《5.3细胞呼吸的原理和应用》教学设计、教案、导学案、同步练习

《5.3细胞呼吸的原理和应用》教学设计【教学目标】1．说出线粒体的结构和功能。2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。【教学重点】有氧呼吸的过程及原理。【教学难点】1．细胞呼吸的原理和本质。2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。【教学过程】教学内容教师活动学生活动引入回顾ATP的生理功能，糖类、脂肪被细胞分解后把能量储存在ATP的高能磷酸键中。提出问题：有机物进入细胞后以什么方式分解的呢？在体外，有机物与氧气发生燃烧反应，放出大量能量。而生物学家发现，有机物在细胞内也是通过复杂的氧化反应产生能量的。问题探讨1．两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。2．不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。3．在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。回顾旧知识，受教师的问题所引导，进入新课。探究酵母菌细胞呼吸的方式引导其他学生对参加实验的学生进行提问，并进行归纳。（问题如：为什么选用酵母菌作为实验材料，而不选用小白鼠等；NaOH溶液的作用是什么）总结出结论：细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。引导学生说出酵母菌的有氧呼吸产生CO2；无氧呼吸产生酒精和CO2。酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞的不同呼吸方式。比如平时我们吃的馒头、面包之所以松软多孔，就是因为在和面时加入了酵母菌，经发酵产生的气体遇热膨胀所致。对实验的设计、结果进行交流和表达，并回答老师和其他学生提出的问题有氧呼吸对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。1．复习线粒体的结构师：线粒体有哪些结构与呼吸作用相适应？生：线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2．有氧呼吸的过程（1）教师：引导学生，回顾初中学过的有关呼吸的知识，在讨论中板书有氧呼吸的反应式。即教师：呼吸作用是怎样进行的呢?学生：阅读课本P93～P94相关内容。教师：有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的反应都有相应的酶催化。关于呼吸作用过程的教学，可对照图（图5－9）讲解，在讲解中讲清以下几点：①首先应指出，下面以葡萄糖为例讲述呼吸作用过程。其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解。阶段物质变化场所第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量细胞质基质第二阶段丙酮酸和水彻底分解成和[H]释放少量能量线粒体基质第三阶段[H]与结合成水，释放大量能量线粒体内膜（2）在整理出三个阶段后，根据学生状况，进一步分析以下几点：①引导学生，将呼吸作用的反应式配平即C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量配平过程中，提问，呼吸作用产生的H2O中的O，来自哪种原料?（学生回答出：来自O2），接着提出，消耗6分子的O2应该产生12个分子的H2O，可是，如果形成12分子的H2O，又需要24个H，一分子的C6H12O6，只有12个H，差12个H来自哪里?最后指出，呼吸作用还消耗水。因而呼吸作用的反应式应改为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量才能反映其本质。解决了这一环节，其他物质的来龙去脉就可迅速解释清楚。②分析呼吸作用过程中的能量问题。学生：阅读课本P93小字。教师：1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出2870kJ的能量，其中左右的能量被ADP捕获，储存在ATP中（约32mol的ATP）。可见，呼吸过程中释放的能量，只有34％储存在ATP中，用于推动其他生命活动。其余以热的形式散失了。因此，在有些情况下，如新鲜蔬菜、粮食等保存，通过控制呼吸速率，可减少有机物的消耗。（3）线粒体是呼吸作用的主要场所。教师：为什么说线粒体是呼吸作用的主要场所？学生：呼吸作用的三个阶段，后两个阶段都是在线粒体中进行的。另外，从能量角度看，在细胞质的基质中进行的第一步产生的ATP，其余的ATP是在线粒体中产生的。因此，线粒体是呼吸作用的主要场所。大部分以热能的形式散失（恒温动物，用来维持体温）能量变化：（）小部分转移到ATP中（稳定的化学能活跃的化学能）()播放多媒体课件观看有氧呼吸全过程3．归纳有氧呼吸概念教师：请同学们归纳有氧呼吸的概念。学生：有氧呼吸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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。回答问题（线粒体）观察线粒体的结构，并回答相关问题，并把多个问题的答案进行整合，得出线粒体适应有氧呼吸功能的结构。学生阅读相关内容，填写表格，并进行分组讨论后，分别讲述有氧呼吸三个阶段。比较两者的区别分析有机物产生的热能的生理意义。无氧呼吸教师：除前节课我们探究过的酵母菌以外，还有许多细胞在缺氧条件下也可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的过程又是怎样的呢？学生：阅读课本P94相关内容。教师：无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段是否相同？学生：无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段是相同的。教师：接下来两者有何不同？学生：在有氧的情况下，丙酮酸进入线粒体继续氧化分解，脱下的氢与氧气结合而消耗，即进行有氧呼吸；在无氧情况下，则在细胞质的基质中，在酶的作用下，利用第一阶段脱下的氢，把丙酮酸还原成酒精或乳酸。因此，两种呼吸作用是在丙酮酸后分道扬镳的。教师：请学生写出有关化学方程式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2+少量能量教师：两种呼吸作用，有何共同点？