第3章 第4节 第1课时 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程 (课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（浙科版2019）

第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 第1课时 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程 1．说明细胞呼吸的概念。 2．解释需氧呼吸各个阶段物质和能量变化。 3．解释厌氧呼吸的两条途径并比较不同呼吸方式的异同。 学习目标 目 录 01 四层学习内容1 落实必备知识 02 03 04 四层学习内容2 融通关键能力 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 四层学习内容 落实必备知识 1 主干知识梳理 一、细胞呼吸 概念 在细胞内进行的将糖类等有机物分解成________或者小分子有机物，并且释放出______的过程 本质 糖等有机物的__________ 无机物 能量 氧化分解 二、需氧呼吸 实质 将有机物中的碳氧化为___________，将氢氧化成____ 过程 (1)第一阶段：场所是___________。葡萄糖分解成_______和产生[H]，并释放少量能量。 (2)第二阶段：场所是___________。丙酮酸分解成_________，并产生[H]和少量ATP。 (3)第三阶段：场所是____________。[H]与氧结合生成水，并释放大量能量 二氧化碳 水 细胞溶胶 丙酮酸 线粒体基质 二氧化碳 线粒体内膜 续表 三、厌氧呼吸 1．场所：__________。 2．过程 细胞溶胶 (2)第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成_________________或者转化为_______。 乙醇和二氧化碳 乳酸 3．类型及反应式 预习效果自评 1．判断下列有关叙述的正误 (1)需氧呼吸主要发生在线粒体 ( ) (2)需氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多 ( ) (3)需氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水 ( ) 提示：需氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜与氧结合生成水。 √ √ × (4)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸 ( ) 提示：厌氧呼吸的终产物是乳酸或乙醇和CO2。 (5)人剧烈运动时产生的CO2 是需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物( ) 提示：人剧烈运动时肌肉细胞进行厌氧呼吸产生乳酸，不产生CO2。 (6)需氧和厌氧呼吸发生场所完全不同 ( ) 提示：需氧呼吸和厌氧呼吸的第一个阶段都发生在细胞溶胶中。 × × × 2．根据厌氧呼吸的方式，请将下列生物进行分类 ①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌　⑦玉米的胚　⑧苹果　 ⑨玉米的根(水淹) 产乙醇、二氧化碳的是___________；产乳酸的是______________。(填序号) ②⑤⑧⑨ ①③④⑥⑦ 3．如图是有关细胞呼吸过程的图解，请根据图回答下列问题。([]填图中序号) (1)图中①②③所代表的物质分别__________、________、________。 (2)图中④⑤⑥中代表大量能量的是[____]，释放大量能量的过程是在____________上进行的。 (3)如果氧气供应不足，酵母菌细胞内C6H12O6分解的反应式是___________________________________________________________________________________________________________________。 (4)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________。 答案：(1)葡萄糖　丙酮酸　氧气　 (2)⑥　线粒体内膜　 4．思考题 (1)[教材P92“小资料”]参与需氧呼吸的辅酶有NAD＋、FAD，它们的主要功能是什么？ 提示：作为[H]的载体。 (2)[教材P93“小资料”]人体肌肉中的磷酸肌酸是一种高能物质，它是怎样给细胞供能的？ 提示：磷酸肌酸可以快速水解释放能量用于合成ATP。 (3)[教材P95“小资料”]生物的呼吸方式由厌氧呼吸到需氧呼吸，是进化中的一个飞跃。应该怎样理解这句话？ 提示：需氧呼吸产生能量的效率远远高于厌氧呼吸产生能量的效率，这为物种获得更广阔的发展空间提供了能量基础。 精要内容把握 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1．细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。 2．根据细胞呼吸过程中是否有氧参与，把细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸。 3．乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧呼吸也称发酵，最常见的有乳酸发酵和乙醇发酵。 四层学习内容 融通关键能力 2 18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要空气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。比如健康的运动方式提倡慢跑，就是使体细胞能获得充足的氧气，所以称为有氧运动。 提能点（一）　需氧呼吸的过程 任务驱动 (1)呼吸作用通常称为细胞呼吸，它与人体的呼吸有什么不同？ 提示：人体的呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化碳的气体交换过程。细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。 (2)需氧呼吸分成几个阶段？发生场所分别是什么？ 提示：需氧呼吸分成三个阶段。发生场所分别是细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜。 (3)人体吸入的氧气是怎样被利用的？ 提示：在需氧呼吸的第三阶段，氧气在线粒体内膜上与[H]结合生成水，产生大量ATP。 生成认知 1．需氧呼吸的过程图解 2．需氧呼吸各阶段比较 项目 第一阶段(糖酵解) 第二阶段 第三阶段 场所 细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 葡萄糖 丙酮酸、水 [H]、O2 生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP 能量 少量能量 少量能量 大量能量 3．需氧呼吸过程中各元素的去向 [例1]　(2024·金华月考)下列关于需氧呼吸和细胞结构的关系，正确的是(　 ) A．线粒体是所有细胞进行需氧呼吸的主要场所 B．催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶存在于细胞溶胶中 C．线粒体不能分解丙酮酸，只能分解葡萄糖 D．线粒体基质中释放的能量用于线粒体内膜的生命活动 √ [解析]　线粒体是真核细胞进行需氧呼吸的主要场所，原核细胞不含线粒体，但有些原核细胞能进行需氧呼吸，A错误；催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶存在于细胞溶胶中，B正确；线粒体不能分解葡萄糖，能分解丙酮酸，C错误；线粒体内膜进行需氧呼吸第三阶段会释放大量的能量，不需要线粒体基质提供能量，D错误。 [例2]　如图是需氧呼吸过程的示意图，①②③表示反应阶段。下列叙述正确的是(　 ) A．过程①是糖酵解，发生在线粒体基质 B．过程②生成的[H]来自丙酮酸和水 C．有机物的彻底氧化分解发生在过程③ D．过程①②为过程③提供[H]和能量 √ [解析]　过程①是糖酵解，发生在细胞溶胶，A错误；过程②生成的[H]来自丙酮酸和水，B正确；在需氧呼吸中，葡萄糖被彻底氧化分解，产生二氧化碳，释放出全部能量，而过程②产生二氧化碳，C错误；过程①②为过程③提供[H]，不提供能量，D错误。 [易错提醒] 需氧呼吸过程分析中的常见误区 (1)能量产生误区：需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量在第三阶段产生)，但大部分以热能形式散失掉，仅有一小部分能量转移到ATP中。 (2)需氧呼吸场所误区：真核生物需氧呼吸的场所为细胞溶胶与线粒体，原核生物如蓝细菌需氧呼吸场所为细胞溶胶和呼吸膜(细胞膜)。 (3)C6H12O6的消耗场所：C6H12O6只能在细胞溶胶中被分解，线粒体不消耗C6H12O6，也就意味着线粒体膜上无运输C6H12O6的载体或线粒体内无分解C6H12O6的相关酶。 (4)O2的消耗与应用误区：需氧呼吸第三阶段需要O2的直接参与，但是另外两个阶段需要有O2环境；O2不参与CO2的生成，只参与H2O分子生成。 1．通常情况下，需氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自(　 ) A．吸入的O2和葡萄糖 B．葡萄糖和丙酮酸 C．丙酮酸和吸入的O2 D．吸入的O2和丙酮酸 跟踪训练 √ 解析：在需氧呼吸的第二阶段丙酮酸分解产生CO2，在需氧呼吸的第三阶段细胞从外界吸收的O2与[H]结合生成H2O。 √ 解析：①表示需氧呼吸第一阶段，葡萄糖形成丙酮酸，产生少量[H](NADH)，放出少量能量，场所为细胞溶胶；②表示需氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与水反应生成CO2和大量[H](NADH)，放出少量能量，反应场所为线粒体基质；第三阶段[H]与O2反应生成H2O，放出大量的能量，场所为线粒体内膜。 3．(2024·杭州期末)研究表明，青蒿素可直接作用于疟原虫的线粒体内膜，诱导线粒体肿胀，损害线粒体的功能。据此推断下列过程会被青蒿素直接影响的是(　 ) A．糖酵解过程 B．丙酮酸氧化分解产生CO2 C．[H]和O2反应生成H2O D．葡萄糖氧化分解生成乳酸 √ 解析：需氧呼吸第三阶段是氧气和[H]反应生成水，同时合成大量ATP，发生在线粒体内膜，由题干“青蒿素直接作用于线粒体的内膜，诱导线粒体肿胀，损害线粒体的功能”可知，青蒿素会直接影响需氧呼吸的第三阶段，即[H]和O2反应生成H2O的过程，因此C符合题意。 　有人喜欢在家自制米酒，感觉味道更纯正。