第5章 第3节 第1课时 细胞呼吸的方式和有氧呼吸-【正禾一本通】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版，单选）

细胞的能量供应和利用 生物学·必修一 第 5 章 01 02 03 04 自主构建·认知导学 目录 深度探析·思维进阶 命题聚焦·素养升华 课后分层练（十八） 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word文档，编辑后关闭word文档即可。 第3节　细胞呼吸的原理和应用 第1课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸 PART 01 自主构建·认知导学 返回 自查自纠 网络构建 PART 02 深度探析·思维进阶 返回 [探究点一] 探究酵母菌细胞呼吸的方式 合作探究 模型构建 迁移运用 [探究点二]有氧呼吸的过程 合作探究 模型构建 迁移运用 PART 03 命题聚焦·素养升华 返回 命题情境 命题设计 课后分层练(十八) 细胞呼吸的方式和有氧呼吸 返回 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 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提示：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。 (2)检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液。( ) (3)真核细胞都进行有氧呼吸。( ) (6)有氧呼吸产生的能量大部分储存在ATP中。( ) 提示：有氧呼吸产生的能量大多以热能的形式散失，只有少部分储存在ATP中。 (4)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸。( ) 提示：没有线粒体的细胞不一定不能进行有氧呼吸，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。 (5)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程。( ) 提示：葡萄糖不能在线粒体中氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸进入线粒体中进一步分解。 [实验探究]结合下图中探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计装置，小组合作，完成以下探究问题。 O2的有无 温度 葡萄糖溶液的浓度 酵母菌活性 是否有CO2和酒精的产生 1．配制酵母菌培养液时要用新鲜的食用酵母菌，因为新鲜的酵母菌 ，实验效果明显。 2．为什么葡萄糖溶液需要煮沸后冷却到常温后才可加入新鲜的酵母菌？ 提示：煮沸的目的是灭菌、除去葡萄糖溶液中的O2；冷却的目的是避免高温杀死酵母菌。 3．本实验的自变量是 ，无关变量有 、 、 等。无关变量应保持相同且适宜。因变量为 。 繁殖快，细胞代谢旺盛 6．该实验有没有对照组？请说明理由。 提示：没有。该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，为相互对照。 4．改进实验装置中空气泵直接泵入空气是否合理？若不合理，应如何改进？ 提示：不合理，可先将空气通过NaOH溶液去除其中的CO2，防止干扰实验结果。 5．丙试管中放入石蜡油的目的是什么？若试验中没有石蜡油如何达到上述目的？ 提示：形成无氧条件。若没有石蜡油，可反应进行一段时间耗尽其中的氧气后再连接检测装置。 1．实验设计的自变量和因变量 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 变量控制 ①通入空气，保证O2充足 ②将空气先通入NaOH溶液中，以除去CO2 先将锥形瓶内的O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，排除有氧呼吸的干扰 自变量 O2的有无 因变量 酵母菌的呼吸产物，即产生CO2的多少、酒精的有无 无关变量 温度、营养物质的浓度和总量等 2.实验操作及目的 实验操作 操作目的 配制培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶 煮沸：除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰；除去溶液中的氧气 冷却后再加入：防止高温将酵母菌杀死 先通入NaOH溶液再通入酵母菌培养液中 排除空气中CO2对实验结果的干扰 酵母菌培养液封口放置一段时间 让酵母菌将瓶中的O2消耗完，确保其在实验过程中只进行无氧呼吸 3.对比实验和对照实验的比较 实验类型 比较项目 对照组 实验组 举例 对照实验 有 有 探究淀粉酶的专一性 对比实验 无 有 探究酵母菌细胞呼吸的方式 eq \a\vs4\al(特别提醒) 对比实验和对照实验不同 (1)对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，所以对比实验中都为实验组，但相互对照。 (2)对比实验一定是对照实验，对照实验不一定是对比实验。　　 1．