学生：两种呼吸作用，不仅在过程上有共同点，而且都具有分解有机物，释放能量，产生ATP的本质。教师：两种呼吸作用，放出的能量有何不同？为什么？学生：无氧呼吸，由于没有彻底分解有机物，所以释放的能量少，合成ATP少。因此，利用有机物分解获得ATP的效率低。教师：无氧呼吸是否有害？学生：由于无氧呼吸产生的小分子有机物，如酒精和乳酸，在细胞中大量积累，对细胞有毒害。因此大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命，涝田时应及时排水就是这个道理。教师：无氧呼吸是否有利？学生：生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。教师：在远古时期，地球的大气中没有氧气，那时微生物的呼吸是无氧呼吸。随着大气中出现了氧气，细胞内出现了有氧呼吸的酶类，在无氧呼吸的基础上发展出有氧呼吸。由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还保留无氧呼吸的能力，使生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。有些微生物，至今仍只在无氧的条件下生活。人类在生活和生产中，对其有很多利用（举例）。播放多媒体课件观看无氧呼吸全过程。阶段变化场所第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸产生少量[H]，释放少量能量细胞质基质第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸细胞质基质C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量（马铃薯块茎，肌细胞，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）酶C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量（大部分高等植物，酵母菌）能量变化：大部分以热能的形式散失；小部分转移到ATP中注意：为什么无氧呼吸有两种方式；为什么无氧呼吸释放的能量少。2．归纳无氧呼吸概念教师：参照有氧呼吸的概念，用准确而精练的语言概括无氧呼吸的定义。学生：一般是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为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。3．发酵无氧呼吸如果不用于高等动植物和人体，而用于微生物则叫做发酵。需要指出的是，工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，如醋酸发酵就是需要氧的。旁栏思考题提示：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。进行讨论，或者自由发言，利用无氧呼吸的知识，解释教材中相关的实例学生思考回答比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质是否需氧需氧不需氧分解产物二氧化碳和水二氧化碳和酒精或乳酸释放能量较多较少联系从葡萄糖到丙酮酸这一阶段完全相同，从丙酮酸开始，它们才沿着不同的途径形成不同的产物学生总结细胞呼吸定义：有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。意义：细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。影响有氧呼吸的因素及其在生产实践中的应用内因：遗传因素（决定呼吸酶的种类和数量）(1）不同的植物呼吸速率不同；（2）同一植物不同发育时期呼吸速率不同；（3）同一植物不同器官呼吸速率不同。呼吸速率的比较：阳生植物大于阴生植物，幼苗期大于成熟期，生殖器官大于营养器官。外因：环境因素（1）温度在一定范围内，随温度升高呼吸速率逐渐加强，超过最适温度，随温度升高，呼吸酶的活性逐渐减弱，呼吸速率逐渐下降，甚至完全停止。应用：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用减少有机物的消耗，提高产量。（2）氧气的浓度氧气浓度：氧气浓度为零时，无氧呼吸最强，有氧呼吸速率为零。随氧气浓度的增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强，当氧气浓度达到一定值后，随氧气浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量的影响）。如图所示。应用：生产中常利用降低氧的含量能够抑制呼吸作用减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。（3）二氧化碳的浓度增加二氧化碳的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应（从化学平衡的角度得到解释）。在蔬菜水果保鲜中，增加二氧化碳的浓度也具有良好的保鲜效果。应用：如在冬天，北方地区常用地窖来储存大白菜，在冬季地窖里的温度比外界要高一些，一般不会结冰；地窖的口基本是密封的，地窖中的大白菜进行细胞呼吸．消耗掉地窖中的大量氧气，地窖中氧气的含量下降，二氧化碳的含量上升，。这两个因素都会使细胞呼吸速率下降，延长大白菜的保鲜时间。(4）含水量在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱（即自由水含量增加时，代谢旺盛）。应用：种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风于状态（使细胞呼吸降至最低，以减少有机物的消耗）。如果种子中含水量过多，细胞呼吸加强，使种子堆温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸。（5）生产实践中的其他应用①、合理灌溉、带土移栽等都是为了保证细胞正常的呼吸。中耕松土的好处：增加土壤中的氧气含量，从而促进根细胞的呼吸，有利于根对矿物质的吸收；促进硝化细菌的繁殖，使土壤中的转变为，提高土壤肥力。②在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多地转运到有经济价值的器官中去。《第3节细胞呼吸的原理和应用》教案【教材分析】《细胞呼吸的原理和应用》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子与细胞》第5章第3节的教学内容，主要学习细细胞呼吸的原理和应用，本节内容连同本章其他章节是对细胞的能量供应和利用的学习，是学习细胞能量利用的基础。