具体做法是先把糯米用清水洗净，再把糯米放到清水中浸泡5个小时，大火蒸熟后摊开快速放凉后放入盆中，然后抓一点甜酒曲(酵母菌)，均匀地撒在糯米上，往里面倒入适量的凉开水和糯米平齐，最后在糯米中间挖出一个洞，盖上一层保鲜膜，放置到温暖的地方进行发酵，大概10天左右即可饮用。 提能点（二）　厌氧呼吸的过程 任务驱动 (1)酵母菌是真核生物还是原核生物？为什么用它能酿造米酒？ 提示：真核生物。酵母菌在缺氧的环境中，可以进行厌氧呼吸产生酒精。 (2)在糯米中间挖出一个洞能起到什么作用？ 提示：挖出一个洞留出一定的空间，使酵母菌可以在开始阶段进行需氧呼吸快速繁殖。等到氧气耗尽，再进行厌氧呼吸产生酒精。 (3)在糯米发酵的过程中，会看到保鲜膜鼓胀，并且糯米的温度升高。这是什么原因？ 提示：糯米发酵过程中会产生二氧化碳，导致保鲜膜鼓胀。同时细胞呼吸释放的能量一部分用于合成ATP，大部分以热能形式散失，导致温度升高。 (4)酒厂大规模生产酒精的过程中，往往“先通气后密闭”，乳酸发酵是不是也可以采用这种方法？请简述理由。 提示：不可以。酵母菌是兼性厌氧型真菌，在有氧的环境中可以进行需氧呼吸并快速繁殖，在缺氧的环境中进行厌氧呼吸生成酒精。而乳酸菌是严格厌氧型细菌，不能在有氧的环境中生存。 生成认知 1．两种厌氧呼吸的联系 2．厌氧呼吸与需氧呼吸的比较 项目 厌氧呼吸 需氧呼吸 不同点 条件 不需氧 需氧 场所 细胞溶胶 细胞溶胶和线粒体 分解程度 葡萄糖分解不彻底 葡萄糖被彻底分解 产物 乳酸或酒精和CO2 CO2、H2O 释放能量 少量 大量 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，合成ATP 过程 第一阶段完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 续表 3．细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路的比较   来源 去路 [H] 需氧呼吸：C6H12O6和H2O； 厌氧呼吸：C6H12O6 需氧呼吸：与O2结合生成水；厌氧呼吸：还原丙酮酸 ATP 需氧呼吸：三个阶段都产生； 厌氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动 [例1]　(2023·杭州七县期末)在制作酸奶、泡菜时利用乳酸菌进行厌氧呼吸产生乳酸。有关叙述正确的是(　 ) A．乳酸菌的呼吸作用主要发生在线粒体中 B．乳酸菌将丙酮酸分解成乳酸和CO2 C．乳酸菌在有O2存在的条件下生存会受到抑制 D．乳酸菌利用糖类产生乳酸时能量主要转移到ATP中 √ [解析]　乳酸菌只能进行厌氧呼吸，场所是细胞溶胶，A错误；乳酸菌将丙酮酸分解成乳酸，B错误；乳酸菌是严格厌氧型细菌，在有O2存在的条件下生存会受到抑制，C正确；乳酸菌利用糖类产生乳酸时能量主要转移到乳酸中，D错误。 [易错提醒] 归纳总结厌氧呼吸过程分析中的误区 (1)能量产生误区：厌氧呼吸只有第一阶段产生ATP，后续阶段不产生ATP，且厌氧呼吸的大部分能量并未释放仍然储存在酒精或乳酸中。 (2)[H]在厌氧呼吸中应用误区：乳酸发酵中，[H]用于丙酮酸还原生成乳酸；乙醇发酵中，[H]用于乙醛还原生成乙醇。 (3)生物类型与厌氧呼吸类型关联误区 ①乳酸发酵的典型生物(或细胞)：骨骼肌、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜的块茎。 ②乙醇发酵的典型生物(或细胞)：酵母菌、植物叶肉细胞、大部分果实等。 [例2]　(2024·宁波镇海中学期中)如图为细胞呼吸的图解，数字表示生理过程，字母表示物质。下列叙述正确的是(　 ) A．①②③过程释放的能量大部分用于e的合成 B．图中的b和c表示的是同一种物质 C．人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程 D．②③过程所需要的酶均位于线粒体基质 √ [解析]　①②③过程释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分用于合成e(ATP)，A错误；图中的b和c表示的是同一种物质，都是水，B正确；人体的骨骼肌细胞厌氧呼吸产生的乳酸，不会发生④过程，C错误；③为需氧呼吸的第三阶段，所需的酶位于线粒体内膜，D错误。 [方法规律] 判断细胞呼吸方式的三大依据 跟踪训练 1．葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程(　 ) A．在无氧条件下不能进行 B．只能在线粒体中进行 C．不需要能量的输入 D．需要酶的催化 √ 2．真核生物厌氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示。下列叙述错误的是(　 ) A．甲过程中有ATP的生成 B．乙过程需要乳酸脱氢酶参与 C．丙过程可发生在人体肌肉细胞中 D．甲过程为乙、丙过程提供还原剂 √ 解析：甲是厌氧呼吸第一阶段，有ATP的生成，A正确；乙过程需要乳酸脱氢酶参与，B正确；丙过程是产生乙醇的厌氧呼吸，人体肌肉细胞进行厌氧呼吸产生乳酸，故丙过程不能发生在人体肌肉细胞中，C错误；甲过程是厌氧呼吸第一阶段，为乙、丙过程提供还原剂，D正确。 3．(2024·杭州S9联盟检测)如图表示人体内葡萄糖代谢的部分过程。下列分析正确的是(　 ) A．四个过程均有ATP产生 B．①②过程产生[H]，③过程消耗[H] C．只有氧气充足时才会发生①②③代表的细胞呼吸过程 D．