为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学设计实验并将实验材料和用具按如图所示安装。以下关于该实验的说法，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．C瓶中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 解析：选D。向锥形瓶A中加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，排除空气中的CO2对有氧呼吸产物检测的影响，A正确；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，故可以将C和E中澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液，B正确；与无氧条件相比，酵母菌在有氧条件下产生的CO2更多，因此相同时间内C瓶中澄清石灰水变浑浊的程度高于E瓶，C正确；由于葡萄糖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。 2．某学生兴趣小组对“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置进行改进，可用于定量和定性检测酵母菌细胞呼吸的产物。反应发生装置如图所示，吸入等量配好的葡萄糖溶液5 mL，分别设置有氧组和无氧组。下列叙述错误的是(　　) A．有氧组需要用NaOH制备不含CO2的空气通过接头注入装置中 B．有氧组针筒活塞移动距离比无氧组活塞移动距离远且移动速度更快 C．通过将注射器中产生的气体注入澄清石灰水变浑浊可判断酵母菌的呼吸方式 D．可利用酸性重铬酸钾溶液检验酒精的生成，现象为由橙色变成灰绿色 解析：选C。有氧组需要用NaOH制备不含CO2的空气通过接头注入装置中，A正确；有氧组产生CO2速度更快，针筒活塞移动距离比无氧组活塞移动距离远且移动速度更快，B正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，不能通过将产生的气体注入澄清石灰水变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，C错误；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，D正确。 [材料情境]资料1：科学家提取了新鲜的动物肝脏组织，研磨离心后获取了细胞质基质(作为A组)和线粒体(作为B组)以及细胞匀浆(其中既有细胞质基质又有线粒体，作为C组)。分别向三组材料中加入等量的葡萄糖，检测葡萄糖的含量的变化，实验结果见下图。 资料2：研究发现线粒体内膜两侧有H＋浓度差。有一种能破坏这种浓度差的药物，可以使线粒体产生大量热量，也消耗氧气，但不生成ATP。 资料3：超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。 1．分析资料1，葡萄糖在什么位置首先被分解？ 提示：细胞质基质。 2．线粒体能否直接分解葡萄糖？线粒体对葡萄糖的分解有影响吗？ 提示：不能。线粒体能加速葡萄糖的分解。 3．若向资料1三组中分别加入等量的丙酮酸，请在图示的坐标轴中画出丙酮酸含量的变化曲线。 提示： 4．若在资料1的实验中加入荧光素和荧光素酶，三组实验中荧光强度如何？呼吸作用释放的能量都能被荧光素发光所利用吗？ 提示：A组和C组会出现荧光，C组较强。不能全部被利用，荧光素发光利用的是ATP中的能量，呼吸作用释放的能量只有一部分转化为ATP。 5．结合资料2，分析O2的消耗和ATP的生成是否是同一个化学反应？ 提示：资料2说明O2的消耗和ATP的生成是两个过程，H＋浓度可能起到将两个过程连接起来的作用。 6．分析资料3，推测囊泡中的小颗粒是什么物质？[H]的氧化发生在线粒体的什么部位？ 提示：小颗粒是线粒体内膜上的酶。[H]的氧化发生在线粒体内膜上。 7．若用18O标记O2，18O能否出现在产物中的CO2中？若可以，用文字和箭头写出转移途径。 提示：能，18O2→H218O→C18O2。 1．有氧呼吸方程式分析 2．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路 物质 来源 去路 [H] C6H12O6和H2O 第三阶段与O2结合生成水 ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动 eq \a\vs4\al(特别提醒) (1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。 (2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 (3)哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸。　　 3．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．线粒体能完成图示全过程 D．原核生物能完成图示全过程 解析：选D。④是有氧呼吸的第三阶段释放的能量，有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，A错误；③是第二阶段的反应物水，不是氧气，B错误；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，线粒体只能完成有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，C错误；原核生物如蓝细菌，能完成有氧呼吸过程，D正确。 