【教学目标与核心素养】科学思维：通过对有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的学习，养成分类与比较的科学思维方式。科学探究：通过实验探究酵母菌细胞呼吸方式，提高实验设计和实验结果分析的科学探究能力。【教学重点和难点】教学重点:理解细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用。教学难点：探究酵母菌细胞呼吸的方式，比较有氧、无氧呼吸的过程及其特点。【教学过程】以酵母菌的科普介绍导入。引入既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸的单细胞原核兼性厌氧菌。阅读课本完成学案糖类相关内容的填空，限时8分钟。一、细胞呼吸1、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2、实质：氧化分解有机物，释放能量二、细胞呼吸方式1、实验原理：酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸作用的类型。2、实验方法：对比试验:设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验现象的关系。3、实验流程：(1)CO2的检测方法:a.CO2使澄清石灰水变浑浊b.CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄c.CO2传感器(2)酒精的检测:橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色(3)实验装置：有氧呼吸无氧呼吸B瓶应封口放置一段时间，除去氧气确保无氧呼吸。B瓶培养液与酸性重铬酸钾产生的反应：橙色→灰绿色（酒精）4、实验结论：a.酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。b.产物：有氧条件：大量的二氧化碳（CO2）和水（H2O）。无氧条件：产生酒精（C2H5OH），还产生少量的二氧化碳（CO2）。c.反应式：三、有氧呼吸四、无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸的比较：五、细胞呼吸原理的应用1、选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。2、酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。3、对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对4、较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。六、影响呼吸作用的外界因素习题：1、下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌(D)A．只进行有氧呼吸B．只进行无氧呼吸C．可能死亡D．既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸2、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是(C)A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D．若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式3.下列关于有氧呼吸过程的叙述,正确的是(D)A.全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行B.第一阶段是葡萄糖分解生成丙酮酸，产生大量的[H]和ATPC.第二阶段是丙酮酸分解生成CO2和H2O，产生少量的ATPD.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP4、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（A）①与氢结合生成水②与碳结合生成二氧化碳③在线粒体中被消耗④在线粒体和细胞质基质中被消耗A．①③B．①④C．②③D．②④5、有氧呼吸中产生能量最多的是（C）A．形成二氧化碳时B．形成［H］时C．形成水时D．形成丙酮酸时6.如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。（1）催化①②进行的酶存在于细胞质基质，E表示的物质为酒精。（2）当小麦种子的CO2的释放量大于O2的吸收量时，说明进行有氧和无氧呼吸。（3）人体中不可以进行的生理过程为②（填序号），原因是细胞中不存在相应的酶。《5.3细胞呼吸的原理和应用》导学案【学习目标】1．说出线粒体的结构和功能。2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。【学习重难点】1．细胞呼吸的原理和本质。2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。【学习过程】一、酵母菌细胞呼吸方式的实验探究1．实验原理：酵母菌的新陈代谢类型是：__________________。2．设计并进行实验（实验装置如图）（1）配制酵母菌培养液。①质量分数为10%的溶液的作用是：__________________。②B瓶在实验开始前先要放置一段时间，目的是__________________。（2）检测的产生，装置如右图所示（3）检测酒精的产生：自A、B中各取滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加酸性__________________溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。（4）实验现象甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度__________________。（填高或低）2号试管中溶液由__________________色，1号试管不变色。（5）实验结论:酵母菌在_________和___________条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。二、呼吸作用：1．什么叫做呼吸作用？2．呼吸作用又称作什么？为什么？3．呼吸作用和人的呼吸是同一概念吗？4．