高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第9讲细胞呼吸课件

第9讲 细胞呼吸 第三单元 细胞的能量供应和利用 考纲要求 1.细胞呼吸()。 2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。 考点一 呼吸作用的方式与过程 聚焦热点题型3 细胞呼吸相关的实验题 考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用 内容索引 重温高考 演练模拟 知识网络 答题语句 课时作业 考点一 呼吸作用的方式与过程 1.细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化 碳或其他产物，释放出能量并生成 的过程。 2.有氧呼吸 (1)概念：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 ，释放能量，生成 的 过程。 氧化分解 ATP 二氧化碳和水大量ATP 梳理知识要点 (2)过程细胞质基质 C6H12O6 丙酮酸 +H 线粒体基质 丙酮酸+H2O CO2+H 线粒体内膜 H+O2 H2O (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) 。 3.无氧呼吸 (1)场所：全过程是在 中进行的。 (2)过程 细胞质基质 乳酸 酒精+CO2 诊断与思考 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解( ) (2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供( ) (3)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP( ) (4)无氧呼吸的终产物是丙酮酸( ) (5)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水( ) (6)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累( ) 2.分析命题热图，明确答题要点 如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程，请分析： (1)反应中，必须在有氧条件下进行的是 ，可在人体细胞中进 行的是 (填序号)。 (2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？提示 种子在有氧呼吸过程中产生了水。 (3)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为 。答案 13 1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解 突破重点难点 2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目有氧呼吸无氧呼吸 不同点 反应条件需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2，需要酶和适 宜的温度 呼吸场所 第一阶段：细胞质基质 第二阶段：线粒体基质 第三阶段：线粒体内膜 第一阶段：细胞质基质 第二阶段：细胞质基质 产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸 能量大量少量 不同点 释放能量 1 mol葡萄糖释放2 870 kJ 的能量，其中1 161 kJ左 右转移至ATP中 1 mol葡萄糖释放196.65 kJ(生 成乳酸)或225 kJ(生成酒精)的 能量，其中均有61.08 kJ转移 至ATP中 特点 有机物彻底氧化分解， 能量完全释放 有机物没有彻底氧化分解， 能量未完全释放 相同点实质分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动利用 意义 为生命活动提供能量 为体内其他化合物的合成提供原料 联系第一阶段完全相同 3.细胞呼吸中H和ATP的来源与去路 项目来源去路 H 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：还原丙酮酸和乙醇 ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生 无氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动 4.细胞呼吸中能量的释放与去向 5.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结 (1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧 呼吸第二阶段，场所为线粒体基质中。而无氧呼吸中不存在水的生成与参 与。 (2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的 第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。 (3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。 (4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场 所为细胞质基质。 (5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生， 场所为细胞质基质；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二 阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。 (6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内 膜。 命题点一 细胞呼吸过程中物质和能量分析 1.右图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关 生理过程，ae表示物质，表示过程。 下列有关叙述正确的是答案解析 A.催化反应和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.图中过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP D.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 探究命题方向 题图为细胞呼吸的全过程，过程为无氧呼吸，过程为有氧 呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精； 催化反应和的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中； 无氧呼吸的第一阶段也产生H。 命题点一 细胞呼吸过程中物质和能量分析 2.(2016安徽三校联考)下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置 及主要产物，相关选项正确的是 答案 呼吸 类型 有氧呼吸位置及产物无氧呼吸位置及产物 时间第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段第二阶段 位置细胞质基质线粒体基质线粒体内膜细胞质基质细胞质基质 主要 产物 C3H4O3CO2H2OC3H4O3 C3H6O3或 C2H5OHCO2 A.有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关 B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自无氧呼吸 C.产生C3H6O3的无氧呼吸释放能量比产生C2H5OH的无氧呼吸多 D.