常细胞多 解析：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分储存在酒精或乳酸中，释放出来的能量大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP，A错误；无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，均为葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸和NADH，B正确； 有氧呼吸的第三阶段为NADH在线粒体内膜上与O2反应生成水，若某物质能抑制癌细胞中NADH生成水，则此时癌细胞中O2的消耗量减少，C错误；已知癌细胞在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞通过细胞呼吸产生的NADH比正常细胞少，D错误。 5．[多选]在细胞呼吸的下列反应阶段中，不在或不只在线粒体中进行的有(　 ) A．[H]传递给氧气生成水 B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H] C．丙酮酸分解为CO2和乙醇 D．ADP与磷酸结合生成ATP √ √ √ 解析：在细胞呼吸过程中，[H]与氧气结合生成水发生在线粒体内膜上，A不符合题意；C6H12O6分解为丙酮酸和[H]是有氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，不发生在线粒体中，B符合题意；丙酮酸分解为CO2和乙醇是无氧呼吸的第二阶段，发生在细胞质基质中，不发生在线粒体中，C符合题意；ADP与Pi反应形成ATP在细胞质基质和线粒体中都可以发生，D符合题意。 (三)迁移应用 6．(2024·扬州中学质检)下图是光合作用和细胞呼吸的示意图，请据图回答问题： (1)图中A、B、C、D四个生理过程中，A是________作用，B是____________，人体肌细胞缺氧时能够暂时进行的是__________(填字母)。 (2)A过程中，水在光下分解发生在叶绿体的__________上，二氧化碳的固定发生在________反应阶段。 (3)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，细胞呼吸的主要场所是__________，在无氧条件下，细胞呼吸的场所是______________，C过程释放出少量能量，大部分能量存留在________________中。 (4)等量的C6H12O6条件下，D过程释放的能量________(填“多于”“少于”或“等于”)B过程释放的能量。 解析：(1)A过程可利用CO2和H2O合成C6H12O6，并释放出O2，为光合作用。B过程能将C6H12O6分解为CO2和H2O，是有氧呼吸过程。人体肌细胞缺氧时能够暂时进行的是产生乳酸的无氧呼吸，即D过程。(2)A过程中，水在光下分解发生在叶绿体的类囊体膜上，二氧化碳的固定发生在暗反应阶段，场所是叶绿体基质。(3)在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，主要场所是线粒体；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，场所是细胞质基质，C过程释放出少量能量，大部分能量存留在C2H5OH中。 (4)无氧呼吸是将有机物不彻底氧化分解，释放少量的能量，有氧呼吸是将有机物彻底氧化分解，释放大量能量，因此等量C6H12O6条件下，D无氧呼吸释放的能量少于B有氧呼吸释放的能量。 答案：(1)光合　有氧呼吸　D　(2)类囊体膜　暗　(3)线粒体　细胞质基质　C2H5OH(乙醇)　(4)少于 (四)科学探究 7.如图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的细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多。 (1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容： 步骤一 步骤二 步骤三 加入240 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性干酵母 ①________ 　________ 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)表中表示酵母菌在有氧条件下细胞呼吸的装置是________(填“A”或“B”)。 (3)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。 (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温度大小关系是A__________(填“＜”“＝”或“＞”)B，则假设成立。 (5)研究小组为了解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的原因，进行了进一步的研究，并了解到酵母菌呼吸过程是从分解葡萄糖开始的，有氧呼吸的全过程分为3个阶段。