呼吸作用与物质的燃烧有什么相同点和不同点？三、线粒体的结构和功能据图回答问题：（1）写出结构的名称①_________②___________③________④__________（2）与细胞呼吸有关的酶存在于_______和_______。（3）线粒体的功能___________________________。四、有氧呼吸1．写出有氧呼吸过程三个阶段的表达式及发生的场所。2．写出有氧呼吸过程的总反应式。并标明氧元素的来源和去向。五、无氧呼吸1．写出无氧呼吸过程中的两个阶段的反应式及反应场所。2．酵母菌无氧呼吸的总反应式？3．乳酸菌无氧呼吸的总反应式？4．无氧呼吸释放能量较少，大部分储存在哪里？5．有氧呼吸和无氧呼吸有哪些区别和联系？呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件物质变化能量变化联系实质联系注意：①葡萄糖是细胞内的呼吸作用经常利用的物质，细胞内的其他物质，脂肪、蛋白质等有机物，都可以作为能源物质被氧化分解。②呼吸作用过程是生物细胞利用酶分解体内物质的过程，是一系列酶促反应，所以，除了缺乏氧气能影响生物的有氧呼吸外，影响呼吸作用最重要的环境因素是温度。5.3细胞呼吸的原理和应用同步练习1.线粒体在合成ATP时，下列哪个条件不需要 ()A.基质中含有O2 B.基质中含有ADPC.基质中含有NADPH D.基质中含有丙酮酸2.下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多的过程是()A.① B.② C.③ D.④3.细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水，2，4-二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响，但能抑制ATP合成。据此推测下列说法正确的是()A.有氧呼吸第一阶段不会产生ATP，该过程不受DNP影响B.DNP主要在线粒体基质中发挥作用，因为其形成ATP最多C.DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加D.DNP抑制葡萄糖进入红细胞，进而抑制细胞有氧呼吸过程4.如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是 ()A.实验自变量是氧气浓度，因变量是CO2和酒精生成量B.在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种C.在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍D.实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制5.如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是()A.从甲图可知，细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度B.乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸C.乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖D.乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制6.如图表示温度对某植物幼苗呼吸作用的影响，下列说法不正确的是()A.测定该植物的呼吸作用强度需要在避光条件下进行B.据图可知该植物呼吸作用的最适温度是30℃左右C.40℃较长时间处理植物幼苗呼吸作用减弱，原因是酶的活性降低甚至丧失D.据图推测若温度为50℃短时间处理，该植物的呼吸作用强度一定大于40℃7.下列有关图示装置的叙述不正确的是 ()A.此装置是研究微生物呼吸作用与温度的关系B.实验前煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气C.微生物发酵时的呼吸作用强弱受温度影响D.发酵液中的微生物在此装置中可能进行无氧呼吸8.2018年9月台风“山竹”造成东部沿海地区的某些植物较长时间淹水而大面积死亡。原因是 ()A.无氧呼吸产热量不足导致酶活性下降B.产物酒精积累导致蛋白质变性，细胞死亡C.水分过多，导致植物吸水过多细胞涨破死亡D.产物乳酸大量积累，导致乳酸中毒9.如图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是()A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞10.在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以判断此过程()A．一定是有氧呼吸B．一定不是产生乳酸的无氧呼吸C．一定不是产生酒精的无氧呼吸D．一定是无氧呼吸11.如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是()A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中12.酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中，测得CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比为()A．1∶6 B．1∶3C．1∶2 D．1∶113.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，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：氧浓度(%)abcd产生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol产生酒精的量9mol6.5mol6mol0mol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14.如图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述正确的是()A．当氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸B．当氧气浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖数量相等C．曲线Ⅲ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体D．曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与氧浓度的关系15.“仙人掌防辐射”“吊兰能吸收装修产生的有害气体”……不少商家为推销花草，大力宣传各种花草的“防辐射”“防毒”功能。假如人们生活在含有18O2气体的房间内，18O2进入细胞内，最先出现18O的化合物是()A．丙酮酸 B．乳酸C．二氧化碳 D．水16.下图是外界条件(温度和O2浓度)对植物呼吸作用相对速率影响的曲线图。请据图回答下列问题：(1)甲图中AB段说明：随着温度升高，呼吸作用________，BC段说明温度超过某一值后，随着温度升高，呼吸作用的相对速率________。原因是______________________________________________。(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用，那么DE段时根内积累的有害物质可能是________。(3)乙图中曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是_____________________。曲线Ⅱ所表示的呼吸类型中利用O2的场所是________________。(4)若以CO2的释放量表示呼吸作用的相对速率，曲线Ⅰ、Ⅱ交叉时，两种呼吸作用消耗葡萄糖的量之比为________。此时，CO2产生的场所是________、________。17.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置。请分析回答：(1)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是________________。(2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子进行________________过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子进行________________过程。(3)在25℃下10min内，如果甲装置中墨滴右移30mm，乙装置中墨滴左移200mm，则萌发小麦种子的呼吸熵是________。(4)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化，还应设置一个对照装置。对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入____________________。18.某同学用如图装置测定密闭容器中发芽的小麦种子的呼吸方式。其中甲实验装置设计如下：密闭的锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。瓶底放入经消毒的正在萌发的小麦种子，并放置到20%恒温环境中培养一段时间。(1)NaOH溶液的作用是________________________________________。小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用_________________________________________________________________________。(2)由于发芽小麦种子的呼吸作用，甲装置内的气体发生了变化，使得墨水滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是________。(3)乙装置用来测定发芽小麦种子呼吸作用过程中的另一种气体的变化，则乙装置锥形瓶的小烧杯内放入________________。(4)若甲装置测出的实验数据(墨水滴向右移动量)为X，乙装置测得的实验数据(墨水滴向左移动量)为Y，则装置中种子的有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为________。(5)为了纠正环境因素对甲装置引起的误差，必须另设丙装置进行校正。则丙装置锥形瓶中放置__________________，小烧杯内放置_______________，其他处理与实验组完全相同。5.3细胞呼吸的原理和应用同步练习答案解析1.线粒体在合成ATP时，下列哪个条件不需要 ()A.基质中含有O2 B.基质中含有ADPC.基质中含有NADPH D.基质中含有丙酮酸【答案】C【解析】当线粒体基质中存在氧气时，细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段，合成少量的ATP，A、D不符合题意；合成ATP的原料是ADP和Pi，B不符合题意；NADPH是光合作用光反应阶段产生的，用于暗反应过程中三碳化合物的还原，线粒体有氧呼吸中所用的还原剂为NADH，C符合题意。2.下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多的过程是()A.① B.② C.③ D.④【答案】B【解析】图中①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示有氧呼吸的第三阶段，③表示有氧呼吸的第二阶段，④表示无氧呼吸的第二阶段。其中有氧呼吸的第三阶段产生ATP最多。3.细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水，2，4-二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响，但能抑制ATP合成。据此推测下列说法正确的是()A.有氧呼吸第一阶段不会产生ATP，该过程不受DNP影响B.DNP主要在线粒体基质中发挥作用，因为其形成ATP最多C.DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加D.DNP抑制葡萄糖进入红细胞，进而抑制细胞有氧呼吸过程【答案】C【解析】有氧呼吸第一阶段能产生ATP，A错误；根据题意，DNP主要在线粒体内膜中发挥作用，抑制有氧呼吸第三阶段中ATP的合成，并且第三阶段产生的ATP最多，B错误；根据题意，DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜的酶无法催化形成ATP，结果能量以热能形式散失，故线粒体内膜上散失的热能将增加，C正确；根据题意，DNP抑制有氧呼吸第三阶段ATP的合成，而红细胞只进行无氧呼吸，故DNP对葡萄糖进入红细胞过程无影响，D错误。4.