部分植物器官中也能发生这四个过程 √ 解析：④厌氧呼吸的第二阶段无ATP产生，A错误；③为细胞呼吸的第一阶段，①为需氧呼吸的第二阶段，这两个阶段都会产生[H]，②为需氧呼吸的第三阶段，该阶段消耗[H]，B错误；只要有氧气就可以发生①②③代表的需氧呼吸过程，C错误；植物细胞需氧呼吸产生二氧化碳和水，少数植物器官如甜菜的块根、马铃薯的块茎经过厌氧呼吸会产生乳酸，D正确。 4．(2023·杭州月考)生物在不同条件下的细胞呼吸方式存在着差异。若分解底物是葡萄糖，下列对酵母菌细胞呼吸方式的判断，正确的是(　 ) A．若细胞呼吸过程中消耗O2，说明细胞只进行需氧呼吸 B．若细胞呼吸过程中释放CO2，说明两种呼吸方式都存在 C．若不消耗O2也不释放CO2，说明细胞已经死亡 D．若细胞呼吸过程中产生乳酸，说明细胞进行了厌氧呼吸 √ 解析：若细胞呼吸消耗O2，说明细胞只进行需氧呼吸或者需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行，A错误；若细胞呼吸释放CO2，说明只进行需氧呼吸或者只进行厌氧呼吸或者两种呼吸方式都存在，B错误；酵母菌需氧呼吸消耗O2释放CO2，厌氧呼吸产生乙醇和CO2，因此若不消耗O2也不释放CO2，说明细胞已经死亡，C正确；酵母菌厌氧呼吸会产生乙醇和CO2，不能产生乳酸，若细胞呼吸产生乙醇，说明细胞进行了厌氧呼吸，D错误。 四层学习内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 探究活动——探究酵母菌的呼吸方式 实验知能 一、厘清实验基础　 1．实验目的、原理及实验方案的项目 实验目的 设计活动方案探究酵母菌细胞的呼吸方式 实验原理 灰绿色 实验方案 的项目 (1)选择实验材料与器具。 (2)确定实验操作步骤与方法。 (3)确定观察与记录实验现象的方式 续表 2．方法步骤(参考方案) (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。 NaOH溶液 石灰水 石灰水 (3)检测酒精的产生：从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5%____________溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 重铬酸钾 (4)实验现象 组别 澄清石灰水的变化 1、2两试管的变化 甲组 ___________________________ 无变化 乙组 __________________________ 出现灰绿色 变浑浊快 变浑浊慢 (5)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________________，在无氧条件下产生酒精，还产生少量CO2。 产生CO2多而快 3．注意事项 (1)设计的活动方案要保证酵母菌有氧或者无氧的生活条件。 (2)检测酵母菌呼吸产物的方法，要能够区分出不同的呼吸方式。 (3)参考方案的甲装置中，要用质量分数为10%的NaOH溶液除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌需氧呼吸产生的CO2所引起的。 (4)参考方案的乙装置中，要将D瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。锥形瓶D中的氧气因酵母菌需氧呼吸而被消耗完。 (5)进行实验前必须检查装置的气密性，否则会因细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中对实验结果产生影响。 二、探究关键问题　 1．甲装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？ 提示：保证酵母菌有充足的氧气，以进行需氧呼吸。 2．乙装置中酵母菌培养液液面的植物油膜起什么作用？ 提示：隔绝空气，保证酵母菌进行厌氧呼吸。 3．配制酵母菌培养液，要先将葡萄糖溶液煮沸，再冷却后加入锥形瓶。原因是什么？ 提示：①加热煮沸后，葡萄糖溶液中的细菌会被杀死，可排除其他微生物对实验结果的影响；②加热煮沸时，可排出溶液中的O2；③若不冷却直接加入，温度过高会将酵母菌杀死。 4．酵母菌细胞呼吸能产生CO2，试探究如何估测CO2产生量的多少？ 提示：CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以估测酵母菌培养液中CO2产生量的多少。 5．能否以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式？分析原因。 提示：不能。酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都能产生CO2，故不能以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式。应以酒精为指标，因为酵母菌只有进行厌氧呼吸时才能产生酒精。 三、点拨实验要点　 此实验为对比实验，两组实验均为实验组。实验中的变量分析如下 自变量 是否有氧气 因变量 澄清的石灰水变浑浊的程度，滴加酸性重铬酸钾溶液后的颜色变化等 无关变量 酵母菌以及培养液的用量、培养时间、温度等 1．