其中，第一阶段场所是____________；在有氧呼吸过程中，释放的CO2是在第________阶段产生的。 解析：(1)实验设计需遵循对照原则和单一变量原则，A组为对照组，需要提供氧气，故①处为不加入石蜡油，B组为实验组，②处为加入10 g活性干酵母，以控制无关变量相同且适宜。(2)A组实验没有加入石蜡油，这样有利于氧气溶解在水里，酵母菌可以进行有氧呼吸。(3)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样可以控制实验的自变量，与A组形成对照。 (4)因为实验的假设为有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸放出热量多，只有在装置A、B温度大小关系是A＞B时，假设才能成立。(5)有氧呼吸的全过程分为3个阶段。其中，第一阶段场所是细胞质基质；第二阶段场所是线粒体基质；第三阶段场所是线粒体内膜；在有氧呼吸过程中，释放的CO2是在第二阶段产生的。 答案：(1)①不加石蜡油　②加入10 g活性干酵母　(2)A　(3)去除氧气　自　(4)>　(5)细胞质基质　二 NO.3 课堂小结与随堂训练 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1．细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程。 2．根据细胞呼吸过程中是否有氧参与，把细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。 3．有氧呼吸是指在氧的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。 4．在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5OH)和CO2，或分解为乳酸(C3H6O3)等物质，同时释放较少能量的过程，被称为无氧呼吸。该过程发生在细胞质基质中。 5．细胞呼吸释放的能量，一部分以热的形式散失，一部分主要储存在ATP中，供给生物体的各种生命活动。 三、素养好题训练 1．南方橙产区测得果实生长和呼吸量之间的关系如图所示(曲线 A 和曲线 B)，在果实成熟后，若要得到高产， 理论上应在什么时候进行采摘(　 ) A．E～H B．H～P C．P～D D．D～C √ 解析：果实成熟后，若要得到高产，说明有机物积累最多，而呼吸消耗少。根据图示，分别对应G点(F～G段)和D点之前(P～D)，所以在P～D时进行采摘，获得的产量较高，C符合题意。 2．所谓有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，即在运动过程中，人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。下列相关叙述错误的是(　 ) A．进行有氧运动时，人体细胞能获得较为充足的氧气进行有氧呼吸 B．有氧运动过程中，细胞呼吸产生的CO2来自线粒体基质和内膜 C．进行有氧运动时，人体内ATP含量基本保持稳定 D．有氧运动过程中，人体有机物分解增多，释放能量增多 √ 解析：进行有氧运动时，机体可以获得充足的氧气进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸只有第二阶段产生CO2，发生在线粒体基质中，B错误；细胞内ATP与ADP能迅速转化，总量相对稳定，C正确；有氧运动时，细胞代谢加快，有机物分解增多，释放能量增多，D正确。 3．苏轼在《格物粗谈》一书中记录了自己用活毛竹贮藏樱桃的故事：“地上活毛竹挖一孔，拣有蒂樱桃装满，仍将口封固，夏开出不坏。”体现了古人在食物保鲜方面的智慧。下列叙述错误的是(　 ) A．刚采摘的樱桃因含水量大，无氧呼吸旺盛，故不耐贮藏 B．密封条件下，毛竹腔内氧气含量降低，有利于樱桃的贮藏 C．选用有蒂的樱桃可降低其腐败变质的风险 D．樱桃在毛竹腔内贮藏的过程中，干重会逐渐降低 √ 解析：刚采摘的樱桃含水量大，有氧呼吸旺盛，不耐贮藏，A错误；密封条件下，毛竹腔内氧气含量降低，无氧呼吸被抑制，有氧呼吸也很弱，有机物分解少，有利于樱桃的贮藏，B正确；细菌易在樱桃去蒂的部位繁殖，而导致樱桃腐败变质，故选用有蒂的樱桃可降低其腐败变质的风险，C正确；樱桃在毛竹腔内贮藏的过程中，一直进行细胞呼吸消耗有机物，干重会逐渐降低，D正确。 4．将相同数量的醋酸菌(严格好氧菌，无氧条件下不能存活)、乳酸菌(厌氧菌，氧气会抑制其代谢)和酵母菌按甲～丁四组所示，从左至右依次加入下面装置中的三个锥形瓶内，锥形瓶内盛有相同浓度的等量葡萄糖溶液。三种微生物都可利用葡萄糖作为营养物质。 甲：Ⅰ醋酸菌、Ⅱ酵母菌、Ⅲ乳酸菌； 乙：Ⅰ酵母菌、Ⅱ乳酸菌、Ⅲ醋酸菌； 丙：Ⅰ酵母菌、Ⅱ醋酸菌、Ⅲ乳酸菌； 丁：Ⅰ乳酸菌、Ⅱ醋酸菌、Ⅲ酵母菌。 下列叙述最合理的是(　 ) A．甲组的三个瓶中葡萄糖溶液的pH可能均下降 B．乙、丙两组装置最终产生的二氧化碳量明显不同 C．与丁组相比，甲组中的酵母菌产生的酒精量明显更多 D．