如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是 ()A.实验自变量是氧气浓度，因变量是CO2和酒精生成量B.在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种C.在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍D.实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制【答案】C【解析】该实验的目的是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式的影响，自变量是氧气浓度。根据图解可知，实验的因变量是CO2和酒精生成量，A项正确；在氧气浓度为a时，酵母菌产生的CO2量和酒精量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸。在氧气浓度为d时，呼吸作用的产物只有CO2，没有酒精产生，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸，故B项正确；在氧气浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精10mol(无氧呼吸产生CO2也是10mol)，根据无氧呼吸反应式可推知酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖10÷2=5mol。此时酵母菌细胞呼吸产生的CO2总量是20mol，则有氧呼吸产生CO2为20-10=10mol，根据有氧呼吸反应式可推知，此时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6=5/3mol。因此，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的5/3÷5=1/3倍，故C项错误；实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制，D项正确。5.如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是()A.从甲图可知，细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度B.乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸C.乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖D.乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制【答案】B【解析】甲图中B点对应的温度下植物呼吸作用的相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛，A正确；随氧气浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖，C正确；有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度和呼吸酶数量的限制，所以曲线Ⅱ最终趋于平衡，D正确。【延伸探究】乙图中曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点处，该植物有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之比是：1∶1，消耗的葡萄糖之比是：1∶3。6.如图表示温度对某植物幼苗呼吸作用的影响，下列说法不正确的是()A.测定该植物的呼吸作用强度需要在避光条件下进行B.据图可知该植物呼吸作用的最适温度是30℃左右C.40℃较长时间处理植物幼苗呼吸作用减弱，原因是酶的活性降低甚至丧失D.据图推测若温度为50℃短时间处理，该植物的呼吸作用强度一定大于40℃【答案】D【解析】植物测定呼吸作用强度时应在避光条件下进行，在光照条件下植物会进行光合作用；据图可知该植物呼吸作用的最适温度是30℃左右；据图分析可知40℃时，温度过高酶的活性降低甚至丧失，使呼吸作用减弱；40℃时已经超过最适温度，50℃酶活性最可能降低甚至会丧失，因此呼吸作用强度最可能小于40℃。7.下列有关图示装置的叙述不正确的是 ()A.此装置是研究微生物呼吸作用与温度的关系B.实验前煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气C.微生物发酵时的呼吸作用强弱受温度影响D.发酵液中的微生物在此装置中可能进行无氧呼吸【答案】A【解析】此装置也可以探究微生物的呼吸作用类型，A项错误；煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气，B项正确；微生物的呼吸作用强弱会受温度等条件影响，C项正确；发酵液中的微生物可能进行有氧呼吸，也可能进行无氧呼吸，D项正确。8.2018年9月台风“山竹”造成东部沿海地区的某些植物较长时间淹水而大面积死亡。原因是 ()A.无氧呼吸产热量不足导致酶活性下降B.产物酒精积累导致蛋白质变性，细胞死亡C.水分过多，导致植物吸水过多细胞涨破死亡D.产物乳酸大量积累，导致乳酸中毒【答案】B【解析】植物淹水后无法进行有氧呼吸只能进行无氧呼吸产生酒精和CO2，酒精积累导致细胞内蛋白质变性死亡；植物有细胞壁的支持和保护，不会出现吸水过多涨破的现象。9.如图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是()A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞【答案】B【解析】题图表示酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的两个过程，酶2催化的是有氧呼吸的第二、三过程，这两个过程发生在酵母菌的线粒体中；消耗等量的葡萄糖释放的能量中，有氧呼吸释放的能量多；有氧呼吸中，一分子葡萄糖产生6分子CO2，而无氧呼吸中，一分子葡萄糖产生2分子CO2；酒精以自由扩散方式运出细胞。10.在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以判断此过程()A．一定是有氧呼吸B．一定不是产生乳酸的无氧呼吸C．一定不是产生酒精的无氧呼吸D．一定是无氧呼吸【答案】B【解析】无氧呼吸产生酒精和CO2或乳酸，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，只有产乳酸的无氧呼吸不产生CO2，因此可判定只有B项正确。