5.3细胞呼吸的原理和应用讲义2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

本讲义聚焦细胞呼吸的原理和应用核心知识点，以探究酵母菌呼吸方式为起点，系统梳理有氧呼吸三阶段的场所、物质变化及能量转化，对比无氧呼吸的两种类型，最终关联影响细胞呼吸的因素及生产生活中的应用，构建完整知识支架。 该资料通过实验装置分析、过程对比表格等设计，强化科学思维与探究实践，如酵母菌呼吸方式探究实验培养实验设计与分析能力，结合水果保鲜、酿酒等实例渗透物质与能量观。课中辅助教师突破重难点，课后通过典例变式及过关验收帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第5章 5.3 细胞呼吸的原理和应用 内 容 导 航 题型1 探究酵母菌的呼吸方式 题型2 有氧呼吸的过程和意义 题型3 无氧呼吸的概念与过程 题型4 影响细胞呼吸的因素及其在生产和生活中的应用 考 点 演 练 题型1 探究酵母菌的呼吸方式 解｜题｜知｜识 一、实验目的： 1、了解酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸情况 2、学会运用对比实验的方法设计实验 二、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、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CO2的产生情况． 3、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色． 三、实验装置图 四、方法步骤： 提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流． 1）酵母菌培养液的配制 取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液． 2）检测CO2的产生 用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（如图），并连通橡皮球（或气泵），让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶（约50min）．然后将实验装置放到25﹣35℃的环境中培养8﹣10h． 3）检测洒精的产生 各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中．向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95%﹣97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化． 五、实验结果 ①酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳； ②在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳； ③在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳． 【典例1】在面包、蛋糕和饼干等粮食制品中加入酵母菌可以增加食物的营养价值。某科研小组为研究酵母菌的呼吸方式（以葡萄糖为呼吸底物），设置了如图所示的实验装置，请据图分析，下列叙述错误的是（　　） A．酵母菌是兼性厌氧型菌，在有氧和无氧的环境下均可以生存 B．装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2 C．装置2中的液滴右移，说明该装置内酵母菌只进行无氧呼吸 D．装置2中的液滴不动，其内酵母菌可能只进行了有氧呼吸 【变式1】如图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是（　　） A．两个装置均需要置于黑暗条件下进行 B．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的二氧化碳 C．装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间后，再与Ⅲ连接 D．装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水 【变式2】生物兴趣小组为探究酵母菌的呼吸方式，将接种酵母菌的葡萄糖培养液密封后置于适宜温度下培养，并测定锥形瓶中CO2和O2的含量变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．第100s时，酵母菌细胞呼吸作用消耗的O2量等于产生的CO2量 B．实验使用的葡萄糖培养液需要高温煮沸，可以避免杂菌污染 C．可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式 D．300～400s间酵母菌细胞内葡萄糖分子中的能量主要以热能形式散失 【变式3】如图中图1为线粒体亚显微结构示意图，图2是测定小麦发芽种子的细胞呼吸类型所用的一个装置（假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑实验过程中生物代谢产热的影响），据图回答下列与细胞呼吸有关的问题。 （1）有氧呼吸的总反应方程式为 　 　 ，有氧呼吸过程中生成CO2的场所是图1中的 　 　 （填序号），有氧呼吸过程中释放能量最多的反应发生的场所是图1中的 　 　 （填序号）。 （2）与有氧呼吸相比，小麦无氧呼吸特有的产物是 　 　 。 （3）图2所示装置中20%的NaOH作用是 　 ，刻度管中的着色液滴最可能向 　 　 （填“左”或“右”）移动，该装置可以测定 　 　 呼吸是否进行。 （4）在有氧呼吸过程中，实现的能量转化是 　 　 转化成 　 　 。 题型2 有氧呼吸的过程和意义 解｜题｜知｜识 1、有氧呼吸的概念： 细胞在氧气的参与下，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，生成大量能量的过程． 2、有氧呼吸的过程： 1）第一阶段 ①反应场所：细胞质基质； ②过程描述：在细胞质的基质中，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生少量的ATP．这一阶段不需要氧的参与． ③反应式：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）． 2）第二阶段 ①反应场所：线粒体基质； ②过程描述：丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，产生少量的能量．这一阶段也不需要氧的参与． ③反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量． 3）第三阶段 ①反应场所：线粒体； ②过程描述：在线粒体的内膜上，前两阶段脱下的共24个[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水；在此过程中释放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生大量的能量．这一阶段需要氧的参与． ③反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量． 总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 列表表示如下： 阶段 场所 反应物 产物 物质变化 产能情况 第一阶段 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H] C6H12O62丙酮酸+4[H]+能量 少量能量 第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、H2O CO2、[H] 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量 少量能量 第三阶段 线粒体内膜 [H]、O2 H2O 24[H]+6O212H2O+能量 大量能量 3、有氧呼吸过程中元素转移情况 1）O元素的转移情况 2）H元素的转移情况 3）C元素的转移情况 4、有氧呼吸的意义： ①有氧呼吸提供植物生命活动所需要的大部分能量．植物的生长、发育，细胞的分裂和伸长，有机物的运输与合成，矿质营养的吸收和运输等过程都需要能量，这些能量主要是通过植物的呼吸作用提供的． ②有氧呼吸提供了合成新物质的原料．呼吸过程产生的一系列中间产物，可以作为植物体内合成各种重要化合物的原料．呼吸作用是植物体内各种有机物相互转化的枢纽． ③有氧呼吸还能促进伤口愈合，增强植物的抗病能力． 【典例1】呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程（　　） A．一定是无氧呼吸 B．一定是有氧呼吸 C．一定不是乳酸发酵 D．一定不是酒精发酵 【变式1】细胞呼吸的过程如图所示，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。下列相关叙述错误的是（　　） A．①是细胞质基质，③是线粒体 B．甲进入③的前提是有O2存在 C．若乙是乳酸，则①②③中都能够产生ATP D．本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内，则乙一定是酒精和CO2 【变式2】慢跑是一种健康的有氧运动。在有氧呼吸的三个阶段中，释放大量能量的是（　　） A．第一阶段 B．第二阶段 C．第三阶段 D．第一和第二阶段 【变式3】某生物实验小组为了探究环境因素对蓝莓果实呼吸作用的影响，设计了如下实验：取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓（每组30粒）分别放在不同的环境中适应一段时间后，测量其释放CO2的速率，实验结果如图所示。回答下列问题： （1）蓝莓果实细胞呼吸产生CO2的场所可能为　 　 。该实验中的自变量是　 　 ；环境湿度是该实验的　 　 变量。 （2）该实验“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是　 　 ；每组30粒蓝莓进行实验比每组1粒蓝莓进行实验好，理由是　 　 。 （3） 由实验结果可以看出　 　 条件下更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，请说明其原因：　 　 。 