改变气泵的通气速率，对各装置中的总菌数没有影响 √ 解析：甲组中，醋酸菌分解葡萄糖产生醋酸和水，酵母菌分解葡萄糖产生二氧化碳和水，形成碳酸，乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸，三个瓶中葡萄糖溶液的pH都会下降，A正确；乙、丙两个装置都是先通过酵母菌培养瓶，消耗的氧气量相同，产生的二氧化碳量相同，而醋酸菌消耗氧气，乳酸菌不消耗氧气，二者先后顺序对醋酸菌产生二氧化碳量没有影响，且乳酸菌不产生二氧化碳，因此最终产生的二氧化碳量大致相同，B错误； 由于乳酸菌不消耗氧气，因此对氧气含量没有影响，甲、丁两组中，酵母菌都在醋酸菌后面，获得的氧气量相同，因此产生的酒精量大致相同，C错误；改变气泵的通气速率，可改变装置中各瓶中的氧气含量，从而影响三种微生物的繁殖，总菌数会发生变化，D错误。 5．药物X和Y可能会抑制涉及有氧呼吸第一、二、三阶段的酶。为了研究这些药物的效应，分离了一些肌肉细胞，然后在有氧气供应的条件下分别给予这两种药物处理，并测定细胞内ATP、NADH([H])及丙酮酸的相对含量，实验结果见下表，下列叙述正确的是(　 )   ATP NADH 丙酮酸 对照组(没有药物处理) 100% 100% 100% 药物X处理组 2% 3% 5% 药物Y处理组 20% 15% 150% 注：对照组的数据定为100%，以便与其他组进行比较。 A．药物X可能抑制有氧呼吸第二、三阶段的酶 B．药物Y可能抑制细胞质基质内的酶 C．若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会上升 D．药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会影响钠离子通过离子通道运进细胞过程 √ 解析：药物X处理组与对照组进行对比，ATP、NADH([H])、丙酮酸的含量均下降，说明药物X 可能抑制有氧呼吸第一阶段的酶，A错误；药物Y处理组与对照组进行对比，ATP、NADH([H])的含量均下降，丙酮酸的含量上升，说明药物Y 可能抑制有氧呼吸第二阶段的酶，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，故药物Y可能抑制线粒体基质内的酶，B错误； 肌肉细胞无氧呼吸中的能量大部分储存在乳酸中，若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会下降，C错误；钠离子通过离子通道运进细胞是协助扩散，不需要能量，故用药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会影响钠离子运进细胞过程，D正确。 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 A．过程①②可在蓝细菌等某些细菌中进行 B．过程②可在线粒体或细胞质基质中进行 C．葡萄糖中的能量经过程①②全部转变为热能和ATP中的化学能 D．酵母菌细胞在有氧和无氧条件下经过程①产生的产物相同 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：过程①②可代表有氧呼吸，可在蓝细菌等某些细菌中进行，A正确；过程②代表有氧呼吸或无氧呼吸第二阶段，可在线粒体或细胞质基质中进行，B正确；过程①②可表示产生乙醇的无氧呼吸过程，此时葡萄糖中的能量部分转移至乙醇中，未全部转变为热能和ATP中的化学能，C错误；酵母菌为兼性厌氧生物，在有氧和无氧条件下均可进行①过程，且产物相同，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2．GA指的是组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程，GA的存在有助于大脑保持活力。下列关于GA和有氧呼吸的叙述，错误的是(　 ) A．有氧呼吸第二阶段产生的ATP比GA第二阶段产生的ATP多 B．GA第一阶段和有氧呼吸第二阶段的反应场所都不在膜上 C．高中生的大脑每消耗1 mol葡萄糖必然消耗6 mol氧气 D．有氧呼吸第二阶段会产生NADH，而GA第二阶段不产生NADH √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：有氧呼吸第二阶段产生少量ATP，无氧呼吸第二阶段不产生ATP，A正确；无氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，B正确；高中生的大脑具有较高活力，GA和有氧呼吸并存，因此高中生的大脑每消耗1 mol葡萄糖，消耗的氧气少于6 mol，C错误；有氧呼吸第二阶段产生NADH，而无氧呼吸第二阶段不产生NADH，D正确。 3．为探究酵母菌的呼吸方式，某生物社团设计了如图实验装置(图示主要部分)。下列相关叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．图示装置中存在两处错误 B．试管甲为实验组，试管乙为对照组 C．实验中需控制葡萄糖溶液的浓度以保证酵母菌正常的活性 D．