11.如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是()A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中【答案】D【解析】图甲中2→3表示有氧呼吸的第一阶段，和无氧呼吸的第一阶段完全相同，而活细胞都能进行有氧或无氧呼吸；图甲中3→6表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处；图乙中③处为线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，有氧呼吸第三阶段是[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4指的是水；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用。12.酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中，测得CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比为()A．1∶6 B．1∶3C．1∶2 D．1∶1【答案】B【解析】据题意知CO2的释放量比O2的吸收量大，由此可知酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。有氧呼吸时O2的吸收量与CO2的释放量相等。假设O2的吸收量为1mol，则据题意知CO2的释放量为2mol。有氧呼吸释放的CO2量应为1mol，则无氧呼吸释放的CO2量也为1mol。由于有氧呼吸产生1molCO2需要消耗1/6mol葡萄糖，无氧呼吸产生1molCO2需要消耗1/2mol葡萄糖，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比为(1/6)∶(1/2)＝1∶3。13.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，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：氧浓度(%)abcd产生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol产生酒精的量9mol6.5mol6mol0mol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【答案】D【解析】根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式分析，有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2，且二者的摩尔数相等。据此判断，当氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸；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少；氧浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。14.如图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述正确的是()A．当氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸B．当氧气浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖数量相等C．曲线Ⅲ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体D．曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与氧浓度的关系【答案】A【解析】图中曲线Ⅰ表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，曲线Ⅲ表示进行有氧呼吸产生的CO2量，曲线Ⅱ表示该器官进行细胞呼吸产生的CO2总量。当氧浓度为b时，无氧呼吸速率为0，该器官只进行有氧呼吸；当氧气浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等，但无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；酵母菌是兼性厌氧菌，其细胞呼吸与氧浓度的关系如曲线Ⅱ所示。15.“仙人掌防辐射”“吊兰能吸收装修产生的有害气体”……不少商家为推销花草，大力宣传各种花草的“防辐射”“防毒”功能。假如人们生活在含有18O2气体的房间内，18O2进入细胞内，最先出现18O的化合物是()A．丙酮酸 B．乳酸C．二氧化碳 D．水【答案】D【解析】有氧呼吸过程中，O2并未直接氧化有机物，其作用是接受有氧呼吸前两个阶段中产生的[H]，生成水，同时释放出大量能量。有氧呼吸过程中生成的CO2中的O来自葡萄糖和反应物中的水，生成的水中的O都来自空气中的O2。16.下图是外界条件(温度和O2浓度)对植物呼吸作用相对速率影响的曲线图。请据图回答下列问题：(1)甲图中AB段说明：随着温度升高，呼吸作用________，BC段说明温度超过某一值后，随着温度升高，呼吸作用的相对速率________。原因是______________________________________________。(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用，那么DE段时根内积累的有害物质可能是________。(3)乙图中曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是_____________________。曲线Ⅱ所表示的呼吸类型中利用O2的场所是________________。(4)若以CO2的释放量表示呼吸作用的相对速率，曲线Ⅰ、Ⅱ交叉时，两种呼吸作用消耗葡萄糖的量之比为________。此时，CO2产生的场所是________、________。【答案】(1)增强降低在一定范围内，温度升高，酶的活性也升高；当温度超过最适温度后，随着温度升高，酶的活性降低(2)无氧酒精(3)随着O2浓度增加，无氧呼吸受到的抑制作用增强线粒体内膜(4)3∶1细胞质基质线粒体基质【解析】呼吸作用需要酶的催化，温度影响酶的活性，温度过高或过低，酶的活性都会降低；水稻根细胞无氧呼吸的产物是酒精