(2023·浙江1月选考)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　 ) A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 素养评价 √ 解析：由题意可知，该实验的目的是探究酵母菌的细胞呼吸方式，则氧气的有无是自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A、B错误；酵母菌不同呼吸方式的产物不同，可用酒精和CO2的生成量作为因变量的检测指标，C正确；消耗等量葡萄糖时，需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多，D错误。 2．(2024·衢州期末)某同学设置如图所示实验装置用于探究酵母菌的呼吸方式。下列相关叙述正确的是(　 ) A．甲瓶应封口放置一段时间后再连接乙瓶 B．乙瓶中可为溴麝香草酚蓝溶液，若甲瓶中产生CO2，乙瓶中溶液由绿变蓝再变黄 C．反应结束后取甲瓶中样液加入酸性重铬酸钾溶液，溶液由橙色变成黄色 D．向甲瓶中持续通入无菌空气可用来探究酵母菌是否存在需氧呼吸 √ 解析：探究酵母菌的厌氧呼吸时，甲瓶应封口放置一段时间后再连接乙瓶，目的是消耗完其中的氧气，保证通入乙瓶的二氧化碳是酵母菌厌氧呼吸产生的，A正确；当溴麝香草酚蓝溶液中溶有CO2时，其颜色由蓝变绿再变黄，B错误；酵母菌的厌氧呼吸产生酒精，在反应结束后甲瓶中有酒精，因此反应结束后取甲瓶中样液加入酸性重铬酸钾溶液，溶液由橙色变成灰绿色，C错误；由于酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸均可产生二氧化碳，无菌空气中也含有二氧化碳，故若向甲瓶中插管通入无菌空气，不能证明是否存在需氧呼吸，D错误。 3．(2024·绍兴柯桥区期末)在活动“探究酵母菌的呼吸方式”中检验酵母菌细胞呼吸产物时，需利用一些特殊的颜色反应，下列相关叙述错误的是(　 ) A．CO2可使澄清的石灰水变浑浊而呈乳白色 B．CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 C．酒精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．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：CO2可使澄清的石灰水变浑浊而呈乳白色，A正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B正确；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，C错误，D正确。 4．酵母菌是一种兼性厌氧的单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下均能生存。某同学从以下备选试剂材料中选择部分以验证酵母菌厌氧呼吸可产生CO2和酒精，备选试剂材料：干酵母菌粉，5%葡萄糖溶液，澄清石灰水，酸性重铬酸钾溶液，10%NaOH溶液，花生油。下列有关叙述错误的是(　 ) A．5%葡萄糖溶液须煮沸并冷却后使用 B．花生油覆盖在葡萄糖溶液的表面可以创造无氧环境 C．可以选用澄清石灰水或10%的NaOH溶液检测CO2 D．可选用酸性重铬酸钾溶液检测酒精 √ 解析：5%葡萄糖溶液须煮沸(去除溶液中的微生物，防止干扰实验结果)并冷却(防止高温杀死酵母菌)后使用，A正确；花生油覆盖在葡萄糖溶液表面可起到隔绝空气的作用，从而创造无氧环境，B正确；可选用澄清石灰水检测CO2，但不能选用10%NaOH溶液来检测CO2，C错误；可选用酸性重铬酸钾溶液检测酒精，颜色变化为橙色变成灰绿色，D正确。 5．(2024·杭州市含周边重点中学期中)某兴趣小组欲探究酵母菌的呼吸方式，设计了如图实验装置，下列相关叙述正确的是(　 ) A．实验可用溴麝香草酚蓝溶液检测酒精 B．酵母菌在进行厌氧呼吸时，葡萄糖被[H]还原为乙醇 C．B瓶和D瓶中的酵母菌在进行不同细胞呼吸时都可以在细胞溶胶中产生ATP D．若改用乳酸菌代替酵母菌进行以上实验，可以观察到相同的实验现象 √ 解析：实验可用溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳而不能检测酒精，A错误；酵母菌在进行厌氧呼吸时，乙醛被[H]还原为乙醇，B错误；酵母菌在进行需氧和厌氧呼吸时都可以在细胞溶胶中产生ATP，C正确；乳酸菌进行产乳酸的厌氧呼吸，没有二氧化碳产生，故不能观察到相同的实验现象，D错误。 课时跟踪检测 A级——基础综合练 1．人体神经细胞进行需氧呼吸的场所是(　 ) A．细胞溶胶和线粒体　　　　 B．细胞溶胶 C．肺泡 D．线粒体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析：需氧呼吸第一阶段的场所是细胞溶胶，第二阶段的场所是线粒体基质，第三阶段的场所是线粒体内膜，所以人体神经细胞进行需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。 2．需氧呼吸过程中，合成大量ATP的阶段发生在(　 ) A．细胞溶胶中 B．线粒体内膜上 C．线粒体外膜上 D．线粒体基质中 解析：需氧呼吸第一阶段是糖酵解过程，合成少量ATP，发生在细胞溶胶中；需氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气反应生成水，合成大量ATP，发生在线粒体内膜上；线粒体外膜上不进行需氧呼吸；需氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，合成少量ATP，发生在线粒体基质中。