資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第8講　細胞呼吸
[素養目標]
1．通過比較有氧呼吸和無氧呼吸場所、過程的不同，掌握分類比較的研究方法。(科學思維)
2．通過實驗設計與實驗結果分析，探究有氧和無氧條件下酵母菌的呼吸方式。(科學探究)
　呼吸作用的方式與過程
1．細胞呼吸的概念：有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放能量并生成ATP的過程。細胞呼吸的實質是細胞內的有機物氧化分解并釋放能量。
2．有氧呼吸
(1)概念：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。
(2)過程圖解
(3)有氧呼吸的總反應式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
(4)能量轉化
[提醒]　(1)線粒體不可以徹底分解葡萄糖
真核細胞中葡萄糖的徹底分解離不開線粒體，但線粒體不能直接將葡萄糖氧化分解，只有在細胞質基質中將葡萄糖分解為丙酮酸后，丙酮酸才能在線粒體中被進一步徹底氧化分解為CO2和H2O。
(2)脂肪進行有氧呼吸時消耗O2的量大于產生CO2的量是因為脂肪與葡萄糖相比，含H量高。
3．無氧呼吸
(1)
(2)能量
①只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。
②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
(3)產物不同的原因
①直接原因：酶不同。
②根本原因：基因不同或基因的選擇性表達。
1．(必修1 P92正文)有氧呼吸第二、三階段所需的酶都分布在線粒體內膜的嵴上。(×)
2．(必修1 P93“相關信息”)細胞呼吸過程中產生的[H]是還原型輔酶Ⅰ的簡化表示方法。(√)
3．(必修1 P94“相關信息”)人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸，能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。(√)
4．(必修1 P94正文)無氧呼吸只在第一階段釋放少量的能量，生成少量的ATP。(√)
5．(必修1 P94小字)細胞呼吸是生物體代謝的樞紐，蛋白質、糖類和脂質的代謝都可以通過細胞呼吸過程聯系起來。(√)
1．必修1 P92圖5 8拓展：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其在結構上與功能相適應的特點有_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：線粒體具有內、外兩層膜，內膜向內折疊形成嵴，擴大了內膜的表面積。線粒體內膜和基質中含有許多與有氧呼吸有關的酶
2．必修1 P93正文及“思考·討論”拓展：呼吸作用和有機物的燃燒都是分解有機物、釋放能量的過程，不同的是有氧呼吸是在__________條件下進行的；有機物中的能量是__________；有一部分能量______________，這種方式保證了__________________________，有利于__________________________。
提示：溫和的　逐步釋放的　儲存在ATP中　有機物中的能量得到最充分的利用　維持細胞的相對穩定狀態
3．必修1 P94正文拓展：無氧呼吸中葡萄糖中能量的去向是____________________；釋放能量的去向是____________________。
提示：大部分儲存在酒精或乳酸中，少部分釋放　大部分以熱能形式散失，少部分生成ATP
1．比較有氧呼吸與無氧呼吸[科學思維]
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不同點 反應條件 需要O2、酶 不需要O2，需要酶
場所 細胞質基質、線粒體基質、線粒體內膜 細胞質基質
產物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量
釋放 有機物徹底氧化分解，釋放大量能量 有機物分解不徹底，能量釋放較少
相同點 實質 分解有機物，釋放能量，生成ATP
意義 ①為各項生命活動提供能量 ②生物體代謝的樞紐
聯系 第一階段相同
2.細胞呼吸中[H]和ATP的來源與去向[科學思維]
項目 來源 去向
[H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O； 無氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：與O2結合生成水； 無氧呼吸：還原丙酮酸
ATP 有氧呼吸：三個階段都產生； 無氧呼吸：只在第一階段產生 用于各項生命活動
3.不同生物無氧呼吸的產物[生命物質觀]
4．細胞呼吸反應式中各物質量的比例關系[科學思維]
(1)反應式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)相關物質間量的比例關系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③產生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量：無氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
[探究意圖：以細胞呼吸過程圖為情境信息考查生命觀念]
據圖分析有氧呼吸和無氧呼吸過程：
(1)反應①②③④中，可在人體細胞中進行的有哪些？(用序號作答)
提示：①②④。
(2)根系缺氧會導致根細胞無氧呼吸增強，能否用CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標？為什么？