细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的 种类有差异 解析 有氧呼吸各个阶段的反应都需要酶的催化，A正确； 人体在剧烈运动过程中产生的CO2只能来自有氧呼吸，因为无氧呼吸只 产生乳酸，B错误； 产生C3H6O3的无氧呼吸释放能量比产生C2H5OH的无氧呼吸略少，C错误 ； 细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的直接原因是细胞中酶的种 类有差异，根本原因是基因的选择性表达，D错误。 命题点二 细胞呼吸类型的判断 疑难精讲 判断细胞呼吸方式的三大依据 命题点二 细胞呼吸类型的判断 3.测定下列哪一项，可简便而且准确地判断贮存的小麦种子的细胞呼吸 方式 A.有无酒精生成B.有无水生成 C.有无有机物消耗D.O2消耗量与CO2生成量的比值 答案解析 O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确测定。若二者比值等于1，则小麦 种子进行的是有氧呼吸；若其比值为0，则小麦种子进行的是无氧呼吸； 若其比值在01之间，则小麦种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸。 命题点二 细胞呼吸类型的判断 4.(2016滕州一中检测)不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式 不同。若分解底物是葡萄糖，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是 A.若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸 B.若既不吸收O2同时也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡 C.若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无 氧呼吸 D.若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸或同时进行 有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 答案解析 细胞只进行无氧呼吸，释放CO2，不消耗O2，A正确； 若既不吸收O2也不释放CO2，也有可能是进行无氧呼吸中的乳酸发酵 ，B错误； 细胞进行有氧呼吸释放的CO2量等于O2的吸收量，若CO2的释放量多于 O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，C正确； 细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸时CO2 的释放量等于O2的吸收量，D正确。 命题点三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算 5.有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的 酒精和CO2的物质的量如下图所示。据图中信息推断，错误的是 A.当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸 B.当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同 C.当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.a、b、c、d 4种不同氧浓度下，细胞都能产生H和ATP 答案 解析 当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧 呼吸； 当O2浓度为b时，产生CO2的量多于产生酒精的量，说明酵母菌还进行 了有氧呼吸，当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧 呼吸，因此b、d的细胞呼吸过程有所不同； 当O2浓度为c时，产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2，需要消耗 3 mol葡萄糖，剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸，需消耗1.5 mol葡萄糖， 因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵；无论是无氧呼吸还是有氧 呼吸都会产生H和ATP。 命题点三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算 6.现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积 与吸收O2的体积比为76，这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率 相等) A.有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸 B.有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸 C.有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸 D.有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸 答案解析 有氧呼吸中吸入的O2和生成的CO2物质的量比例为11，无氧呼吸中不 耗氧，消耗1 mol葡萄糖净生成2 mol CO2。假设进行有氧呼吸的酵母菌的 比例为X，则进行无氧呼吸的酵母菌的比例为1-X，故6X2(1-X)6X 76，求解X2/3，故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。 归纳总结 (1)有氧呼吸：葡萄糖O2CO2166。 (2)无氧呼吸：葡萄糖CO2酒精122或葡萄糖乳酸12。 (3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为 13。 (4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼 吸产生CO2摩尔数之和的比为34。 细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物) 考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用 1.温度 (1)原理：细胞呼吸是一系列 反应，温度通过影响 而影响细 胞呼吸速率。 (2)曲线模型(如右图) (3)应用 酶促酶的活性 升 降 梳理知识要点 2.O2浓度 (1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用。 (2)曲线模型 O2浓度低时， 呼吸占优势。 抑制 无氧 随O2浓度增大， 呼吸逐渐被抑制， 呼吸不断加强。 当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶 数量等因素的影响)。 (3)应用 选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生 ，防止 中毒，烂根死亡。 无氧有氧 乳酸 酒精酒精 3.CO2浓度 (1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会 (填“促进”或“ 抑制”)细胞呼吸的进行。 (2)曲线模型(如下图) (3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机 物的消耗。 抑制 4.含水量 (1)原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。 (2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而 ，随含水 量的减少而 (如图)。 (3)应用 加快 减慢 特别提醒 (1)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进 行无氧呼吸。 (2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在 低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温； 种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。 (3)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细 胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度 ，可以采取干燥、低温、低氧等措施。 命题点一 氧浓度对细胞呼吸的影响及应用分析 1.(2017宁夏固原一中检测)呼吸熵(RQCO2释放量/O2吸收量)可作为描述 细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。下图表示某植物非绿色器官在不 同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。根据所给信息，判断下列说法正确 的是答案 探究命题方向 A.c点时，呼吸熵为1，说明该植物器官只进行有氧呼吸 B.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解 C.a点时，产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质 D.b点时，无氧呼吸强度最低，最适合储藏该植物器官 解析 O2的吸收量表示有氧呼吸吸收的量，CO2的释放量表示有氧呼吸和无氧 呼吸释放的量。c点时，呼吸熵为1，c点之后O2吸收量大于CO2释放量 ，说明消耗的有机物不是糖类，此时不一定只进行有氧呼吸，A错误， B正确； a点时，植物只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，C错误； b点时，无氧呼吸和有氧呼吸强度都很低，最适合储藏该植物器官，D 错误。 命题点一 氧浓度对细胞呼吸的影响及应用分析 2.(2016安徽示范高中第三次联考)甲、乙两图均表示氧浓度对呼吸作用(底物 为葡萄糖)的影响，下列相关叙述中正确的是 A.甲图中，氧浓度为a时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精 B.甲图中，氧浓度为d时只进行有氧呼吸 C.乙图中，储存种子或水果时，A点对应的氧浓度最适宜 D.根据乙图可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸 答案解析 甲图中氧浓度为a时只释放CO2而不吸收O2，说明此时只进行无氧呼吸， 产物是酒精和CO2，A错误； 当氧浓度为d时CO2释放量等于O2吸收量，说明此时只进行有氧呼吸，B 正确； 乙图中C点时有机物消耗量最少，C点对应的条件最适于储存种子或水果 ，C错误； 氧气没有抑制有氧呼吸的作用，D错误。 图形解读解读植物细胞呼吸曲线图 (1)图中各点表示的生物学意义 Q点：不耗O2，产生CO2只进行无氧呼吸； P点：耗O2量产生CO2量只进行有氧呼吸； QP段(不包含Q、P点)：产生CO2量耗O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 ； R点：产生CO2最少组织细胞呼吸最弱点。 (2)在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，同时保持低温条件。 命题点二 温度、CO2等其他因素对细胞呼吸的影响 3.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果 肉细胞呼吸速率的影响，结果如图。下列 叙述正确的是 A.20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞 质基质、线粒体、叶绿体 B.50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加 C.50 h后，30 的有氧呼吸速率比2 和15 慢，是因为温度高使酶活性 降低 D.实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大 答案解析 果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体 ，A项错误； 50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活 性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中 CO2浓度会增加，B项正确，C项错误； 由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D项错 误。 命题点二 温度、CO2等其他因素对细胞呼吸的影响 4.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后，贮藏在温度为1 的冷库内，另一份则始终在1 的冷库内贮藏。从采摘后算起每10天取样 一次，测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol)，计算二者的比 值得到如图所示的曲线。下列结论正确的是答案 解析 A.贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸 B.第10 d时，细胞中的ATP完全来自线粒体 C.第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组 D.第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 根据曲线中第10 d后二氧化碳与氧气的比值大于1，可知贮藏前用CO2 处理 后的蓝莓可进行无氧呼吸； 第10 d时二氧化碳与氧气的比值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内 ATP来自线粒体和细胞质基质； 第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值更大，说明未处理组蓝莓 无氧呼吸释放的二氧化碳量更多，因此，未处理组蓝莓无氧呼吸产生的酒 精量高于CO2处理组； 第40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值为2，假设有氧呼吸吸收的 氧气量为a，则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为a，根据有氧呼吸和无氧呼 吸的反应式，可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2 。 命题点二 温度、CO2等其他因素对细胞呼吸的影响 5.为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一 组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土 表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。请据图回答： (1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是_，CO2排出细胞外，需要 通过_层磷脂分子，其跨膜运输方式是_。分析图中A、B、C 三点，可知_点在单位时间内与氧结合的H最多。答案解析 线粒体基质 6 自由扩散 A 细胞有氧呼吸生成CO2是有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质。 CO2排出细胞外，需要通过两层线粒体膜和一层细胞膜，共6层磷脂分 子层，CO2跨膜运输的方式是自由扩散。分析图中A、B、C三点，可知 A点有氧呼吸速率最快，说明在单位时间内与氧结合的H最多。 (2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有_作用 ，其中_mmolL1的KNO3溶液作用效果最好。 答案解析 减缓 30 图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用， 其中30 mmolL1的KNO3溶液曲线下降最慢，作用效果最好。 (3)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检 测有氧呼吸速率的指标？请分析说明： _。 不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2 答案解析 根系缺氧时，不能用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标，因为根无氧呼吸 也会产生CO2，对有氧呼吸速率的测定产生干扰。 方法技巧 (1)“钟”型曲线：典型的酶促反应曲线，通过影响酶的活性影响细胞 呼吸，凡可影响酶活性的因素都可影响该曲线的变化，如温度、pH。 (2)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响， 随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。 (3)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响， 随反应物的增多而增加，如O2含量。 细胞呼吸的曲线识别技巧 命题点三 多种因素对细胞呼吸速率的影响分析 6.如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧 呼吸速率的影响，有关叙述错误的是 A.O2浓度为0时，细胞中能够产生H的场所 是细胞质基质 B.O2浓度低于20%时，30 、35 两温度对 有氧呼吸速率影响不大 C.由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于 30 和35 之间 D.与b点相比，限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度答案解析 O2浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，此时产生H的场所只有细胞质 基质。O2浓度低于20%时，30 和35 两曲线重合在一起，说明此O2 浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大。由图可知，细胞有氧呼吸的最 适温度在30 左右。与b点相比，限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓 度和温度。 命题点三 多种因素对细胞呼吸速率的影响分析 7.(2016福建四地六校联考)为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在 遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2 释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是 O2 含量 温度 0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0% 3 6.23.61.24.45.45.3 10 31.253.75.921.533.332.9 20 46.435.26.438.965.556.2 30 59.841.48.856.6100.0101.6 答案 A.根据变化规律，表中10 、1.0%条件下的数据很可能是错误的 B.温度为3 、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合 C.O2含量从20.0%上升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高 D.在20 条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐 减弱 解析 根据表中数据的变化规律可知，在10 、1.0%条件下的数据应大于3.6小 于35.2，所以53.7这个数据可能是错误的； 温度为3 、O2含量为3.0%时，CO2的释放量最少，是贮藏菠菜叶的最佳 环境条件组合； 3 、10 和20 条件下，O2含量从20.0%升至40.0%时，呼吸强度逐渐 减弱，但30 条件下，呼吸强度增强； 在20 条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，随着O2含量的增加 ，细胞无氧呼吸逐渐减弱。 聚焦热点题型3 细胞呼吸相关的实验题 技法必备 1.实验原理 (1)酵母菌：酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型是兼性厌氧型，可用于 研究细胞呼吸的不同方式。 (2)细胞呼吸产物的检测 CO2的检测 酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化 学反应，变成灰绿色。 一、探究酵母菌的呼吸方式的教材实验分析 2.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液。 (2)设计对比实验 图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是消除CO2。 图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的 目的是耗尽氧气。 3.产物检测与实验现象 条件 澄清的石灰水的变化/出现变化 的时间 重铬酸钾浓硫酸溶液 甲组(有氧)变混浊/快无变化 乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色 4.实验结论 特别提醒 教材中酵母菌呼吸方式探究实验的注意事项 (1)通入甲A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石 灰水变混浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。 (2)乙B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连 通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石 灰水中。 题型突破 1.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用具按如图所示 安装好。以下关于该实验的说法，不正确的是答案 A.甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式 B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2 C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中变成灰绿色，证明有酒精产生 D.乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2以形成无氧环境 解析 甲组营造的是有氧环境，乙组营造的是无氧环境，故A正确； 甲组加入NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，以排除空气中的CO2对 实验结果的干扰，故B正确； 橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色 ，故C错误； 乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O2以形成无氧环境 ，故D正确。 2.(2016厦门双十中学期中)下图为探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。 