可根据澄清石灰水的混浊程度来检测产生CO2的浓度 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 解析：分析题图，该装置中有两处错误：①水浴加热时，水的液面应高于试管中培养液的液面，②乙试管中通入检测试剂的导管管口应高于培养液的液面，A正确；该实验为对比实验(相互对照)，试管甲、乙都是实验组，B错误；为保证酵母菌正常的活性，需要控制葡萄糖溶液的浓度，C正确；可根据澄清石灰水的混浊程度来检测产生CO2的浓度，混浊程度越高，说明CO2浓度越高，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4．盛唐时期，人们就已经喜欢喝葡萄酒。破碎葡萄的踏浆法自隋朝由西域传入，至唐朝已成为一种主流的红葡萄酒酿造工艺。踏浆发酵即碾碎葡萄，使葡萄皮表面的酵母菌与葡萄汁充分混合、发酵。下列相关叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．葡萄酒酿制过程中释放的CO2都来自线粒体基质 B．酒精生成过程中合成ATP所需能量来自丙酮酸中的化学能 C．酒精发酵第二阶段合成ATP所需能量来自[H]中的化学能 D．可用酸性重铬酸钾溶液检测发酵过程是否生成了酒精 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：在发酵初期酵母菌进行有氧呼吸，释放的CO2来自线粒体基质，在酒精发酵时期酵母菌进行无氧呼吸，释放的CO2来自细胞质基质，A错误；酒精生成过程中只在第一阶段能合成ATP，故合成ATP所需能量来自葡萄糖中的化学能，B错误；酒精发酵第二阶段不合成ATP，C错误；可用酸性重铬酸钾来检验是否有酒精产生，若溶液颜色由橙色变成绿色，则可证明有酒精产生，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5．(2024·南京期末)如图表示番茄细胞部分代谢过程，相关叙述不正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．线粒体内进行的柠檬酸循环需要氧气直接参与 B．物质X为丙酮酸，可参与有氧呼吸第二阶段 C．催化物质X合成番茄红素的酶在细胞质基质中起作用 D．由图可知，番茄细胞中糖类可转化为脂溶性物质储存在脂滴中 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：线粒体内进行的柠檬酸循环属于有氧呼吸的第二阶段，该过程不需要氧气直接参与，A错误；物质X为丙酮酸，可参与有氧呼吸第二阶段，即丙酮酸会和水在相关酶的催化下进行反应，生成二氧化碳和大量的[H]，B正确；物质X合成番茄红素的过程发生在细胞质基质中，因此相关的酶在细胞质基质中起作用，C正确；由题图可知，番茄细胞中糖类可通过转化为脂溶性物质储存在脂滴中，D正确。 6．在细胞有氧呼吸过程中，2,4-二硝基苯酚(DNP)仅抑制ATP合成，但不影响细胞内的其他物质反应。若用DNP处理正常大鼠，下列针对大鼠体内相关变化的叙述，正确的是(　 ) A．DNP对有氧呼吸的第一阶段没有任何影响 B．DNP作用于肌细胞时，细胞散失的热能将增加 C．DNP主要在细胞质基质中发挥作用 D．DNP会抑制大鼠成熟红细胞吸收血液中的葡萄糖 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：有氧呼吸的第一阶段会有少量ATP合成，DNP能抑制ATP合成，所以DNP会影响有氧呼吸的第一阶段，A错误；DNP作用于肌细胞时，ATP无法合成，故散失的热能将增加，B正确；DNP仅抑制ATP合成，有氧呼吸过程中第三阶段合成的ATP最多，场所为线粒体内膜，因此DNP主要在线粒体内发挥作用，C错误；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是协助扩散，不消耗ATP，所以DNP对大鼠血糖进入成熟红细胞没有影响，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7．氰化物是一种致死速度较快的毒性物质，该物质在动物体内会阻断有氧呼吸过程中水的生成，同时也会使无氧呼吸强度增强。植物体存在一种特殊酶，能抵抗氰化物对呼吸作用的干扰，但该酶会降低ATP的合成率。下列叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．氰化物对动物有氧呼吸生成水的过程的抑制作用发生在线粒体内膜 B．氰化物会使动物体内的乳酸增多，可能影响正常生命活动 C．氰化物会使植物体内呼吸作用产生更多的热能 D．植物体的这种特殊酶能在细胞呼吸的各个阶段发挥作用 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：氰化物阻断有氧呼吸过程中水的生成，有氧呼吸过程中水的生成发生在第三阶段，场所是线粒体内膜，A正确；氰化物会使无氧呼吸强度增强，导致动物体内的乳酸增多，可能影响正常生命活动，B正确；氰化物会使植物体内呼吸作用中ATP的合成率降低，导致有机物中的化学能更多的转化为热能，C正确；有氧呼吸的三个阶段都会产生ATP，而无氧呼吸的第一阶段会产生ATP，第二阶段不会产生ATP，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 8．