提示：不能，因為無氧呼吸可能會產生CO2。
(3)如果是以脂肪為底物進行有氧呼吸，消耗O2的量要與產生CO2的量相等嗎？為什么？
提示：消耗O2的量要大于產生CO2的量，其原因是與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產生CO2的量。
突破點1　結合有氧呼吸與無氧呼吸的過程，考查生命觀念
1．下列①～④代表細胞呼吸過程中物質的變化，有關說法錯誤的是(　　)
①葡萄糖―→丙酮酸　　②丙酮酸―→二氧化碳和水
③丙酮酸―→乳酸 ④丙酮酸―→酒精和二氧化碳
A．人體中①和②過程都必須在有氧條件下才能進行
B．③過程可發生在正常人體細胞中，產物不會導致內環境pH劇烈變化
C．蘋果和玉米種子的胚在無氧條件下可以分別進行①④和①③過程
D．在黑暗條件下，小麥②過程發生在線粒體中，產生大量ATP
解析：人體細胞必須在有氧條件下進行的是②過程，①過程表示細胞呼吸的第一階段，有氧條件下和無氧條件下均可進行，A錯誤；③過程只產生乳酸，可發生在人體細胞無氧呼吸過程中，由于內環境中存在緩沖物質，故產生的乳酸不會導致內環境pH劇烈變化，B正確；蘋果在無氧條件下進行無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳，對應①④過程，玉米種子的胚在無氧條件下進行無氧呼吸的產物是乳酸，對應①③過程，C正確；小麥在黑暗條件下仍可以進行有氧呼吸，②過程表示有氧呼吸第二和第三階段，發生在線粒體中，第三階段產生大量ATP，D正確。
答案：A
2．線粒體中的[H]與氧氣結合的過程需要細胞色素c的參與。細胞接受凋亡信號后，線粒體中的細胞色素c可轉移到細胞質基質中，并與Apaf 1蛋白結合引起細胞凋亡。下列說法錯誤的是(　　)
A．真核生物有氧呼吸過程產生[H]的場所為細胞質基質和線粒體基質
B．細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應
C．細胞色素c功能喪失的細胞將無法合成ATP
D．若細胞中Apaf 1蛋白功能喪失，細胞色素c將不會引起該細胞凋亡
解析：真核生物有氧呼吸中產生[H]的場所是細胞質基質和線粒體基質，A項正確；線粒體中的[H]與氧氣結合的過程需要細胞色素c的參與，這說明細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應，B項正確；細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應，但無氧呼吸第一階段和有氧呼吸的第一、二階段中也產生ATP，C項錯誤；細胞色素c與Apaf 1蛋白結合后引起細胞凋亡，若Apaf 1蛋白功能喪失，則細胞色素c不會引起該細胞凋亡，D項正確。
答案：C
突破點2　借助細胞呼吸類型的判斷，考查科學思維能力
3．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，當通入不同濃度的氧氣時，瓶內產生的C2H5OH和CO2的量如表。下列敘述正確的是(　　)
氧氣濃度 a b c d
產生CO2的量 9 mol 12.5 mol 21 mol 30 mol
產生C2H5OH的量 9 mol 6.5 mol 3 mol 0 mol
①a氧氣濃度接近0；d時只進行有氧呼吸
②b時經無氧呼吸產生的CO2有6.5 mol
③c時有氧呼吸與無氧呼吸產生的丙酮酸分子之比為3∶1
④有氧呼吸與無氧呼吸產生等量CO2時的氧氣濃度介于c和d之間
A．①②　　　　　　 B．③④
C．①③ D．②④
解析：當酵母菌只進行有氧呼吸時，消耗的氧氣量與產生的二氧化碳量相等；當酵母菌只進行無氧呼吸時，不消耗氧氣，但產生二氧化碳的量等于產生酒精的量；當酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸時，產生的二氧化碳量>消耗的氧氣量>0。所以a氧氣濃度接近0，酵母菌只進行無氧呼吸；d時不產生酒精，酵母菌只進行有氧呼吸，①正確；b時經無氧呼吸產生的CO2有6.5 mol，經有氧呼吸產生的CO2有6 mol，②正確；c時有氧呼吸與無氧呼吸產生的丙酮酸分子之比為∶＝2∶1，③錯誤；有氧呼吸與無氧呼吸產生等量CO2時的氧氣濃度介于b和c之間，④錯誤。
答案：A
4．(多選)鼠肝臟部分切除后修復的過程中，肝細胞在有氧條件下葡萄糖的代謝過程如圖。下列說法不正確的是(　　)
A．在有氧條件下，肝細胞可以同時進行有氧呼吸和無氧呼吸產生能量
B．過程②形成的五碳糖可用于合成脫氧核苷酸，并可作為轉錄的原料
C．過程③產生的ATP可用于肝細胞主動吸收所需的營養物質
D．過程④的反應場所是線粒體基質，該過程既消耗水，也能產生水
解析：在有氧條件下，肝臟細胞可以同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，A正確；轉錄的過程所需的原料是核糖核苷酸而不是脫氧核苷酸，B錯誤；無氧呼吸只在第一階段產生少量ATP，第二階段不產生ATP，C錯誤；過程④的反應場所是線粒體基質和線粒體內膜，D錯誤。
答案：BCD
判斷細胞呼吸方式的三大依據(以葡萄糖為呼吸底物)
1．分析有氧呼吸和無氧呼吸過程中能量的釋放和轉化，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？
提示：①有氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量全部釋放出來； 釋放的能量主要以熱能的形式散失了。
②無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉移到乳酸或酒精中沒有釋放出來；釋放的能量主要以熱能形式散失了。