4．某小组为验证寡霉素和DNP两种呼吸抑制剂的作用，对离体的线粒体分别进行处理，检测线粒体的耗氧量变化，结果及操作如图所示。寡霉素可抑制ATP合成酶的作用，DNP不影响NADH和O2的结合，但能消除ATP合成所需的质子推动力。结果如图所示(加入的底物充足)，下列说法不正确的是(　　) A．图中加入的底物可以是丙酮酸或NADH B．抑制剂Ⅰ是DNP，抑制剂Ⅱ是寡霉素 C．与其他阶段相比，过程3放出的热量最多 D．过程3中可能含有有氧呼吸第二阶段 解析：选C。加入底物后，耗氧量明显增多，说明能进行有氧呼吸第三阶段，即加入的物质能推动有氧呼吸第三阶段的进行，所以加入的物质可以是丙酮酸或NADH，A正确。加入抑制剂Ⅰ后，线粒体内耗氧量比过程3小，说明过程4有O2消耗，但ATP合成量比过程3少，说明该抑制剂不影响O2的消耗，所以抑制剂Ⅰ是DNP；加入抑制剂Ⅱ后，O2含量不变，ATP合成量明显下降，说明抑制剂Ⅱ是寡霉素，B正确。由图可知，加入抑制剂Ⅰ后，ATP合成量减少，说明更多能量以热能的形式散失掉了，过程4放出的热量更多，C错误。若加入的底物是丙酮酸，则过程3既进行有氧呼吸第二阶段，也进行有氧呼吸第三阶段；若加入的底物是NADH，则过程3只进行有氧呼吸第三阶段，D正确。 eq \a\vs4\al(教材拓展) 细胞呼吸中的能量转换 细胞呼吸是生物体内将有机物(如葡萄糖)分解并释放能量的核心代谢过程，其能量转换包括三个阶段： 糖酵解：在细胞质基质中进行，1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，净生成2 ATP和2 NADH。此阶段通过底物水平磷酸化直接产生少量能量，效率较低。 柠檬酸循环(三羧酸循环)：在线粒体基质内完成，丙酮酸彻底分解为CO2，生成2 ATP(GTP)、6 NADH和2 FADH2。高能分子(NADH/FADH2)携带的电子与质子进入下一阶段。 氧化磷酸化：在线粒体内膜进行，电子传递链将NADH/FADH2的电子传递，释放能量驱动质子泵，形成跨膜质子梯度。质子顺浓度回流时，ATP合酶催化ADP磷酸化生成大量ATP(约26～28 ATP/葡萄糖)。最终O2作为电子受体生成水。 整个过程中，葡萄糖中约30%～32%的化学能转化为ATP(约30～32 ATP/葡萄糖)，其余以热能散失。能量转换通过底物水平磷酸化与化学渗透偶联实现，后者贡献90%以上ATP，体现生物能效的高度优化。 [考查角度] 以细胞呼吸的部分或者整体过程为情境，结合不同细胞呼吸方式的异同，考查结构与功能观、物质与能量观，考查信息获取与处理、逻辑推理与论证等能力。　　 线粒体上的酶与癌症 图中Ⅰ～Ⅴ是线粒体内膜上一组酶的复合物，其中复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以进行电子传递。罗哌卡因是一种麻醉药，具有治疗人甲状腺癌的作用。研究人员用生理盐水配制不同浓度的罗哌卡因溶液处理甲状腺癌细胞中的线粒体，并对线粒体中ATP的含量、内膜上4种复合物活性(数值越高活性越强)以及甲状腺癌细胞的凋亡率进行了测定，结果如下表。 罗哌卡因的量 对照组 0.1 mM 0.5 mM 1 mM 复合物Ⅰ 1.02 0.75 0.35 0.23 复合物Ⅱ 1.01 0.78 0.58 0.41 复合物Ⅲ 0.99 0.97 0.95 0.98 复合物Ⅳ 0.98 0.95 0.99 0.97 ATP含量 1.1 0.62 0.41 0.23 细胞凋亡率/% 4.62 11.86 20.17 34.66 题号 能力考查 素养考查 (1) 模型与建模能力 生命观念 (2) 知识迁移与运用能力 语言组织与表达能力 生命观念 科学思维 (3) 演绎与推理能力 科学思维 (1)图中进行的生理过程是____________阶段，复合物Ⅰ、Ⅱ将在____________(填场所)产生的[H]分解，通过电子传递链将电子最终传递给O2产生 H2O，该过程释放的能量将H＋泵到内外膜间隙。图中的生理过程中，复合物Ⅴ具有____________的双重作用。 (2)表中对照组的处理方法是_______________________________________________________________________。 实验结果说明罗哌卡因________(填“促进”或“抑制”)细胞凋亡，推测其作用机制：______________________________________________________________________________________________________________________。 (3)罗哌卡因对于甲状腺癌细胞凋亡的诱导率只能达到35%左右，推测甲状腺癌细胞的主要呼吸方式是____________。 解析：(1)图中发生的过程是在线粒体内膜上，所以是有氧呼吸第三阶段。在细胞质基质和线粒体基质都能产生[H]，所以复合物Ⅰ、Ⅱ将在细胞质基质和线粒体基质产生的[H]分解。从图中看出复合物Ⅴ可以运输H＋同时催化ADP形成ATP，所以具有运输和催化的作用。(2)研究人员用生理盐水配制不同浓度的罗哌卡因溶液处理甲状腺癌细胞中的线粒体，所以对照组用等量的生理盐水处理甲状腺癌细胞中的线粒体。