题型3 无氧呼吸的概念与过程 解｜题｜知｜识 1、无氧呼吸的概念： 指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程． 2、无氧呼吸的场所和过程 1）场所：细胞溶胶 2）过程： 第一阶段：糖酵解 C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量（2ATP） 与需氧呼吸第一阶段相同 （丙酮酸） 第二阶段： 1°乳酸发酵（例：乳酸菌，骨骼肌的无氧呼吸，马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块根，）： 2C3H4O3+4[H]2C3H6O3 （丙酮酸） （乳酸） 总反应式：C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP （乳酸） 2°乙醇发酵（例：酵母菌，苹果果肉细胞无氧呼吸，植物的根的无氧呼吸（水淹））： ①2C3H4O32CH3CHO+2CO2 （丙酮酸） （乙醛） ②2CH3CHO+4[H]2C2H5OH （乙醛） （乙醇） 总反应式：C6H12O6+2ADP+2Pi2C2H5OH+2CO2+2ATP （乙醇） 列表如下： 无氧呼吸 阶段 场所 物质变化 产能情况 第一阶段 细胞质基质 酒精发酵：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3+能量 少量能量 第二阶段 不产能 【典例1】某植物非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量和O2的吸收量随氧浓度的变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．氧浓度小于10%时，向装置中滴加酸性重铬酸钾溶液后溶液变为黄色 B．氧气浓度为a时，因为此时植物葡萄糖消耗速率一定最小，所以最适合保存该蔬菜 C．Q点CO2的释放量和O2的吸收量相等，无氧呼吸速率等于有氧呼吸速率 D．Q点后，该植物器官的无氧呼吸强度一直为0 【变式1】下列关于动植物细胞无氧呼吸的叙述，错误的是（　　） A．人体成熟的红细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的是乳酸 C．葡萄糖被乳酸菌分解后，其大部分能量存留在乳酸中 D．无氧呼吸分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化 【变式2】磷酸果糖激酶1（PFK﹣1）是细胞呼吸第一阶段的关键酶，ATP与PFK﹣1的非催化部位结合导致该酶活性下降。腺苷一磷酸（AMP）与PFK﹣1结合后能解除ATP的抑制作用，从而激活PFK﹣1。细胞内的ATP减少会导致生成的AMP增多，ATP/AMP值的变化与机体调节细胞呼吸速率有关。下列叙述错误的是（　　） A．细胞质基质中有PFK﹣1，无氧呼吸需要PFK﹣1 B．ATP/AMP值降低会反馈性抑制PFK﹣1的活性 C．AMP与PFK﹣1结合会改变PFK﹣1的空间结构 D．AMP与PFK﹣1的结合增多时，细胞呼吸速率加快 【变式3】如图是有氧呼吸过程的图解．请根据图回答问题： （1）图中②③所代表的物质分别是　 　 、　 ． （2）在酵母细胞内，如果氧气供应不足，反应的场所是　 　 ，该反应式　 　 ．如果氧气供应充足，酵母菌细胞内C6H12O6的分解的反应式为　 　 ． 题型4 影响细胞呼吸的因素及其在生产和生活中的应用 解｜题｜知｜识 1、影响细胞呼吸的因素 1）温度 温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强． 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间；在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗． 2）O2浓度 在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸． 3）CO2浓度 CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降．CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行． 4）含水量 在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强． 2、细胞呼吸原理的应用 1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收． 2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头． 3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜． 4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂． 5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风． 6）提倡慢跑等有氧运动，不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力． 7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存． 8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存． 【典例1】将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48h后，贮藏在温度为1℃的冷库内。另一份则始终在l℃的冷库内储藏。从采后算起每10天取样一次，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如图所示曲线．下列结论错误的是（　　） 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天对照组蓝莓单位时间内产生的乙醇量高于CO2处理组 C．第40天对照组蓝莓单位时间内有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 D．储藏蓝莓前用高浓度的CO2处理短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸 【变式1】根据细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是（　　） A．包扎伤口选用透气的创可贴 B．花盆中的土壤需要经常松土 C．真空包装食品以延长保质期 D．选低温、无氧环境为水果保鲜 【变式2】细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（　　） A．中耕松土、适时排水，就是通过改善供应氧气来促进作物根系的呼吸作用 B．小麦种子晾晒是通过降低含水量来减弱呼吸作用，有利于种子储藏 C．有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行呼吸产生大量乳酸 D．铁钉扎脚形成较深的伤口，应保持通气，以满足伤口处细胞的有氧呼吸 【变式3】为了研究怎样更好地保存种子，有人做了如下系列实验 实验 实验操作方法 时间（年） 种子发芽率 实验一 1000g水稻干种子充氮气密封贮藏 5 ＞95 1000g水稻种子普通保存 1 ＜85% 实验二 1000g含水9%的大豆种子于30℃环境保存 1 ＜10% 1000g含水9%的大豆种子于10℃环境保存 5 ＞80% 实验三 1000g小麦鲜种子用无水CaCl2吸湿干燥、密封无光保存 10 ＞80% 1000g小麦种子普通保存 1 ＜10% 试根据上述实验回答下列问题： （1）实验三中，用无水CaCl2吸湿的目的是去掉种子内以　 　 形式存在细胞中的水；正常植物细胞中该形式水的含量与植物耐旱的关系是　 　 （2）种子发芽除需要水外，还需要的条件是　 　 （3）从以上实验可以看出，农民贮藏水稻种子应采取　 　 等措施才是最好的． （4）从以上实验可以看出，贮藏粮食很重要的一点就是要降低粮食的呼吸速率，请结合所学知识加以分析说明原因．　 　 ． 过 关 验 收 1. 学生进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，用溴麝香草酚蓝溶液检测发现溶液变黄的速度很快。对溶液变黄时间短的合理解释是（　　） A．有氧呼吸在线粒体基质产生CO2 B．有氧呼吸在线粒体基质产生酒精 C．无氧呼吸在细胞质基质产生CO2 D．无氧呼吸在细胞质基质产生酒精 2. 下列是“探究酵母菌呼吸方式”实验中产物的检测试剂及实验现象，对应错误的是（　　） 组别 产物 检测试剂 实验现象 A CO2 澄清的石灰水 变浑浊 B CO2 溴麝香草酚蓝 蓝﹣﹣绿﹣﹣黄 C 酒精 溴麝香草酚蓝 蓝﹣﹣绿﹣﹣黄 D 酒精 酸性的重铬酸钾 橙色﹣﹣灰绿色 A．A B．B C．C D．D 3. 生物兴趣小组培养酵母菌并探究其无氧呼吸产物（如图）。下列叙述正确的是（　　） A．若证明细胞呼吸产生了乙醇，可在培养开始时向甲瓶中直接加入重铬酸钾 B．一段时间后，乙瓶的溶液由蓝色变成砖红色，表明酵母菌已产生了CO2 C．甲瓶封口后，应立即连通乙瓶，防止产生的气体外溢 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 4. 为了探究酵母菌的呼吸方式，某同学做了如下实验。实验装置如图甲、乙所示，可重复实验以确保结果的准确性。据图回答下列问题： （1）该实验探究影响酵母菌呼吸方式的因素是　 　 ，甲装置中的油脂层的作用是　 　 。 （2）如果甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，说明酵母菌既能进行　 ，也能进行　 　 。 （3）甲装置中酵母菌主要呼吸方式的反应式是（以葡萄糖为底物）　 　 。 （4）生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如图，请据图回答： ①图中X是　 ，Y是　 ，生物细胞中产生Y的场所可能是　 　 、　 　 。①②③过程中，产生[H]最多的是　 　 （填代号）。 ②反应①②③④⑤中，可在人体细胞中进行的过程是　 　 （填代号）；粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为　 　 。 ③酵母菌发酵时，先通入空气，一段时间以后再密闭。当从有氧变为无氧条件时，酵母菌的繁殖速率　 　 （加快/减慢）。若检测酵母菌呼吸的产物是否有酒精，可用酸 性　 　 进行检测；写出酵母菌以葡萄糖为底物进行无氧呼吸的总反应 式　 　 。 5. 如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．线粒体的内膜折叠形成嵴使其表面积增加，为图中④过程所需酶提供了附着位点 D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 6. 呼吸作用的强度受多种因素的影响，通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度，有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵（RQ＝）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知，冬季适当升高室内温度可以升高人体温度，从而促进人体呼吸作用 B．若乙图D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量不一定相等 C．据丙图分析，c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化 D．综合以上分析，蔬菜和水果应储存于零下低温和低氧的环境中 7. 让一只白鼠吸入18O2，体内首先出现含有18O的化合物是（　　） A．水 B．乳酸 C．丙酮酸 D．二氧化碳 8. 请根据如图细胞呼吸相关的图像分析回答问题： （1）甲图中的a是指　 　 ，人体骨骼肌细胞产生CO2的场所是　 　 。 （2）图乙中，abcd条件最适合储存农作物种子的氧浓度是　 　 ，当氧浓度为b时，种子的无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 　 倍。 （3）图丙的装置可用于探究种子的呼吸方式，当种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，则图丙的装置1和装置2的着色液滴的移动分别是　 　 ，设置对照排除温度气压等环境的影响的操作是　 　 。 9. 2023年第七届“多彩贵州”自行车联赛已拉开帷幕，运动员们在激烈角逐时骨骼肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，会使肌肉酸胀乏力。在此过程中，无氧呼吸的产物是（　　） A．二氧化碳和水 B．二氧化碳和酒精 C．乳酸 D．酒精 10. 雨水过多时，农作物发生烂根现象，原因是（　　） A．土壤中缺乏氧气，根进行无氧呼吸产生酒精，对根细胞有毒害作用 B．土壤中水分充足，微生物繁殖而引起烂根 C．土壤中有毒物质溶解到水中，使根遭到毒害 D．土壤因水涝温度低，使根受到低温损害 11. 酸奶胀袋现象是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。　 　 （判断对错） 12. 种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。研究人员对小麦播种后到长出真叶（第10天，开始进行光合作用）期间的部分数据统计如下表。回答下列问题： 时间/d 0 2 4 6 8 种子干重/g 10.0 11.2 9.8 8.4 1.1 O2吸收量/mmol 3.2 18.6 54.0 96.5 126.0 CO2释放量/mmol 4.1 172.7 154.0 112.8 126.0 （1） 小麦种子萌发时需要吸收大量的水，水分子进入细胞后的作用有　 （答出2点即可）。小麦种子萌发长出根系后可以从土壤中吸收无机盐，该过程　 　 （填“需要”或“不需要”）细胞呼吸提供能量。 （2）如图表示萌发的小麦种子内发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示生理过程。物质C是　 ，物质E可用　 　 溶液检测。 （3）小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如图所示。分析小麦种子播种后第2天，种子干重略有增加的原因是　 　 。 13. 呼吸作用的原理在生产、生活中有很多应用，如食品的保存、指导农业生产等。下列叙述错误的是（　　） A．肉类食品低温保存可以降低微生物的呼吸作用，延缓肉类腐坏变质 B．选用透气纱布等敷料包扎伤口主要目的是促进伤口细胞有氧呼吸 C．健康生活倡导有氧运动，在锻炼身体的同时可以避免乳酸的积累 D．“犁地深一寸，等于上层粪”主要是促进根的有氧呼吸，从而促进无机盐的吸收 14. 人们经常根据生产生活的需要，控制细胞呼吸的强度和类型。有关细胞呼吸的叙述中，错误的是（　　） A．睡前刷牙，可以避免乳酸菌等无氧呼吸产生酸性物质导致牙齿受到损坏 B．在通气的情况下，酵母菌可以利用麦芽、葡萄、粮食等原材料酿酒 C．袋装酸奶出现胀袋现象，说明酸奶已被产气微生物污染，不可饮用 D．提倡进行慢跑等有氧运动，可避免人体因剧烈运动而产生大量乳酸 15. 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。研究人员开发了一种水凝胶贴片（如图所示），其中填充着活性长链合球菌（蓝细菌），有助于治疗慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是（　　） A．透气性好的“创可贴”和水凝胶贴片都可防止伤口处厌氧菌感染 B．该水凝胶贴片上的蓝细菌能通过光合作用产生氧气 C．消化道内长期溃疡的伤口，适宜使用该种水凝胶贴片 D．与一般“创可贴”相比，该水凝胶贴片更有利于伤口细胞吸收氧气 16. 细胞呼吸是细胞代谢的枢纽，在生产实践中获得广泛应用。回答下列问题： （1）酵母菌为兼性厌氧型微生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的去向有 　 　 （答出3点）。 （2）储存水果、蔬菜时的环境条件主要有 　 　 （至少答出2点），采用上述措施的主要目的是 　 　 ，从而延长储存时间；而利用零下低温储存离体蛋白质（如猪肉、鱼肉）的主要目的是 　 　 。 （3）包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或创可贴等敷料，以抑制破伤风杆菌的增殖，其原理是 　 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 5.3 细胞呼吸的原理和应用 内 容 导 航 题型1 探究酵母菌的呼吸方式 题型2 有氧呼吸的过程和意义 题型3 无氧呼吸的概念与过程 题型4 影响细胞呼吸的因素及其在生产和生活中的应用 考 点 演 练 题型1 探究酵母菌的呼吸方式 解｜题｜知｜识 一、实验目的： 1、了解酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸情况 2、学会运用对比实验的方法设计实验 二、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、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CO2的产生情况． 3、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色． 三、实验装置图 四、方法步骤： 提出问题→作出假设→设计实验→（包括选择实验材料、选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格）→实施实验→分析与结论→表达与交流． 1）酵母菌培养液的配制 取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液． 2）检测CO2的产生 用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（如图），并连通橡皮球（或气泵），让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶（约50min）．然后将实验装置放到25﹣35℃的环境中培养8﹣10h． 3）检测洒精的产生 各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中．向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95%﹣97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化． 五、实验结果 ①酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳； ②在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳； ③在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳． 【典例1】在面包、蛋糕和饼干等粮食制品中加入酵母菌可以增加食物的营养价值。某科研小组为研究酵母菌的呼吸方式（以葡萄糖为呼吸底物），设置了如图所示的实验装置，请据图分析，下列叙述错误的是（　　） A．酵母菌是兼性厌氧型菌，在有氧和无氧的环境下均可以生存 B．装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2 C．装置2中的液滴右移，说明该装置内酵母菌只进行无氧呼吸 D．装置2中的液滴不动，其内酵母菌可能只进行了有氧呼吸 【答案】C 【解答】解：A、酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧环境下均可生存，A正确； B、装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2，该装置测量的是呼吸作用消耗的氧气的量，B正确； C、装置2中放置蒸馏水，此时液滴右移，气体增多，说明醉母菌有进行无氧呼吸，但不一定只进行无氧呼吸，C错误； D、装置2的液滴不动，说明产生CO2量＝消耗O2量，此时酵母菌可能只进行了有氧呼吸，D正确。 故选：C。 【变式1】如图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是（　　） A．两个装置均需要置于黑暗条件下进行 B．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的二氧化碳 C．