[多选]如图表示小麦种子萌发过程中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示生理过程。下列有关叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．物质B、D分别表示CO2和O2 B．过程①和②发生的场所都是细胞质基质 C．过程②的产物与马铃薯块茎无氧呼吸的产物相同 D．过程①③④均能释放大量能量储存在ATP中 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题图可知，过程①②表示无氧呼吸的两个阶段，过程①③④表示有氧呼吸的三个阶段，其中物质B、D分别表示CO2和O2，A正确；过程①②表示无氧呼吸的两个阶段，均发生在细胞质基质中，B正确；马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，而小麦种子无氧呼吸即②的产物是乙醇和二氧化碳，C错误；过程①③④均有能量释放，其中能释放大量能量的是③有氧呼吸第三阶段，释放的能量大部分以热的形式散失，只有少部分储存在ATP中，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9．(2024·南京期中)[多选]为研究影响玉米幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图。下列叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．本实验中加入的呼吸底物是丙酮酸，而不是葡萄糖 B．过程③比②耗氧速率高的主要原因是呼吸底物充足 C．过程④比⑤耗氧速率低的主要原因是ADP的不足 D．⑤阶段后期氧气浓度较低，测定仪中将发生无氧呼吸 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸而不是葡萄糖，因此图中加入的呼吸底物是丙酮酸，A正确；据图示可知，加入呼吸底物后，耗氧速率明显增加，故过程③比②耗氧速率高的主要原因是底物充足，B正确；④过程氧气浓度降低的速率较慢，但加入ADP后，⑤过程氧气浓度的下降速率加快，说明④比⑤耗氧速率低的主要原因是ADP数量少，C正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，实验过程中缺少与无氧呼吸有关的酶，故不能发生无氧呼吸，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10．(19分)图甲表示酵母菌细胞呼吸过程图解，其中①～④表示生理过程，字母X、Y表示物质。图乙装置表示研究温度与酵母菌无氧呼吸的关系。回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成_____________________。图乙中产生的气体是____，对应于图甲中的______(填字母)，产生于酵母菌细胞的_____________(填具体部位)。 (2)2,4-二硝基苯酚(DNP)能抑制图甲过程③中ATP的合成，但对该氧化过程没有影响。据此推测DNP主要在酵母菌细胞的____________发挥作用，导致该过程所释放的能量都以__________形式耗散。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)图乙中将葡萄糖溶液煮沸的主要目的是___________________，这是控制实验的________变量。 (4)充分反应后，取图乙中的反应液，加入橙色的酸性重铬酸钾溶液后变成绿色，则可证明酵母菌无氧呼吸可产生________。为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应如何设置对照？______________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：(1)细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放出能量并生成ATP的过程，因此细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能。图乙酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇和CO2，因此产生的气体是CO2，图甲中Y是有氧呼吸第二阶段产生的CO2，无氧呼吸第二阶段在细胞质基质产生CO2。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)2,4-二硝基苯酚(DNP)能抑制图甲过程③有氧呼吸第三阶段中ATP的合成，但对该氧化过程没有影响。由于有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，故DNP主要在酵母菌细胞的线粒体内膜发挥作用，由于DNP能抑制有氧呼吸第三阶段ATP合成，但对该氧化过程没有影响，因此会导致该过程所释放的能量都以热能形式耗散。