随着罗哌卡因浓度的提高，细胞凋亡率提高，可以说明罗哌卡因促进细胞凋亡，比较表格数据，可以发现与对照组相比，加入罗哌卡因的组别复合物Ⅰ、Ⅱ的活性以及ATP含量明显 降低，说明了罗哌卡因抑制复合物Ⅰ、Ⅱ的活性，抑制有氧呼吸第三阶段，从而抑制ATP产生，促进细胞凋亡。(3)罗哌卡因抑制了线粒体能量的供应，但对甲状腺癌细胞凋亡的诱导率只能达到35%左右，说明甲状腺癌细胞还可以通过无氧呼吸供能。 答案：(1)有氧呼吸第三　细胞质基质和线粒体基质　运输和催化　(2)等量的生理盐水处理甲状腺癌细胞中的线粒体　促进　抑制复合物Ⅰ、Ⅱ的活性，抑制有氧呼吸第三阶段，从而抑制ATP产生，促进细胞凋亡　(3)无氧呼吸 【基础巩固练】 考点一　探究细胞呼吸的方式 1．某同学用质量分数为5%的葡萄糖溶液培养酵母菌，探究酵母菌的细胞呼吸方式。下列相关叙述正确的是(　　) A．泵入的空气通过NaOH溶液可以控制有氧和无氧条件 B．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 C．无氧条件下的培养液遇酸性重铬酸钾溶液会出现橙色反应 D．根据溴麝香草酚蓝溶液是否变成黄色来判断呼吸方式 解析：选B。泵入的空气通过NaOH溶液是为了排除空气中的二氧化碳，不可以控制无氧条件，A错误；由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，故应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，B正确；无氧条件下培养液中的酵母菌进行无氧呼吸，产物中的乙醇遇酸性重铬酸钾溶液会出现灰绿色反应，C错误；酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸时都能产生二氧化碳，都可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，因此无法根据溴麝香草酚蓝溶液是否变成黄色来判断呼吸方式，D错误。 2．为探究酵母菌细胞的呼吸方式，某同学设计了如图三个装置，下列相关叙述不正确的是(　　) A．若要探究酵母菌的无氧呼吸，则直接连接a、b装置即可 B．若要探究酵母菌的有氧呼吸，则需要将装置按c、a、b顺序连接 C．b装置中的溶液遇CO2的颜色变化为由蓝变绿再变黄 D．通过b装置中溶液变黄时间长短，检测酵母菌培养液CO2的产生情况 解析：选A。若要探究酵母菌的无氧呼吸，不能直接用a装置，需要隔绝外界空气，A错误；若要探究酵母菌的有氧呼吸，则需要将装置按c、a、b顺序连接，其中c装置中的NaOH溶液可除去空气中的CO2，酵母菌在a装置中进行有氧呼吸，b装置中溴麝香草酚蓝溶液用于检测有氧呼吸产物CO2，B正确；CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C正确；产生CO2速度快，溴麝香草酚蓝溶液变成黄色所需时间短，可通过b装置中溶液变黄时间长短，检测酵母菌培养液CO2的产生情况，D正确。 3．如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子的生命力)。实验开始时U型管左侧液面与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧液面高度变化，以下关于该实验的分析正确的是(　　) A．种子在消毒剂中清洗是为了防止微生物呼吸作用干扰实验结果 B．此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率 C．一段时间后右侧液面高度不再变化，说明种子的细胞呼吸完全停止 D．为排除外界因素的影响，需要将装置中的NaOH溶液换成清水(其他保持不变)作为对照组 解析：选A。为了防止微生物的呼吸作用干扰实验结果，实验中将种子在消毒剂中清洗以杀死种子表面的微生物，A正确；装置中含有空气和NaOH溶液，所以测定的是有氧呼吸速率而不是无氧呼吸速率，B错误；一段时间后右侧液面高度不再变化，原因可能是锥形瓶内氧气消耗完毕，种子不能进行有氧呼吸，但不能说明种子的细胞呼吸完全停止，C错误；设置对照组可以校对外界环境变化带来的误差，应用等量的在稀释的消毒剂中清洗过的死种子(其他保持不变)作为对照组，D错误。 考点二　有氧呼吸 4．如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是(　　) A．②处发生有氧呼吸第二阶段 B．①处产生ATP C．②处产生CO2 D．③处发生[H]与O2的结合反应 解析：选B。分析示意图可知，①②③分别表示线粒体外膜、线粒体基质、线粒体内膜。有氧呼吸的第二阶段发生在场所②，该过程有CO2产生，而[H]与O2的结合反应在③上完成。物质氧化分解过程不能在①处进行，①处也不能产生ATP。 5．菜粉蝶幼虫因体细胞中有NADH脱氢酶(催化[H]与氧反应的酶)而对鱼藤酮十分敏感，生产上常利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。下列相关分析正确的是(　　) A．幼虫体细胞线粒体外膜上分布有NADH脱氢酶 B．幼虫体细胞内的NADH主要来自线粒体内膜 C．幼虫体细胞有氧呼吸的三个阶段都能产生NADH D．鱼藤酮会降低幼虫体细胞内的ATP水平，从而导致幼虫死亡 解析：选D。