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 3．(2024·浙江衢温5＋1联盟检测)细胞进行需氧呼吸过程中水参与反应的阶段和氧气参与反应的阶段分别是(　 ) A．第一和第二 B．第二和第三 C．第三和第二 D．第一和第三 解析：需氧呼吸过程中，水参与第二阶段，水与丙酮酸反应生成二氧化碳和[H]，并释放少量的能量；需氧呼吸过程中，氧气参与第三阶段，氧气与[H]反应生成水，并释放大量的能量。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 4．(2023·台州期末)某同学为验证酵母菌厌氧呼吸产物，设计如下实验装置开展研究，下列叙述错误的是(　 ) A．甲瓶中有酒精产生 B．甲瓶不需要通入空气 C．乙瓶澄清石灰水变浑浊 D．该装置需在黑暗条件下使用 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：甲瓶中有酵母菌培养液，酵母菌进行厌氧呼吸的产物之一为酒精，A正确；结合题干“某同学为验证酵母菌厌氧呼吸产物”意味着本实验无需通入空气，B正确；酵母菌厌氧呼吸和需氧呼吸的产物均有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，C正确；该装置无需在黑暗条件下使用，D错误。 5．巴斯德发现，利用酵母菌酿酒时，如果发酵容器中存在O2，会导致酒精产生停止，这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是(　 ) A．酒精＋O2→丙酮酸，细胞溶胶 B．丙酮酸＋O2→CO2，线粒体基质 C．[H]＋O2→H2O，线粒体内膜 D．H2O→O2＋[H]，类囊体薄膜 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由题意分析可知，“巴斯德效应”是指O2存在时抑制厌氧呼吸，而发生需氧呼吸，选项C是发生在线粒体内膜上的需氧呼吸的第三阶段，直接决定“巴斯德效应”发生与否。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6．(2023·台州期末)将兔细胞进行破碎后离心处理，取四支试管的加样如下，置于适合温度下一定时间后，能产生CO2的是(　 ) √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：葡萄糖不能在线粒体内分解，不能产生CO2，A错误；在有氧条件下，丙酮酸在线粒体基质内可分解产生CO2，B正确；葡萄糖在细胞溶胶内可分解产生丙酮酸，无氧条件下可进一步分解形成乳酸，无CO2产生，C错误；在无氧条件下，丙酮酸在细胞溶胶内可进一步分解形成乳酸，无CO2产生，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7．(2023·丽水期末)下图为某好氧细菌需氧呼吸示意图。下列叙述正确的是(　 ) A．X是细胞呼吸中间产物丙酮酸 B．图中两处的能量去路不同 C．CO2产生于糖酵解阶段 D．O2消耗发生在线粒体内膜 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：X为ATP，A错误；第一处能量去路是转移至ATP中，形成ATP中活跃的化学能，第二处能量是用于细胞中耗能的生命活动，B正确；糖酵解阶段消耗葡萄糖产生丙酮酸和[H]、释放能量，不产生CO2，C错误；好氧细菌为原核生物，没有线粒体，D错误。 8．不同细胞在不同O2浓度下，细胞呼吸的产物可能不同。下列细胞以葡萄糖为呼吸底物，细胞呼吸前后会发生气体体积变化的是(　 ) A．乳酸菌在无O2条件下 B．水稻根细胞在O2充足条件下 C．酵母菌在无O2条件下 D．苹果果肉细胞在O2充足条件下 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：乳酸菌在完全无O2条件下进行乳酸发酵，不消耗O2，也不产生CO2，所以气体体积没有变化，A错误；水稻根细胞和苹果果肉细胞在O2充足条件下进行需氧呼吸，产生CO2量与消耗O2量相等，故气体体积没有变化，B、D错误；酵母菌在无O2条件下会进行厌氧呼吸产生二氧化碳，所以气体体积增加，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9．(2024·杭州八县区期末)“曲为酒之魂，水为酒之魄”，曲中的微生物主要是酵母菌。酵母菌既可以进行需氧呼吸又可以进行厌氧呼吸。下列叙述错误的是(　 ) A．酒中的酒精是酵母菌厌氧呼吸的产物 B．酵母菌进行需氧呼吸的场所是线粒体 C．厌氧呼吸释放的能量大部分以热能散失 D．酿酒时产生的水来源于酵母菌的需氧呼吸 √ 解析：在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵产生酒精，A正确；需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，B错误；无论需氧呼吸还是厌氧呼吸，释放的能量都是大部分以热能散失，C正确；需氧呼吸第三阶段生成水，酿酒时产生的水来源于酵母菌的需氧呼吸，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10．现有一瓶含酵母菌的葡萄糖溶液，通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如图所示，在氧浓度为a时发生的情况是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．