下列叙述正确的是 A.实验自变量为温度 B.实验因变量为CO2的多少 C.空气泵泵入的气体应先除去O2 D.乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸冷却除去CO2 答案解析 该实验的自变量是氧气的有无，温度属于无关变量，A错误； 该实验通过Ca(OH)2溶液检测CO2的产生量，B正确； 空气泵通入气体是为有氧呼吸提供O2，但应先除去泵入气体中的CO2， C错误； 乙、丙两试管的培养液需煮沸(除去CO2)冷却后再加入干酵母，避免高 温杀死酵母菌，D错误。 技法必备 1.细胞呼吸方式的探究 欲确认某生物的呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子 为例)： 二、细胞呼吸方式的实验探究 实验结果和结论 实验结果 结论 装置一液滴装置二液滴 不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸 不动右移只进行产生乙醇的无氧呼吸 左移右移进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸 左移不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸 的无氧呼吸 2.物理误差的校正 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应 设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用 “煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。 特别提醒 (1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌 ，所测种子进行消毒处理。 (2)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行 遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 题型突破 3.(2016山东齐鲁教科研协作体第一次联考) 如图是探究酵母菌呼吸方式类型的装置， 下列说法正确的是 A.装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌死亡 D.装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和 无氧呼吸 答案解析 装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无 氧呼吸，A错误，D正确。 装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸， B错误； 装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸 或进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误。 4.下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析 不正确的是 A.装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量 B.装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸 C.装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳 D.三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验 答案解析 装置甲中有温度计，且使用了保温瓶(可以防止种子细胞呼吸释放的热量 散失)，因此，该装置可以用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确； 装置乙中NaOH溶液能吸收二氧化碳，装置乙的有色液滴向左移动是该装 置中氧气减少所致，说明种子萌发时一定进行有氧呼吸，但种子细胞也可 能同时进行无氧呼吸，B错误； 澄清的石灰水可用于检测二氧化碳，因此，装置丙可用于探究萌发的种子 的呼吸作用是否产生二氧化碳，C正确； 三个装置中的种子都必须进行消毒处理，以杀死粘附在种子表面的微生物 ，避免微生物的呼吸作用对实验产生干扰，并且三个装置都要设置相应的 对照实验，D正确。 技法必备 1.实验装置 2.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。 3.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，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积 即表示呼吸速率。 三、细胞呼吸速率的测定 4.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。 特别提醒 脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化 分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小 于消耗的O2量，水滴移动更明显。 题型突破 5.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的 呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2， 实验开始时，打开软管夹，将装置放入25 水 浴中，10 min后关闭软管夹，随后每隔5 min记 录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表 所示。下列分析正确的是 实验时间(min)101520253035 液滴移动距离(mm)032.565100130162.5 答案 A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动 B.在2030 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环 境中 解析 X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向左移动； 在2030 min内氧气的平均吸收速率为(13065)1106.5(mm3/min)； 果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不 会移动； 对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于 相同环境中，重复上述实验。 6.下图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率(用单位时间的耗氧量表示)的实验 装置。打开夹子A，使水检压计左右平齐，关闭夹子A，用注射器向广口瓶 中注入5 mL O2，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新平齐时所用的 时间。下列说法错误的是答案 A.用注射器向广口瓶中注入5 mL O2后要立刻关闭夹子B B.测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值 C.小鼠在25 时的呼吸速率高于10 时的呼吸速率 D.NaOH溶液的作用是排除小鼠呼吸作用产生的CO2对实验结果的干扰 解析 用注射器向广口瓶中注入5 mL O2后要立刻关闭夹子B，以确保广口瓶中 O2的准确数量； 测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值，以减小误差； 小鼠是恒温动物，25 时的呼吸速率低于10 时的呼吸速率； NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，以排除对实验结果的干扰。 