NADH脱氢酶是催化[H]与氧反应的酶，[H]与氧反应的场所是线粒体内膜，故幼虫体细胞线粒体内膜上分布有NADH脱氢酶，A错误；有氧呼吸第一阶段产生少量NADH，场所是细胞质基质，有氧呼吸第二阶段产生大量NADH，场所是线粒体基质，因此幼虫体细胞内的NADH主要来自线粒体基质，B错误；幼虫体细胞有氧呼吸的第一、第二阶段都能产生NADH，第三阶段消耗NADH，C错误；鱼藤酮会降低幼虫体细胞内的ATP水平，从而导致幼虫死亡，D正确。 6．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，测得几乎不耗氧；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不相符合的是(　　) 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：选D。由题意可知，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，说明由丙酮酸和氧参与的第二、三阶段是在线粒体内进行的，A相符；当注入葡萄糖时，测得几乎不耗氧，说明线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖，B相符；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，C相符；本实验无法证明水是在细胞质基质中生成的，由有氧呼吸过程知，水是在线粒体中生成的，D不相符。 7．如图是有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题： (1)有氧呼吸是从____________的氧化分解开始的，全过程分为______个阶段。 (2)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________个阶段产生的；H2O是在第______个阶段形成的；产生ATP最多的是第______个阶段。 (3)有氧呼吸中氧的作用是________________________________，写出有氧呼吸的总反应式：______________________________。 解析：(1)有氧呼吸是从葡萄糖的氧化分解开始的，全过程分为三个阶段。(2)有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸的第一个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；有氧呼吸的第二个阶段发生在线粒体基质中，其过程是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，释放少量的能量；有氧呼吸的第三个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是在第二个阶段产生的；H2O是在第三个阶段形成的；产生ATP最多的是 第三个阶段。(3)有氧呼吸中氧的作用是与[H]结合生成水，释放能量，生成大量的ATP。有氧呼吸的总反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O212H2O＋6CO2＋能量。 答案：(1)葡萄糖　三　(2)线粒体　丙酮酸　二　三　三　(3)与[H]结合生成水，释放能量，生成大量的ATP　C6H12O6＋6H2O＋6O212H2O＋6CO2＋能量 【综合提升练】 8．某实验小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25 mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间(不考虑溶液体积的变化)，以下说法错误的是(　　) A．当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸 B．取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色 C．将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 D．一段时间后当注射器A、B中的总体积均为50 mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同 解析：选D。若注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸，以葡萄糖为底物时，细胞呼吸消耗的O2量等于产生的CO2量，则注射器中气体体积不变；当注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸，A正确。注射器B中为无氧条件，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酒精可以与酸性重铬酸钾溶液反应，使溶液颜色由橙色变为灰绿色，B正确。注射器A中的酵母菌进行细胞呼吸产生CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C正确。当注射器A、B中的总体积均为50 mL时，注射器A中酵母菌进行有氧呼吸，产生25 mL CO2，注射器B中酵母菌只进行无氧呼吸，产生25 mL CO2，以葡萄糖为呼吸底物，产生等量CO2时，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量比无氧呼吸少，D错误。 