100%的葡萄糖用于酵母菌的乙醇发酵 B．30%的葡萄糖用于酵母菌的乙醇发酵 C．60%的葡萄糖用于酵母菌的乙醇发酵 D．酵母菌停止乙醇发酵 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：分析题图可知，当氧气浓度为a时，酵母菌产生的C2H5OH是6，产生的CO2是18，由于厌氧呼吸过程中产生C2H5OH与产生CO2的量相等，因此此时酵母菌既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸，需氧呼吸产生的CO2是18－6＝12，酵母菌厌氧呼吸消耗的葡萄糖是3，需氧呼吸消耗的葡萄糖是2，因此酵母菌厌氧呼吸消耗的葡萄糖占60%，即60%的葡萄糖用于酵母菌的乙醇发酵。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11．(9分)如图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解，请据图回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)需氧呼吸的过程可表示为________(用图中标号表示)，发生的场所是______________________，产生[H]最多的过程是______________(用图中标号表示)。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)苹果储存久了，会闻到酒味，是因为苹果细胞进行了________(用图中标号表示)反应；人在剧烈运动后感到肌肉酸痛，是因为人的骨骼肌细胞进行了________(用图中标号表示)反应。 (4)细胞需氧呼吸的总反应式为____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：(1)图中表示需氧呼吸全过程的是①需氧呼吸第一阶段，④需氧呼吸第二阶段，⑤需氧呼吸第三阶段；需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，需氧呼吸的第二阶段产生[H]最多。 (2)需氧呼吸第三阶段，利用在前两个阶段脱下的24个[H]与6个氧气分子结合生成水，进行①需氧呼吸和厌氧呼吸第一阶段的场所是细胞溶胶。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)苹果储存久了，会闻到酒味，是因为苹果细胞进行了乙醇发酵，即图中的①②；人在剧烈运动后感到肌肉酸痛，是因为人的骨骼肌细胞进行了乳酸发酵，即图中的①③。 (4)需氧呼吸的总反应式见答案。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案：(1)①④⑤　细胞溶胶和线粒体　④　 (2)氧气　细胞溶胶　 (3)①②　①③ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12．(2023·湖州期末)(8分)如图为探究酵母菌呼吸作用装置图。据图回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)甲、乙两组装置中，探究需氧呼吸的实验装置是________(填“甲”或“乙”)。 (2)实验结束时，取少量酵母菌培养液A和培养液B，分别加入酸性的重铬酸钾溶液，其中B呈现灰绿色，说明该种呼吸方式的产物有__________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)装置中的澄清石灰水变__________，则说明有CO2的生成。酵母菌需氧呼吸产生CO2的场所是____________，厌氧呼吸产生CO2的场所是__________。若甲、乙装置产生等量的CO2，则消耗的葡萄糖质量比是甲∶乙＝________。 解析：(1)甲装置中的第一个锥形瓶连接橡皮球或气泵，是探究酵母菌需氧呼吸的实验装置。乙装置中的第一个锥形瓶是密闭的，是探究酵母菌厌氧呼吸的实验装置。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)酸性重铬酸钾溶液遇到酒精会由橙色变成灰绿色。实验结束时，取少量酵母菌培养液A和培养液B，分别加入酸性的重铬酸钾溶液，其中B呈现灰绿色，说明该种呼吸方式的产物有酒精。(3)CO2使澄清石灰水变浑浊，酵母菌需氧呼吸产生CO2发生在第二阶段，场所是线粒体，厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞溶胶。需氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 molCO2，厌氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，甲装置中的酵母菌进行需氧呼吸，乙装置中的酵母菌进行厌氧呼吸，故甲、乙装置产生等量的CO2，消耗的葡萄糖质量比是甲∶乙＝1∶3。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案：(1)甲　 (2)酒精　 (3)浑浊　线粒体　细胞溶胶　1∶3 B级——应用创新练 13．某实验室用两种方式进行酵母菌利用葡萄糖发酵生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如图所示坐标图。