(3)图乙是研究温度与酵母菌无氧呼吸的关系，因此将葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，杀死微生物，以排除无关变量的影响。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)橙色的酸性重铬酸钾溶液与酒精发生反应，生成绿色的硫酸铬，取图乙中的反应液，加入橙色的酸性重铬酸钾溶液后变成绿色，则可证明酵母菌无氧呼吸可产生酒精。为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应加入灭活的酵母菌，其他条件同图乙来设置对照组进行对照实验。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 答案：(1)热能和ATP中活跃的化学能　CO2　Y　细胞质基质　(2)线粒体内膜　热能　(3)去除氧气，杀死微生物　无关　(4)酒精　加入灭活的酵母菌，其他条件同图乙 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 B级——应用创新练 11．有学者研究发现真核细胞中存在一种新型死亡方式——铜死亡。在该过程中，铜离子与参与有氧呼吸第二阶段的X蛋白结合，促使X蛋白聚集和Y蛋白含量降低，最终导致细胞死亡。下列叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．X蛋白存在于线粒体基质中 B．该研究有利于开发治疗癌症的新药物 C．膜上运输铜离子的载体是研究铜毒性的有用工具 D．依赖有氧呼吸的细胞对铜离子的敏感性比只进行无氧呼吸的细胞低 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，铜离子与参与有氧呼吸第二阶段的X蛋白结合，因此X蛋白存在于线粒体基质中，A正确；癌细胞具有无限增殖能力，如果能让癌细胞铜死亡就可以达到治疗的目的，因此该研究有利于开发治疗癌症的新药物，B正确；离子的运输方式一般是主动运输，需要载体蛋白和能量，膜上运输铜离子的载体是研究铜毒性的有用工具，C正确；铜离子能与参与有氧呼吸第二阶段的X蛋白结合，因此依赖有氧呼吸的细胞对铜离子的敏感性比只进行无氧呼吸的细胞高，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12．研究表明，在某些条件下糖在细胞质基质中会分解生成乳酸盐。安静状态下，人体静脉中血乳酸盐浓度为0.5～2.2 mmol·L－1，运动后的变化如图所示。下列相关说法正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．运动第二天的酸痛无力与乳酸盐增多有关 B．剧烈运动时，人体细胞只能进行无氧呼吸并产生乳酸盐 C．在氧气充足时，乳酸盐经转化后可以进入线粒体氧化供能 D．糖酵解的过程在细胞质基质中进行，并需要乙酰辅酶A参与 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：分析题图可知，停止运动后30分钟，血乳酸盐浓度恢复正常，故运动第二天的酸痛无力与乳酸盐无关，A错误；剧烈运动时，人体细胞既进行无氧呼吸，也进行有氧呼吸，运动所需要的大量能量主要是有氧呼吸提供，无氧呼吸会产生乳酸，B错误；在氧气充足时，骨骼肌、心肌等组织细胞会摄取血浆中的乳酸盐，经转化后最终进入线粒体被彻底氧化分解，产生能量，供给各项生命活动，C正确；糖酵解的过程在细胞质基质中进行，乙酰辅酶A参与有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，D错误。 本课结束 产物 丙酮酸、[H] CO2、[H] H2O 是否需氧 不需氧 不需氧 需氧 产生能量 少量 少量 大量 反应式 C6H12O62C3H4O3＋4[H]＋能量 2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H] ＋能量 24[H]＋6O212H2O＋能量 [答案]　(1)线粒体　丙酮酸　二　三　三　(2)与[H]结合生成水，同时释放大量的能量　(3)有氧呼吸分成三个阶段；发生场所分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜　(4)因为线粒体膜上不含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)　(5)18O会分别出现在CO2、H2O中；C6HO6―→C18O2，18O2―→HO 产生乙醇 C6H12O6____________________________。 发生生物：大部分植物、酵母菌 产生乳酸 C6H12O6______________________。 发生生物：动物、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等 A级——基础综合练 1．(2024·徐州月考)下列关于葡萄糖丙酮酸CO2过程的叙述，错误的是(　 ) $$