知识网络 答题语句 构建知识网络 1.有氧呼吸的表述是：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。 2.无氧呼吸的特点是：细胞不需要氧的参与，通过多种酶的催化作用，将 葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，释放少量能量，产生少量ATP的过程。 3.有氧呼吸和无氧呼吸的实质是：氧化分解有机物，释放能量，形成ATP 。 4.有氧呼吸三个阶段的场所分别是细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 。 必背答题语句 重温高考 演练模拟 答案 解析 12345 1.(2013新课标，3)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是 A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码 C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中 D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同 破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型，在有氧的环境中，破伤风 芽孢杆菌的代谢要受到抑制，C错误。 2.(2016临沂模拟)在有氧呼吸过程中，进入细胞内的氧 A.将丙酮酸氧化成二氧化碳 B.参与ATP的形成 C.将葡萄糖分解成丙酮酸 D.接受反应中脱下的氢生成水 答案解析 由有氧呼吸过程中的物质变化可知，有氧呼吸过程中吸收的氧气 用于有氧呼吸的第三阶段，与还原氢反应形成水。 12345 3.(2016大庆实验中学开学考)比较植物有氧呼吸和无氧呼吸，下列相关叙 述正确的是 A.葡萄糖是有氧呼吸的主要底物，不是无氧呼吸的主要底物 B.CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物 C.有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量 D.有氧呼吸产生还原氢，无氧呼吸过程中也能产生还原氢 答案解析 12345 葡萄糖是有氧呼吸和无氧呼吸的主要底物，A错误； 葡萄糖经过有氧呼吸可以产生水和二氧化碳，而经过无氧呼吸可以产生 乳酸或酒精和二氧化碳，B错误； 有氧呼吸和无氧呼吸的能量都是逐步释放出来的，C错误； 有氧呼吸第一阶段和第二阶段都产生还原氢，无氧呼吸第一阶段产生还 原氢，D正确。 12345 4.(2014海南，26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化 趋势如图所示。请据图回答问题： (1)在1224 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是 _呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_，其产物是 _。答案解析 无氧细胞质基质 酒精和二氧化碳 12345 据图可知，在1224 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多 ，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸； 无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。 12345 (2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是 _ _。 减少 种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机 物的总量下降 答案解析 第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸 作用消耗有机物，使有机物的总量下降。 12345 (3)胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。 答案解析 有氧 胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高。 12345 5.(2015安徽，29)科研人员探究了不同温度(25 和0.5 )条件下密闭容 器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。 12345 (1)由图可知，与25 相比，0.5 条件下果实的CO2生成速率较低，主要 原因是_；随着果实储存时间的增加， 密闭容器内的_浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以 通过检测_浓度变化来计算呼吸速率。 答案解析 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2 12345 由图可知，与25 相比，0.5 条件下的CO2生成速率较低，主要原因是 温度较低导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是低温降 低了细胞呼吸相关酶的活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的 CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2 浓度变化来计算细胞呼吸速率。 12345 (2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案： 称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内 ，然后密封。 将甲、乙瓶分别置于25 和0.5 条件下储存，每隔一段时间测定各瓶 中的CO2浓度。 记录实验数据并计算CO2生成速率。 为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度 因素)。 a._； b._。 答案解析 选取的果实成熟度应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验 12345 根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证 唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原 则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降 低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验 可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。 12345 课时作业 12345678910111213 1.在酵母菌培养过程中，由有氧环境转变为无氧环境中，此后酵母菌细胞 不会发生的现象是 A.H产生量增加 B.细胞质基质有CO2产生 C.ATP不断分解和合成 D.葡萄糖中的能量留在酒精中 答案解析 无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，H仅在第一阶段产生，产生量变少 ；酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，场所是细胞质基质； 无氧条件下酵母菌也正常进行生命活动，存在ATP的不断分解和合成； 酒精是有机物，含有部分能量。 12356789101112134 1235678910111213 2.葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有 放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的具有放射性的化 合物是 A.