装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间后，再与Ⅲ连接 D．装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水 【答案】C 【解答】解：A、酵母菌在光照和黑暗中均可进行细胞呼吸，且光照不影响细胞呼吸，故两个装置均在光照或黑暗条件下进行，A错误； B、装置甲是进行酵母菌的有氧呼吸的实验，其中NaOH的作用是吸收空气中的CO2，确保与澄清的石灰水变浑浊的CO2只来自酵母菌的有氧呼吸，B错误； C、装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间，彻底消耗其中的氧气，形成无氧环境，然后再与Ⅲ连接，C正确； D、有氧呼吸产生的CO2更多，因此装置甲中石灰水的浑浊程度高于装置乙，D错误。 故选：C。 【变式2】生物兴趣小组为探究酵母菌的呼吸方式，将接种酵母菌的葡萄糖培养液密封后置于适宜温度下培养，并测定锥形瓶中CO2和O2的含量变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．第100s时，酵母菌细胞呼吸作用消耗的O2量等于产生的CO2量 B．实验使用的葡萄糖培养液需要高温煮沸，可以避免杂菌污染 C．可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式 D．300～400s间酵母菌细胞内葡萄糖分子中的能量主要以热能形式散失 【答案】B 【解答】解：A、第100s时，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸在同时进行，酵母菌细胞呼吸中O2的消耗量小于CO2的释放量，A错误； B、实验使用的葡萄糖溶液要高温煮沸以杀死培养液中的微生物，避免其他杂菌细胞呼吸对实验造成干扰，B正确； C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄不能判断酵母菌的呼吸方式，C错误； D、300～400s间酵母菌主要进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量主要储存在酒精中，D错误。 故选：B。 【变式3】如图中图1为线粒体亚显微结构示意图，图2是测定小麦发芽种子的细胞呼吸类型所用的一个装置（假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑实验过程中生物代谢产热的影响），据图回答下列与细胞呼吸有关的问题。 （1）有氧呼吸的总反应方程式为 　C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量　 ，有氧呼吸过程中生成CO2的场所是图1中的 　②　 （填序号），有氧呼吸过程中释放能量最多的反应发生的场所是图1中的 　①　 （填序号）。 （2）与有氧呼吸相比，小麦无氧呼吸特有的产物是 　酒精　 。 （3）图2所示装置中20%的NaOH作用是 　吸收呼吸产生的CO2 ，刻度管中的着色液滴最可能向 　左　 （填“左”或“右”）移动，该装置可以测定 　有氧　 呼吸是否进行。 （4）在有氧呼吸过程中，实现的能量转化是 　有机物中稳定化学能　 转化成 　热能和ATP中活跃的化学能　 。 【答案】（1）C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量；②；① （2）酒精 （3）吸收呼吸产生的CO2；左；有氧 （4）有机物中稳定化学能；热能和ATP中活跃的化学能 【解答】解：（1）有氧呼吸的总反应式为C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量，有氧呼吸过程中产生CO2的是第二阶段，发生在②线粒体基质中；释放能量最多的反应是第三阶段，发生的场所是线粒体内膜，即图1中的①。 （2）小麦无氧呼吸产生酒精和CO2，与有氧呼吸相比，特有的产物是酒精。 （3）NaOH的作用是吸收反应装置中呼吸产生的CO2，这样装置中的气体变化量为有氧呼吸消耗O2的量，因此液滴向左移动，这样可以测定有氧呼吸是否进行。 （4）在有氧呼吸过程中，实现的能量转化是有机物中稳定的化学能转换成热能和ATP中活跃的化学能。 故答案为： （1）C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量；②；① （2）酒精 （3）吸收呼吸产生的CO2；左；有氧 （4）有机物中稳定化学能；热能和ATP中活跃的化学能 题型2 有氧呼吸的过程和意义 解｜题｜知｜识 1、有氧呼吸的概念： 细胞在氧气的参与下，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，生成大量能量的过程． 2、有氧呼吸的过程： 1）第一阶段 ①反应场所：细胞质基质； ②过程描述：在细胞质的基质中，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生少量的ATP．这一阶段不需要氧的参与． ③反应式：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）． 2）第二阶段 ①反应场所：线粒体基质； ②过程描述：丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，产生少量的能量．这一阶段也不需要氧的参与． ③反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量． 3）第三阶段 ①反应场所：线粒体； ②过程描述：在线粒体的内膜上，前两阶段脱下的共24个[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水；在此过程中释放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生大量的能量．这一阶段需要氧的参与． ③反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量． 总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 列表表示如下： 阶段 场所 反应物 产物 物质变化 产能情况 第一阶段 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H] C6H12O62丙酮酸+4[H]+能量 少量能量 第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、H2O CO2、[H] 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量 少量能量 第三阶段 线粒体内膜 [H]、O2 H2O 24[H]+6O212H2O+能量 大量能量 3、有氧呼吸过程中元素转移情况 1）O元素的转移情况 2）H元素的转移情况 3）C元素的转移情况 4、有氧呼吸的意义： ①有氧呼吸提供植物生命活动所需要的大部分能量．植物的生长、发育，细胞的分裂和伸长，有机物的运输与合成，矿质营养的吸收和运输等过程都需要能量，这些能量主要是通过植物的呼吸作用提供的． ②有氧呼吸提供了合成新物质的原料．呼吸过程产生的一系列中间产物，可以作为植物体内合成各种重要化合物的原料．呼吸作用是植物体内各种有机物相互转化的枢纽． ③有氧呼吸还能促进伤口愈合，增强植物的抗病能力． 【典例1】呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程（　　） A．一定是无氧呼吸 B．一定是有氧呼吸 C．一定不是乳酸发酵 D．一定不是酒精发酵 【答案】C 【解答】解：A、有氧呼吸可以产生CO2，A错误； B、无氧呼吸可以产生CO2，B错误； C、无氧呼吸产生乳酸时，不产生CO2，C正确； D、无氧呼吸产生酒精时，同时会产生CO2，D错误。 故选：C。 【变式1】细胞呼吸的过程如图所示，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。下列相关叙述错误的是（　　） A．①是细胞质基质，③是线粒体 B．甲进入③的前提是有O2存在 C．若乙是乳酸，则①②③中都能够产生ATP D．本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内，则乙一定是酒精和CO2 【答案】C 【解答】解：A、根据以上分析已知，图中①②都是细胞质基质，③是线粒体，A正确； B、甲是丙酮酸，丙酮酸必须在有氧气存在的前提下才能进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段，B正确； C、②是无氧呼吸第二阶段发生的场所，而无氧呼吸第二阶段不产生ATP，C错误； D、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D正确。 故选：C。 【变式2】慢跑是一种健康的有氧运动。在有氧呼吸的三个阶段中，释放大量能量的是（　　） A．第一阶段 B．第二阶段 C．第三阶段 D．第一和第二阶段 【答案】C 【解答】解：在有氧呼吸的三个阶段中，都能释放能量，但第一阶段和第二阶段只释放少量能量，而释放大量能量的是第三阶段。 故选：C。 【变式3】某生物实验小组为了探究环境因素对蓝莓果实呼吸作用的影响，设计了如下实验：取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓（每组30粒）分别放在不同的环境中适应一段时间后，测量其释放CO2的速率，实验结果如图所示。回答下列问题： （1）蓝莓果实细胞呼吸产生CO2的场所可能为　细胞质基质和线粒体基质　 。该实验中的自变量是　贮藏温度和是否光照　 ；环境湿度是该实验的　无关　 变量。 （2）该实验“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是　控制无关变量　 ；每组30粒蓝莓进行实验比每组1粒蓝莓进行实验好，理由是　1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别（不易测量）；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量）　 。 （3）由实验结果可以看出　2℃（零上低温）、光照　 条件下更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，请说明其原因：　有氧环境下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸强度不高，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗　 。 【答案】（1）细胞质基质和线粒体基质 贮藏温度和是否光照 无关 （2）控制无关变量 1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别（不易测量）；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量） （3）2℃（零上低温）、光照 有氧环境下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸强度不高，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗 【解答】解：（1）蓝莓果实细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，场所是线粒体基质，无氧呼吸场所只有细胞质基质，无氧呼吸第二阶段产生二氧化碳的部位是细胞质基质，即蓝莓果实产生CO2的场所可能为细胞质基质和线粒体基质。结合图示可知，该实验中的自变量是贮藏温度和是否光照；环境湿度是该实验的无关变量，应保持相同且适宜。 （2）成熟度、大小、蓝莓种类等属于无关变量，“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是控制无关变量，保证无关变量相同且适宜。1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量），且能使实验结果根据有说服力，增强实验的可信度。 （3）由柱状图分析可以看出2℃（零上低温）、光照条件下CO2释放量最少，即蓝莓呼吸速率更低，消耗的有机物更少，因而更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，该条件下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸弱，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗。 故答案为： （1）细胞质基质和线粒体基质 贮藏温度和是否光照 无关 （2）控制无关变量 1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别（不易测量）；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量） （3）2℃（零上低温）、光照 有氧环境下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸强度不高，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗 题型3 无氧呼吸的概念与过程 解｜题｜知｜识 1、无氧呼吸的概念： 指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程． 2、无氧呼吸的场所和过程 1）场所：细胞溶胶 2）过程： 第一阶段：糖酵解 C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量（2ATP） 与需氧呼吸第一阶段相同 （丙酮酸） 第二阶段： 1°乳酸发酵（例：乳酸菌，骨骼肌的无氧呼吸，马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块根，）： 2C3H4O3+4[H]2C3H6O3 （丙酮酸） （乳酸） 总反应式：C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP （乳酸） 2°乙醇发酵（例：酵母菌，苹果果肉细胞无氧呼吸，植物的根的无氧呼吸（水淹））： ①2C3H4O32CH3CHO+2CO2 （丙酮酸） （乙醛） ②2CH3CHO+4[H]2C2H5OH （乙醛） （乙醇） 总反应式：C6H12O6+2ADP+2Pi2C2H5OH+2CO2+2ATP （乙醇） 列表如下： 无氧呼吸 阶段 场所 物质变化 产能情况 第一阶段 细胞质基质 酒精发酵：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3+能量 少量能量 第二阶段 不产能 【典例1】某植物非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量和O2的吸收量随氧浓度的变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．氧浓度小于10%时，向装置中滴加酸性重铬酸钾溶液后溶液变为黄色 B．氧气浓度为a时，因为此时植物葡萄糖消耗速率一定最小，所以最适合保存该蔬菜 C．Q点CO2的释放量和O2的吸收量相等，无氧呼吸速率等于有氧呼吸速率 D．Q点后，该植物器官的无氧呼吸强度一直为0 【答案】D 【解答】解：A、氧浓度小于10% 时，存在无氧呼吸（产生酒精），酸性重铬酸钾与酒精反应会变为灰绿色（不是黄色），A错误； B、储存该蔬菜时，应将氧气浓度控制在a点以减少有机物的消耗，因为此时呼吸作用释放的二氧化碳最少，但此时葡萄糖消耗速率并非最小，B错误； C、Q点CO2释放量＝O2吸收量，说明此时只进行有氧呼吸（无氧呼吸速率为0），并非“无氧呼吸速率等于有氧呼吸速率”，C错误； D、Q点后，CO2释放量与O2吸收量始终相等，说明只进行有氧呼吸，无氧呼吸强度一直为0，D正确。 故选：D。 【变式1】下列关于动植物细胞无氧呼吸的叙述，错误的是（　　） A．人体成熟的红细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的是乳酸 C．葡萄糖被乳酸菌分解后，其大部分能量存留在乳酸中 D．无氧呼吸分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化 【答案】A 【解答】解：A、人体成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，产生乳酸，A错误； B、马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的产物是乳酸，B正确； C、乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，葡萄糖被乳酸菌分解后，其大部分能量存留在乳酸中，只有少量的能量释放出来，C正确； D、无氧呼吸分为两个阶段，因为酶具有专一性，故这两个阶段需要不同酶的催化，D正确。 故选：A。 【变式2】磷酸果糖激酶1（PFK﹣1）是细胞呼吸第一阶段的关键酶，ATP与PFK﹣1的非催化部位结合导致该酶活性下降。腺苷一磷酸（AMP）与PFK﹣1结合后能解除ATP的抑制作用，从而激活PFK﹣1。细胞内的ATP减少会导致生成的AMP增多，ATP/AMP值的变化与机体调节细胞呼吸速率有关。下列叙述错误的是（　　） A．细胞质基质中有PFK﹣1，无氧呼吸需要PFK﹣1 B．ATP/AMP值降低会反馈性抑制PFK﹣1的活性 C．AMP与PFK﹣1结合会改变PFK﹣1的空间结构 D．AMP与PFK﹣1的结合增多时，细胞呼吸速率加快 【答案】B 【解答】解：A、无氧呼吸和有氧呼吸均会进行呼吸作用的第一阶段，场所均在细胞质基质，PFK﹣1是细胞呼吸第一阶段的关键酶，所以细胞质基质中有PFK﹣1，无氧呼吸需要PFK﹣1，A正确； B、分析题意，细胞内的ATP减少会导致生成的AMP增多，而AMP与PFK﹣1结合后可以解除ATP的抑制作用，从而激活PFK﹣1，由此可知值降低会反馈性促进PFK﹣1的活性，B错误； C、分析题意，AMP与PFK﹣1结合后可以解除ATP的抑制作用，从而激活PFK﹣1，酶的空间结构发生改变，C正确； D、运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 故选：B。 【变式3】如图是有氧呼吸过程的图解．请根据图回答问题： （1）图中②③所代表的物质分别是　丙酮酸　 、　O2 ． （2）在酵母细胞内，如果氧气供应不足，反应的场所是　细胞质基质　 ，该反应式　C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量　 ．如果氧气供应充足，酵母菌细胞内C6H12O6的分解的反应式为　C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量　 ． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）分析题图可知，②为葡萄糖分解的产物，故为丙酮酸，③为有氧呼吸第三阶段的原料，故为氧气． （2）酵母菌既进行进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸．在酵母细胞内，如果氧气供应不足，只进行无氧呼吸，反应的场所是细胞质基质，该反应式 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量．如果氧气供应充足，酵母菌只进行有氧呼吸，其细胞内C6H12O6的分解的反应式为 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量． 故答案为： （1）丙酮酸 O2 （2）细胞质基质 C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量． C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 题型4 影响细胞呼吸的因素及其在生产和生活中的应用 解｜题｜知｜识 1、影响细胞呼吸的因素 1）温度 温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强． 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间；在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗． 2）O2浓度 在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸． 3）CO2浓度 CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降．CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行． 4）含水量 在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强． 2、细胞呼吸原理的应用 1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收． 2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头． 3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜． 4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂． 5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风． 6）提倡慢跑等有氧运动，不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力． 7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存． 8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存． 【典例1】将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48h后，贮藏在温度为1℃的冷库内。另一份则始终在l℃的冷库内储藏。从采后算起每10天取样一次，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如图所示曲线．下列结论错误的是（　　） 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天对照组蓝莓单位时间内产生的乙醇量高于CO2处理组 C．第40天对照组蓝莓单位时间内有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 D．储藏蓝莓前用高浓度的CO2处理短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸 【答案】C 【解答】解：A、有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，无氧呼吸不吸氧只释放二氧化碳，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； B、第20天，处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸，对照组大于1，存在无氧呼吸，对照组乙醇量高于CO2处理组，B正确； C、第40天，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于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； D、分析题图曲线可知，储藏蓝莓前用高浓度的CO2处理短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D正确。 故选：C。 【变式1】根据细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是（　　） A．包扎伤口选用透气的创可贴 B．花盆中的土壤需要经常松土 C．真空包装食品以延长保质期 D．选低温、无氧环境为水果保鲜 【答案】D 【解答】解：A、包扎伤口选用透气的创可贴，可抑制破伤风杆菌等厌氧型微生物的繁殖，防止伤口感染，A正确； B、花盆中的土壤经常松土，能增加土壤中的氧气含量，促进植物根细胞的有氧呼吸，为根的吸收作用提供充足能量，利于根细胞主动吸收矿质离子，B正确； C、真空包装属于低氧环境，这样可以抑制微生物的细胞呼吸，以延长食品保质期，C正确； D、选低温、低氧的环境为水果保鲜，此时水果呼吸作用强度最低，有机物损耗最少，D错误。 故选：D。 【变式2】细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（　　） A．中耕松土、适时排水，就是通过改善供应氧气来促进作物根系的呼吸作用 B．小麦种子晾晒是通过降低含水量来减弱呼吸作用，有利于种子储藏 C．有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行呼吸产生大量乳酸 D．铁钉扎脚形成较深的伤口，应保持通气，以满足伤口处细胞的有氧呼吸 【答案】D 【解答】解：A、中耕松土可增加土壤氧气含量，适时排水避免根系无氧呼吸产生酒精，均通过改善氧气供应促进有氧呼吸，A正确； B、种子晾晒降低自由水含量，减弱细胞呼吸速率，减少有机物消耗，有利于种子储藏，B正确； C、有氧运动时氧气供应充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力，C正确； D、破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。被铁钉扎伤后破损较深，病菌就容易大量繁殖，需保持伤口透气以抑制破伤风杆菌的生长，便于伤口恢复，不是满足伤口处细胞的有氧呼吸，D错误。 故选：D。 【变式3】为了研究怎样更好地保存种子，有人做了如下系列实验 实验 实验操作方法 时间（年） 种子发芽率 实验一 1000g水稻干种子充氮气密封贮藏 5 ＞95 1000g水稻种子普通保存 1 ＜85% 实验二 1000g含水9%的大豆种子于30℃环境保存 1 ＜10% 1000g含水9%的大豆种子于10℃环境保存 5 ＞80% 实验三 1000g小麦鲜种子用无水CaCl2吸湿干燥、密封无光保存 10 ＞80% 1000g小麦种子普通保存 1 ＜10% 试根据上述实验回答下列问题： （1）实验三中，用无水CaCl2吸湿的目的是去掉种子内以　自由水　 形式存在细胞中的水；正常植物细胞中该形式水的含量与植物耐旱的关系是　自由水含量越多，植物的耐旱性就越差　 （2）种子发芽除需要水外，还需要的条件是　适宜的温度和充足的氧气　 （3）从以上实验可以看出，农民贮藏水稻种子应采取　将种子充分晒干，然后放在避光、通风、阴凉处　 等措施才是最好的． （4）从以上实验可以看出，贮藏粮食很重要的一点就是要降低粮食的呼吸速率，请结合所学知识加以分析说明原因．　因为呼吸速率高会大量消耗有机物，呼吸放出的水分又会使粮食湿度增大，粮食“出汗”，呼吸加强，呼吸放出的热量又使粮食温度增高，反过来又促进呼吸增强，同时高温高湿环境中微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质　 ． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）细胞中的水有两种存在形式，即自由水和结合水．在实验三中，用无水CaCl2吸湿的目的是去掉种子内以自由水形式存在细胞中的水；正常植物细胞中自由水含量越多，植物的耐旱性就越差． （2）根据实验一、二可知，种子发芽除需要水外，还需要适宜的温度和充足的氧气等条件． （3）农民在贮藏水稻种子时，应将种子充分晒干，然后放在避光、通风、阴凉处，以防种子发芽． （4）因为呼吸速率高会大量消耗有机物，呼吸放出的水分又会使粮食湿度增大，粮食“出汗”，呼吸加强，呼吸放出的热量又使粮食温度增高，反过来又促进呼吸增强，同时高温高湿环境中微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质．因此，贮藏粮食很重要的一点就是要降低粮食的呼吸速率． 故答案为： （1）自由水 自由水含量越多，植物的耐旱性就越差 （2）适宜的温度和充足的氧气 （3）将种子充分晒干，然后放在避光、通风、阴凉处 （4）因为呼吸速率高会大量消耗有机物，呼吸放出的水分又会使粮食湿度增大，粮食“出汗”，呼吸加强，呼吸放出的热量又使粮食温度增高，反过来又促进呼吸增强，同时高温高湿环境中微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质． 过 关 验 收 1. 学生进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，用溴麝香草酚蓝溶液检测发现溶液变黄的速度很快。对溶液变黄时间短的合理解释是（　　） A．有氧呼吸在线粒体基质产生CO2 B．有氧呼吸在线粒体基质产生酒精 C．无氧呼吸在细胞质基质产生CO2 D．无氧呼吸在细胞质基质产生酒精 【答案】A 【解答】解：AC、酵母菌在细胞质基质进行无氧呼吸产生酒精和CO2，在有氧呼吸第二阶段产生CO2（场所是线粒体基质）。相同条件下，有氧呼吸产生CO2速率比无氧呼吸多，使溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间短，因此溴麝香草酚蓝溶液变黄时间很短表明是进行有氧呼吸产生了大量的CO2，A符合题意，C不符合题意； BD、溴麝香草酚蓝溶液可检测CO2，不能检测酒精，且有氧呼吸不产生酒精，BD不符合题意。 故选：A。 2. 下列是“探究酵母菌呼吸方式”实验中产物的检测试剂及实验现象，对应错误的是（　　） 组别 产物 检测试剂 实验现象 A CO2 澄清的石灰水 变浑浊 B CO2 溴麝香草酚蓝 蓝﹣﹣绿﹣﹣黄 C 酒精 溴麝香草酚蓝 蓝﹣﹣绿﹣﹣黄 D 酒精 酸性的重铬酸钾 橙色﹣﹣灰绿色 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解答】解：AB、酵母菌细胞呼吸会产生CO2，CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，AB正确； CD、酵母菌无氧呼吸产生酒精，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色，C错误，D正确。 故选：C。 3. 生物兴趣小组培养酵母菌并探究其无氧呼吸产物（如图）。下列叙述正确的是（　　） A．若证明细胞呼吸产生了乙醇，可在培养开始时向甲瓶中直接加入重铬酸钾 B．一段时间后，乙瓶的溶液由蓝色变成砖红色，表明酵母菌已产生了CO2 C．