据此下列说法正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A．甲、乙两发酵罐分别在第10 h和第7 h厌氧呼吸速率最快 B．实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为8∶5 C．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧呼吸 D．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：由图可知，甲、乙两发酵罐分别在第5 h和第3 h厌氧呼吸速率最快，A错误；由题图分析可知，甲发酵罐产生的二氧化碳量是6＋18＝24(mol)，乙发酵罐产生的二氧化碳量是15 mol，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为24∶15＝8∶5，B正确；分析题图可知，甲发酵罐从第2小时开始有酒精产生，即进行厌氧呼吸，此时有氧气存在，C错误；分析题图可知，适当增加氧气的量可以使酵母菌数量迅速增加从而提高酒精的产量，若通入氧气过多，酵母菌只进行需氧呼吸而不产生酒精，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14．(9分)马铃薯块茎是植物储藏养分的器官，有较高的营养价值和保健价值。科学家研究发现，物质跨膜转运时所需的能量可由ATP直接提供，亦可借助H＋浓度梯度，如图为马铃薯块茎细胞内电子传递链过程中部分物质跨膜转运的示意图。请据图回答问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)马铃薯块茎细胞在氧气充足时产生ATP的结构有______________________，产生CO2的场所是________________；在无氧环境中只能进行厌氧呼吸，此时丙酮酸将被　　　　还原。 (2)过程②H＋的跨膜运输方式是____________，过程④丙酮酸的跨膜运输__________(填“需要”或“不需要”)能量。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (3)经研究发现，需氧呼吸第一、二阶段产生的还原性物质所携带的电子经电子传递链最终传递给O2。据图分析，O2浓度的降低将______(填“促进”或“抑制”)丙酮酸运进线粒体，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析：(1)马铃薯块茎细胞在氧气充足时可进行需氧呼吸，这时产生ATP的结构有细胞溶胶和线粒体，需氧呼吸的第二阶段产生CO2，场所是线粒体基质，在无氧环境中只能进行厌氧呼吸，此时丙酮酸将被[H]还原。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)由图分析可知，过程②H＋的跨膜运输方式是易化扩散，过程④丙酮酸的跨膜运输需要能量，由H＋浓度梯度提供。 (3)由图分析可知，O2浓度的降低将抑制丙酮酸进入线粒体，因为丙酮酸通过线粒体内膜需借助膜两侧建立的H＋浓度梯度，而O2浓度的降低不利于膜两侧H＋浓度梯度的建立。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案：(1)细胞溶胶和线粒体　线粒体基质(或线粒体)　[H]　 (2)易化扩散　需要　 (3)抑制　丙酮酸通过线粒体内膜需借助膜两侧建立的H＋浓度梯度，而O2浓度的降低不利于膜两侧H＋浓度梯度的建立 本课结束 反应式 ________________________________________________ C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 (1)第一阶段：葡萄糖________________ ＋能量(与需氧呼吸的第一阶段完全相同)。 丙酮酸＋[H] 类型 反应式 乳酸发酵 C6H12O6______________＋能量 乙醇发酵 C6H12O6______________________＋能量 2C3H6O3(乳酸) 2C2H5OH(乙醇)＋2CO2 (3)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量　 (4)HO 2．真核细胞需氧呼吸中含碳物质的变化是葡萄糖丙酮酸CO2，其中①②表示两个阶段。下列叙述错误的是(　 ) A．①和②中产生[H]较多的是② B．①和②产生的[H]都用于生成H2O C．①和②是需氧呼吸中释放大量能量的阶段 D．①和②过程发生的场所分别是细胞溶胶和线粒体 解析：酵母菌厌氧呼吸产生酒精，在厌氧呼吸的第一阶段生成ATP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的，A错误。厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，B错误。ATP的生成需要酶的催化，化学反应式为ADP＋Pi＋能量ATP，C错误，D正确。 (2)图中产生的HO含有18O,18O来自反应物中的__________， 图中过程①进行的场所是________________________________ _____________________________________________。 (4)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 $$