9．如图是细胞有氧呼吸过程示意图，①②③代表有氧呼吸的不同阶段，a、b、c代表各阶段释放的能量。下列叙述错误的是(　　) A．葡萄糖在线粒体基质中经①②③阶段彻底氧化分解 B．给培养的动物细胞提供18O2，经过一段时间后，细胞中的CO2和水可能含有18O C．碳原子的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2 D．用某种抑制线粒体内膜上ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞，其线粒体仍能产生ATP 解析：选A。过程①发生在细胞质基质中，A错误；给培养的动物细胞提供18O2，18O2参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O，H218O再参与有氧呼吸的第二阶段，生成C18O2，因此经过一段时间后，细胞中的CO2和水可能含有18O，B正确；碳原子在有氧呼吸第一阶段从葡萄糖转移到丙酮酸，在有氧呼吸第二阶段从丙酮酸转移到CO2，C正确；有氧呼吸第二阶段的场所为线粒体基质，有氧呼吸第三阶段的场所为线粒体内膜，故用某种抑制线粒体内膜上ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞，其线粒体内膜不能再产生ATP，但线粒体基质仍可产生ATP，D正确。 10．某科研小组做了如下图所示的实验，检测发现亚线粒体小泡能消耗氧气并使ADP磷酸化，缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气，而重组后的亚线粒体小泡恢复ADP磷酸化功能。下列说法错误的是(　　) A．亚线粒体小泡具有双层膜结构，依然能完成有氧呼吸第三阶段的反应 B．颗粒从亚线粒体上脱落与肽键的水解有关 C．亚线粒体上的颗粒可能参与ATP的合成 D．线粒体内膜上NADH的氧化和ATP的生成是两个相对独立的生理过程 解析：选A。由图可知，亚线粒体小泡只有线粒体的内膜结构，A错误；颗粒从亚线粒体上脱落与肽键的水解有关，因为胰蛋白酶可以水解蛋白质且属于肽链内切酶，B正确；亚线粒体小泡能消耗氧气并使ADP磷酸化，缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气，而重组后的亚线粒体小泡恢复ADP磷酸化功能，故亚线粒体上的颗粒可能参与ATP的合成，C正确；由题意可知，线粒体内膜上NADH的氧化和ATP的生成是两个相对独立的生理过程，缺少颗粒的亚线粒体小泡只能消耗氧气，D正确。 11．为揭示有氧呼吸过程中的生化反应途径，科学家经历了复杂的探索。请回答下列问题： (1)科学家用鸽子的飞行肌作为研究材料，因为飞行肌细胞呼吸速率较高，适合用于研究氧化分解过程。葡萄糖在细胞质基质中经过糖酵解(细胞呼吸第一阶段)产生的__________进入线粒体，最终分解为______和水，释放大量能量，为肌细胞供能。 (2)20世纪30年代，科学家分别发现线粒体内存在两个反应过程，表示如下(字母代表不同中间产物)。 过程1：A→B→C→D→E 过程2：E→F→G→H 两个反应过程存在什么关系呢？科学家利用丙二酸(抑制E→F过程)和中间产物F进行实验，结果如下图所示。 根据实验结果分析，过程1与过程2最可能连成________(填“线形”或“环形”)代谢途径，理由是________________________________________________________________________。 (3)现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。例如，科学家曾用______________法追踪有氧呼吸中间产物转化的详细过程。 (4)有氧呼吸生化反应途径的揭示过程，给你带来的关于科学研究的启示有_____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)根据有氧呼吸的过程可知，葡萄糖在细胞质基质中经过糖酵解(细胞呼吸第一阶段)产生的丙酮酸进入线粒体，最终分解为CO2和水，释放大量能量，为肌细胞供能。(2)依据实验结果可推测过程1与过程2最可能连成环形代谢途径，理由：第3组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C含量增加，说明过程2可促进过程1；第3组和第2组相比，由于注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，导致E物质积累，E的含量远高于第2组，支持环形代谢途径的假设。(3)现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。例如，科学家曾用同位素标记法追踪有氧呼吸中间产物转化的详细过程。(4)有氧呼吸生化反应途径的揭示过程，带给我们的启示有技术促进科学的发展、科学研究注重实验证据等。 答案：(1)丙酮酸　CO2　(2)环形　第3组和第1组相比，注射物质F，使过程1中的A和C含量增加，说明过程2可促进过程1(或第3组和第2组相比，由于注射了丙二酸，抑制了E→F的过程，导致E物质积累，E的含量远高于第2组，支持环形代谢途径的假设)　(3)同位素标记　(4)技术促进科学发展、科学研究注重实验证据等(合理即可) $