甲瓶封口后，应立即连通乙瓶，防止产生的气体外溢 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 【答案】D 【解答】解：A、应该在充分反应后向甲瓶中加入橙色的酸性重铬酸钾溶液检测乙醇是否生成，A错误； B、乙瓶中由蓝变绿再变黄，则可表明产生了二氧化碳，B错误； C、原有甲瓶中含有一定的氧气，会导致酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳干扰实验结果，所以甲瓶封口后一段时间再连通乙瓶，C错误； D、培养液中葡萄糖含量是一定的，所以即使增加甲瓶的酵母菌数量也不能提高乙醇最大产量，D正确。 故选：D。 4. 为了探究酵母菌的呼吸方式，某同学做了如下实验。实验装置如图甲、乙所示，可重复实验以确保结果的准确性。据图回答下列问题： （1）该实验探究影响酵母菌呼吸方式的因素是　氧气的有无　 ，甲装置中的油脂层的作用是　隔绝空气　 。 （2）如果甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，说明酵母菌既能进行　有氧呼吸　 ，也能进行　无氧呼吸　 。 （3）甲装置中酵母菌主要呼吸方式的反应式是（以葡萄糖为底物）　C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）　 。 （4）生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如图，请据图回答： ①图中X是　O2 ，Y是　CO2 ，生物细胞中产生Y的场所可能是　细胞质基质　 、　线粒体　 。①②③过程中，产生[H]最多的是　②　 （填代号）。 ②反应①②③④⑤中，可在人体细胞中进行的过程是　①②③④　 （填代号）；粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为　细胞呼吸产生水（或有氧呼吸产生水）　 。 ③酵母菌发酵时，先通入空气，一段时间以后再密闭。当从有氧变为无氧条件时，酵母菌的繁殖速率　减慢　 （加快/减慢）。若检测酵母菌呼吸的产物是否有酒精，可用酸性　重铬酸钾　 进行检测；写出酵母菌以葡萄糖为底物进行无氧呼吸的总反应式　C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）　 。 【答案】（1）氧气的有无；隔绝空气 （2）有氧呼吸；无氧呼吸 （3）C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量） （4）①O2；CO2；细胞质基质；线粒体；②；②①②③④；细胞呼吸产生水（或有氧呼吸产生水）；减慢；重铬酸钾；C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量） 【解答】解：（1）在该实验中，除氧气的有无外，其他条件（如温度、pH等）均保持相同且适宜，因此影响酵母菌呼吸方式的因素是氧气的有无；甲装置中的油脂层覆盖于培养液表面，其作用是隔绝空气，营造无氧环境。 （2）酵母菌呼吸产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，若甲、乙两装置中的石灰水都变浑浊，说明酵母菌在该条件下既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，两种呼吸方式均产生了CO2。 （3）甲装置中油脂层隔绝了空气，酵母菌主要进行无氧呼吸，以葡萄糖为底物的反应式为：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。 （4）①分析题图可知，X参与有氧呼吸第三阶段，该阶段发生在线粒体内膜上，故X代表O2；Y是有氧呼吸第二阶段的产物，代表CO2；生物细胞中产生CO2的场所可能是细胞质基质（无氧呼吸第二阶段）和线粒体（有氧呼吸第二阶段）；图中①②③分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段，其中产生[H]最多的是有氧呼吸第二阶段，即②。 ②反应①②③④⑤中，人体细胞可进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，即①②③（有氧呼吸）和①④（产乳酸的无氧呼吸），故可在人体细胞中进行的过程是①②③④；粮食储藏过程中粮堆湿度增大，是因为种子进行细胞呼吸产生了水。 ③酵母菌发酵时，先通入空气使其进行有氧呼吸以大量繁殖，之后密闭营造无氧条件；当从有氧变为无氧条件时，酵母菌主要通过无氧呼吸供能，但无氧呼吸释放的能量较少，不足以满足繁殖所需，故繁殖速率减慢；检测酒精可用酸性重铬酸钾溶液，若出现灰绿色则证明有酒精产生；酵母菌以葡萄糖为底物进行无氧呼吸的总反应式为：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量）。 故答案为： （1）氧气的有无；隔绝空气 （2）有氧呼吸；无氧呼吸 （3）C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量） （4）①O2；CO2；细胞质基质；线粒体；②；②①②③④；细胞呼吸产生水（或有氧呼吸产生水）；减慢；重铬酸钾；C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（少量） 5. 如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．线粒体的内膜折叠形成嵴使其表面积增加，为图中④过程所需酶提供了附着位点 D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 【答案】D 【解答】解：A、②表示无氧呼吸的第二阶段，催化②反应的酶在细胞质基质中；④表示有氧呼吸的第二阶段，催化④反应的酶在线粒体基质中，A错误； B、图中物质c为[H]，它在有氧呼吸第一、二阶段中和无氧呼吸第一阶段中产生，B错误； C、线粒体的内膜折叠形成嵴，使其表面积大大增加，为有氧呼吸第三阶段（③过程）所需酶提供了附着位点，而④过程是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中，C错误； D、①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a和d分别是丙酮酸和O2，D正确。 故选：D。 6. 呼吸作用的强度受多种因素的影响，通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度，有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵（RQ＝）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知，冬季适当升高室内温度可以升高人体温度，从而促进人体呼吸作用 B．若乙图D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量不一定相等 C．据丙图分析，c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化 D．综合以上分析，蔬菜和水果应储存于零下低温和低氧的环境中 【答案】B 【解答】解：A、由甲图可知，在一定的温度范围内，温度越高，呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物，外界温度变化，机体可通过自身调节维持体温稳定，A错误； B、细胞呼吸一般以葡萄糖为底物，但底物也可能是脂肪等其他物质，消耗脂肪时CO2产生量小于氧气消耗量，所以若乙图D点开始只进行有氧呼吸，D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等，B正确； C、RQ＝，当RQ＝1时，CO2释放量等于O2吸收量，若底物为葡萄糖，则RQ＝1时，说明细胞只进行有氧呼吸，一定范围的氧气浓度下，有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加，因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化，C错误； D、蔬菜、水果应储存于零上低温和低氧的环境中，在零下的温度下保存，容易被冻伤，D错误。 故选：B。 7. 让一只白鼠吸入18O2，体内首先出现含有18O的化合物是（　　） A．水 B．乳酸 C．丙酮酸 D．二氧化碳 【答案】A 【解答】解：O2在小鼠体内进行有氧呼吸生成水，所以水中首先出现18O。 故选：A。 8. 请根据如图细胞呼吸相关的图像分析回答问题： （1）甲图中的a是指　丙酮酸　 ，人体骨骼肌细胞产生CO2的场所是　线粒体基质　 。 （2）图乙中，abcd条件最适合储存农作物种子的氧浓度是　c　 ，当氧浓度为b时，种子的无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的　5　 倍。 （3）图丙的装置可用于探究种子的呼吸方式，当种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，则图丙的装置1和装置2的着色液滴的移动分别是　1向左移动，2向右移动　 ，设置对照排除温度气压等环境的影响的操作是　将装置2中的种子变成死的种子，其他条件不变　 。 【答案】（1）丙酮酸 线粒体基质 （2）c 5 （3）1向左移动，2向右移动 将装置2中的种子变成死的种子，其他条件不变 【解答】解：（1）甲图展示了细胞呼吸的过程。过程①是葡萄糖分解成中间产物a，并释放少量能量，这是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，产物a是丙酮酸。人体骨骼肌细胞进行有氧呼吸时，第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，该过程发生在线粒体基质中；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生二氧化碳。因此，人体骨骼肌细胞产生二氧化碳的场所只能是线粒体基质。 （2）储存农作物种子应该二氧化碳产量最少（消耗有机物的量最少），即细胞呼吸最弱时（图乙中的c点）的氧浓度；氧浓度为b时，二氧化碳释放量为8，氧气的消耗量为3，根据有氧呼吸总反应方程式可知，有氧呼吸释放的二氧化碳为3，消耗的葡萄糖为，而无氧呼吸释放的二氧化碳为8﹣3＝5，因此消耗的葡萄糖为2.5，则种子的无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。 （3）丙图中装置1试管中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，有氧呼吸消耗的氧气量和二氧化碳的量相同，无氧呼吸不消耗氧气，只释放二氧化碳，故当种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，装置1着色液向左移，装置2中二氧化碳增多，压强增大，故装置2的着色液向右移；实验需要设置对照组，设置对照排除温度气压等环境的影响的操作是将装置2中的种子变成死的种子，其他条件不变。 故答案为： （1）丙酮酸 线粒体基质 （2）c 5 （3）1向左移动，2向右移动 将装置2中的种子变成死的种子，其他条件不变 9. 2023年第七届“多彩贵州”自行车联赛已拉开帷幕，运动员们在激烈角逐时骨骼肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，会使肌肉酸胀乏力。在此过程中，无氧呼吸的产物是（　　） A．二氧化碳和水 B．二氧化碳和酒精 C．乳酸 D．酒精 【答案】C 【解答】解：人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸。 故选：C。 10. 雨水过多时，农作物发生烂根现象，原因是（　　） A．土壤中缺乏氧气，根进行无氧呼吸产生酒精，对根细胞有毒害作用 B．土壤中水分充足，微生物繁殖而引起烂根 C．土壤中有毒物质溶解到水中，使根遭到毒害 D．土壤因水涝温度低，使根受到低温损害 【答案】A 【解答】解：雨水过多时，土壤透气性差，农作物根缺乏氧气，根细胞不能进行有氧呼吸，而进行无氧呼吸，无氧呼吸产生酒精对根细胞产生毒害作用而导致烂根现象。 故选：A。 11. 酸奶胀袋现象是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。　×　 （判断对错） 【答案】× 【解答】解：乳酸菌无氧呼吸只能产生一种产物——乳酸，不产生气体，故上述说法是错误的。 故答案为： × 12. 种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。研究人员对小麦播种后到长出真叶（第10天，开始进行光合作用）期间的部分数据统计如下表。回答下列问题： 时间/d 0 2 4 6 8 种子干重/g 10.0 11.2 9.8 8.4 1.1 O2吸收量/mmol 3.2 18.6 54.0 96.5 126.0 CO2释放量/mmol 4.1 172.7 154.0 112.8 126.0 （1）小麦种子萌发时需要吸收大量的水，水分子进入细胞后的作用有　水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与；运输营养物质和代谢废物　 （答出2点即可）。小麦种子萌发长出根系后可以从土壤中吸收无机盐，该过程　需要　 （填“需要”或“不需要”）细胞呼吸提供能量。 （2）如图表示萌发的小麦种子内发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示生理过程。物质C是　NADH　 ，物质E可用　酸性重铬酸钾　 溶液检测。 （3）小麦种子萌发过程中糖类含量的变化如图所示。分析小麦种子播种后第2天，种子干重略有增加的原因是　种子中淀粉大量水解为还原糖，需要消耗水分　 。 【答案】（1）水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与；运输营养物质和代谢废物；需要 （2）NADH；酸性重铬酸钾 （3）种子中淀粉大量水解为还原糖，需要消耗水分 【解答】解：（1）种子萌发过程中吸收的大量水分主要是自由水。水在细胞中的作用包括：作为良好的溶剂，溶解多种物质；参与生物化学反应；维持细胞浸润环境；运输营养物质和代谢废物等。种子根系吸收无机盐主要通过主动运输，该过程需要消耗细胞呼吸提供的能量。 （2）据图分析，葡萄糖可初步分解为丙酮酸和NADH，则图中①表示细胞呼吸第一阶段，A表示丙酮酸；丙酮酸和水进一步发生反应属于有氧呼吸第二阶段，发生于线粒体基质，生成二氧化碳和NADH，因此，图中C既为葡萄糖初步分解产物，又为丙酮酸与水反应的产物，则C为NADH，B为CO2，④为有氧呼吸第二阶段；葡萄糖初步分解的产生的NADH和丙酮酸参加有氧呼吸第二阶段生成的NADH最终会在线粒体内膜与O2发生彻底的氧化还原反应生成H2O，则图中D为O2，③为有氧呼吸第三阶段；图中A还可经无氧呼吸第二阶段转化为酒精和CO2，因此图中②表示无氧呼吸第二阶段，E表示酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测，颜色由橙色变为灰绿色。 （3）据图分析，种子萌发开始后淀粉占比开始减少，还原糖占比增加，说明萌发过程中淀粉水解为还原糖，该过程中消耗水，水分子中的元素通过水解作用进入还原糖导致种子干重略有增加。 故答案为： （1）水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与；运输营养物质和代谢废物；需要 （2）NADH；酸性重铬酸钾 （3）种子中淀粉大量水解为还原糖，需要消耗水分 13. 呼吸作用的原理在生产、生活中有很多应用，如食品的保存、指导农业生产等。下列叙述错误的是（　　） A．肉类食品低温保存可以降低微生物的呼吸作用，延缓肉类腐坏变质 B．选用透气纱布等敷料包扎伤口主要目的是促进伤口细胞有氧呼吸 C．健康生活倡导有氧运动，在锻炼身体的同时可以避免乳酸的积累 D．“犁地深一寸，等于上层粪”主要是促进根的有氧呼吸，从而促进无机盐的吸收 【答案】B 【解答】解：A、低温可以降低微生物的活性，减缓其生长速度，肉类食品低温保存可以降低微生物的呼吸作用，延缓肉类腐坏变质，A正确； B、透气纱布包扎伤口，其目的是抑制厌氧微生物的无氧呼吸过程，B错误； C、慢跑等有氧运动能避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力，C正确； D、“犁地深一寸，等于上层粪”说明犁地松土有利于根部细胞的有氧呼吸，促进根细胞对矿质元素的吸收，D正确。 故选：B。 14. 人们经常根据生产生活的需要，控制细胞呼吸的强度和类型。有关细胞呼吸的叙述中，错误的是（　　） A．睡前刷牙，可以避免乳酸菌等无氧呼吸产生酸性物质导致牙齿受到损坏 B．在通气的情况下，酵母菌可以利用麦芽、葡萄、粮食等原材料酿酒 C．袋装酸奶出现胀袋现象，说明酸奶已被产气微生物污染，不可饮用 D．提倡进行慢跑等有氧运动，可避免人体因剧烈运动而产生大量乳酸 【答案】B 【解答】解：A、乳酸杆菌等厌氧菌进行无氧呼吸后会产生乳酸导致牙齿受到损坏，A正确； B、酵母菌无氧呼吸会产生酒精，在通气的情况下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，不产生酒精，B错误； C、若袋装酸奶出现胀袋，说明酸奶可能已被其他产气微生物污染，不可饮用，C正确； D、提倡进行慢跑等有氧运动，可避免人体因剧烈运动而产生大量乳酸，导致肌肉酸痛，D正确。 故选：B。 15. 包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。研究人员开发了一种水凝胶贴片（如图所示），其中填充着活性长链合球菌（蓝细菌），有助于治疗慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是（　　） A．透气性好的“创可贴”和水凝胶贴片都可防止伤口处厌氧菌感染 B．该水凝胶贴片上的蓝细菌能通过光合作用产生氧气 C．消化道内长期溃疡的伤口，适宜使用该种水凝胶贴片 D．与一般“创可贴”相比，该水凝胶贴片更有利于伤口细胞吸收氧气 【答案】C 【解答】解：A、透气性好的“创可贴”和水凝胶贴片都能为创口处提供有氧环境，可防止伤口处厌氧菌感染，A正确； B、该水凝胶贴片上的蓝细菌能通过光合作用产生氧气，因此使用该水凝胶贴片可防止厌氧菌感染，B正确； C、消化道无光照，水凝胶贴片中的蓝绿藻不能进行光合作用，因此该水凝胶贴片不可使用在消化道伤口处，C错误； D、氧气溶解在水凝胶中有利于皮肤吸收，所以与一般“创可贴”相比，该水凝胶贴片更有利于伤口细胞吸收氧气，D正确。 故选：C。 16. 细胞呼吸是细胞代谢的枢纽，在生产实践中获得广泛应用。回答下列问题： （1）酵母菌为兼性厌氧型微生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的去向有 　储存在酒精中、以热能的形式散失、转移到ATP中　 （答出3点）。 （2）储存水果、蔬菜时的环境条件主要有 　（零上）低温、低氧、高CO2浓度和保持一定湿度　 （至少答出2点），采用上述措施的主要目的是 　降低呼吸作用对有机物的消耗（和保鲜）　 ，从而延长储存时间；而利用零下低温储存离体蛋白质（如猪肉、鱼肉）的主要目的是 　抑制微生物繁殖，防止蛋白质腐败变质等　 。 （3）包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或创可贴等敷料，以抑制破伤风杆菌的增殖，其原理是 　破伤风杆菌为厌氧菌，在有氧条件下，其细胞呼吸受到抑制，从而影响其增殖　 。 【答案】（1）储存在酒精中、以热能的形式散失、转移到ATP中 （2）（零上）低温、低氧、高CO2浓度和保持一定湿度；降低呼吸作用对有机物的消耗（和保鲜）；抑制微生物繁殖，防止蛋白质腐败变质等 （3）破伤风杆菌为厌氧菌，在有氧条件下，其细胞呼吸受到抑制，从而影响其增殖 【解答】解：（1）酵母菌为兼性厌氧型微生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，无氧呼吸生成CO2和C2H5OH（酒精），合成ATP，散失热能。因此，酵母菌无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的去向有储存在酒精中、以热能的形式散失、转移到ATP中。 （2）为降低水果、蔬菜呼吸作用对有机物的消耗（和保鲜），在对其储存时，要储存在“（零上）低温、低氧、高CO2浓度和保持一定湿度等”条件的环境中，以延长储存时间。离体蛋白质（如猪肉、鱼肉）要在零下低温储存，以抑制微生物繁殖，防止蛋白质腐败变质等。 （3）破伤风杆菌为厌氧菌，在有氧条件下，其细胞呼吸受到抑制，从而影响其增殖，因此包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或创可贴等敷料，以抑制破伤风杆菌的增殖。 故答案为： （1）储存在酒精中、以热能的形式散失、转移到ATP中 （2）（零上）低温、低氧、高CO2浓度和保持一定湿度；降低呼吸作用对有机物的消耗（和保鲜）；抑制微生物繁殖，防止蛋白质腐败变质等 （3）破伤风杆菌为厌氧菌，在有氧条件下，其细胞呼吸受到抑制，从而影响其增殖 学科网（北京）股份有限公司 $