丙酮酸 B.乳酸 C.二氧化碳 D.水 答案解析 18O2进入小鼠细胞后首先参与的是有氧呼吸第三阶段的反应，与H 反应生成水，D正确。 4 1235678910111213 3.下列关于细胞呼吸的叙述正确的是 A.种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化 B.细胞中ATP/ADP的比值下降可促进细胞呼吸 C.酵母菌呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质 D.人体剧烈运动产生的CO2来自有氧呼吸与无氧呼吸 答案解析 4 1235678910111213 种子萌发过程中，代谢旺盛，细胞呼吸速率明显加快，A错误； 细胞中ATP/ADP的比值下降，则说明细胞需要消耗能量，可促进细胞 呼吸，B正确； 酵母菌呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸)、细胞质基 质(无氧呼吸)，C错误； 人体剧烈运动产生的CO2来自有氧呼吸，D错误。 4 4.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，产生的酒精 和CO2的量如表所示。分析表中数据可得出的结论是 A.氧浓度为a时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率 B.氧浓度为b时，相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗 的多 C.氧浓度为c时，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸 氧浓度(%)abcd 产生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol 产生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 mol 答案解析 12356789101112134 1235678910111213 氧浓度为a时，酒精和CO2的量相等，因此只有无氧呼吸，A错误； 氧浓度为b时，由酒精产生量为6.5 mol可知，无氧呼吸产生CO2 6.5 mol(葡 萄糖3.25 mol)，可知有氧呼吸产生CO2 12.56.56 mol(葡萄糖1 mol)，因 此无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多，B错误； 氧浓度为c时，无氧呼吸产生CO2 6 mol(葡萄糖3 mol)，可知有氧呼吸产生 CO2 1569 mol(葡萄糖1.5 mol)，用于无氧呼吸的葡萄糖占所有葡萄糖 的3(31.5)100%66.7%，C错误； 氧浓度为d时，酒精产生量为0，说明只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸， D正确。 4 1235678910111213 5.下列有关细胞呼吸原理在生产、生活中的应用，正确的是 A.用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡 B.农民中耕松土是为了增加土壤通气量，促进根细胞有氧呼吸 C.水果应储存在低温、无氧的环境中，以减少有机物的消耗 D.稻田定期排水可避免水稻幼根无氧呼吸产生乳酸而腐烂 答案解析 4 1235678910111213 由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，所以在包扎伤口时，可选用透 气的纱布进行包扎，以抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，而不是避免组织细 胞缺氧死亡。低温能降低细胞中酶的活性，使细胞代谢活动降低，有机 物的消耗减少，低氧条件下，有氧呼吸较弱，又能抑制无氧呼吸，细胞 代谢缓慢，有机物消耗少，而无氧环境下细胞的无氧呼吸较强。稻田定 期排水能防止植物的根缺氧而进行无氧呼吸，根无氧呼吸产生酒精而不 是乳酸，酒精对根系造成毒害作用。 4 1235678910111213 6.下表是植物不同器官的呼吸速率(单位鲜重在单位时间内的耗氧量，单位 ：Lg1h1)。据表分析，下列说法错误的是答案 植物器官呼吸速率(O2)植物器官呼吸速率(O2) 胡萝卜 根25 大麦 种子(浸泡15 h) 胚715 叶440胚乳76 苹果 果肉30叶266 果皮95根9601 480 4 A.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率有明显差异 B.大麦种子内胚的呼吸速率比胚乳高，表明胚的能量代谢较旺盛 C.不同植物的同类器官呼吸速率不同，与其结构有关，而与其功能无关 D.测定大麦种子呼吸速率前先要将种子浸泡，是为了提高种子的含水量 解析 12356789101112134 1235678910111213 据胡萝卜的根和叶的呼吸速率不同，苹果的果肉和果皮的呼吸速率不相 等得出，同一植物的不同器官或组织，呼吸速率有明显差异，A正确； 根据表格中大麦种子胚的呼吸速率比较高，说明种子胚代谢比较旺盛， 需要能量比较多，B正确； 呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱，不同植物的同类器官 的呼吸速率不同，直接原因是细胞内呼吸酶数量和活性不同，根本原因 是基因的选择性表达，C错误； 呼吸作用需要水的参与，而且生化反应也必须在水溶液中进行，所以测 定大麦种子呼吸速率前先浸泡，是为了提高种子的含水量，D正确。 4 7.(2017正定模拟)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所示。下列叙述不正确的是 A. 阶段根细胞的有氧呼吸速率下降 B. 阶段根细胞的无氧呼吸速率上升 C. 阶段曲线下降的主要原因与 阶段不同 D.细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点 1235678910111213 答案解析 4 1235678910111213 阶段开始浸水，随着时间的推移，溶氧量逐渐减少，所以有氧呼吸 速率下降； 阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升； 阶段由于细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且无氧呼吸产生的酒 精对细胞有毒害作用，导致呼吸速率下降； a点既有较弱的有氧呼吸也有较弱的无氧呼吸，而b点进行较强的无氧 呼吸，不进行有氧呼吸。 4 8.如图表示的是马铃薯块茎在气温多变的一天内气体的变化情况，其中正确 的是 A.曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸 B.b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体 C.bc段呼吸作用增强的唯一原因是O2量增加 D.a点时马铃薯块茎吸收O2的体积与放出CO2的体积相等 1235678910111213 答案解析 4 1235678910111213 解答本题时应注意两点：一是马铃薯块茎的无氧呼吸产物为乳酸，无CO2 产生，即图中CO2完全是由有氧呼吸释放的； 二是本题中影响呼吸作用的因素除O2外还有温度。曲线ab段下降与无氧 呼吸无直接关系，可能是气温降低抑制了有氧呼吸。马铃薯块茎细胞中 产生CO2的场所只有线粒体。bc段呼吸作用增强的原因还可能是气温升高 。 4 1235678910111213 9.如图所示的三个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消过毒的 、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发 的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(不考虑温度变化对 气体体积的影响)，下列有关叙述中错误的是答案 4 1235678910111213 解析 A.当装置