2．糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象，其原因是____________________。
提示：種子在有氧呼吸過程中產生了水
3．同一植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱，其內部原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：同一植株的底部葉片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用強度比頂部葉片弱
　影響細胞呼吸的因素及應用
1．溫度對細胞呼吸的影響
(1)原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶活性進而影響細胞呼吸速率。
(2)應用
①保鮮：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延長保鮮時間。
②提高產量：溫室中栽培蔬菜時，夜間適當降低溫度，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高蔬菜的產量。
2．氧氣濃度對細胞呼吸的影響
(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制(填“促進”或“抑制”)作用，對有氧呼吸過程有促進(填“促進”或“抑制”)作用。
(2)應用
①選用透氣的消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。
②作物栽培中的中耕松土，保證根的正常細胞呼吸。
③提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產生大量乳酸。
④稻田定期排水，抑制無氧呼吸產生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。
3．二氧化碳濃度對細胞呼吸的影響
(1)原理：CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。
(2)應用：在蔬菜和水果保鮮中，適當增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。
4．水對細胞呼吸的影響
(1)原理
①間接影響：細胞內的許多生化反應需要水的參與，自由水含量升高，細胞呼吸加快。
②直接影響：水是有氧呼吸的反應物之一。
(2)應用
①抑制細胞呼吸：曬干的種子自由水含量降低，細胞呼吸減慢，有利于儲藏。
②促進細胞呼吸：浸泡種子有利于種子的萌發。
1．(必修1 P94文字)釀酒過程的早期需要不斷通氣的目的是促進酵母菌有氧呼吸產生酒精。(×)
2．(必修1 P95“思考·討論”)破傷風芽孢桿菌易在被銹釘扎過的傷口深處繁殖，原因是傷口深處氧氣缺乏。(√)
3．(必修1 P95文字)中耕松土、適時排水都是通過改善氧氣供應來促進作物根系的呼吸作用。(√)
4．(必修1 P95“思考·討論”)慢跑時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產生乳酸。(×)
1．必修1 P95“思考·討論”拓展：水果、蔬菜和種子儲藏條件有何異同點？
提示：水果、蔬菜和種子都需要在低溫、低氧、高CO2濃度條件下儲藏。但水果、蔬菜需要在適宜水分條件(一定濕度)下儲藏且需要零上低溫；種子需要在干燥條件下儲藏。
2．必修1 P96“拓展應用”拓展：
(1)“松土”對農作物的意義和對全球氣候的影響分別是什么？
提示：松土透氣可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長，吸收更多的CO2，緩解全球氣候變暖現象；增強根系的水土保持能力；避免根細胞由于無氧呼吸產生酒精對根系造成的傷害。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，促使這些微生物對土壤有機物的分解，為植物生長提供更多的CO2，也有可能導致局部大氣CO2濃度上升。松土不當，可能傷害植物根系；要根據不同植物、植物不同的生長階段等，采取不同的松土方法。
(2)有氧呼吸與無氧呼吸過程在哪一個階段是相同的？聯想到地球的早期大氣以及原核細胞的結構，推測生物類型和代謝類型進化順序。
提示：有氧呼吸與無氧呼吸過程的第一階段相同。
生物進化順序：原核生物→真核生物；
代謝進化順序：無氧呼吸→有氧呼吸。
1．影響細胞呼吸的內部因素[科學思維]
項目 規律 舉例
遺傳特性 不同種類的植物呼吸速率不同 旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物
生長發育時期不同 同一植物在不同的生長發育時期呼吸速率不同 同一植株幼苗期、開花期呼吸速率較高，成熟期呼吸速率較低
器官類型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 生殖器官大于營養器官
2.溫度和O2濃度對細胞呼吸影響的曲線分析[科學思維]
(1)溫度對細胞呼吸的影響曲線
①a點為呼吸酶的最適溫度，細胞呼吸速率最快。
②溫度低于a點時，隨溫度降低，酶活性下降，細胞呼吸受抑制。
③溫度高于a點時，隨溫度升高，酶活性下降甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。
(2)O2濃度對細胞呼吸的影響曲線
①A點時，O2濃度為零，細胞進行無氧呼吸。
②O2濃度為0～10%時，隨O2濃度的升高，無氧呼吸速率減慢；O2濃度為10%(即B點)時，無氧呼吸停止。
③O2濃度為0～20%時，隨O2濃度升高，有氧呼吸速率逐漸增強。
④隨O2濃度的升高，細胞呼吸速率先減慢后加快，最后趨于穩定。
⑤O2濃度為5%左右時，細胞呼吸強度最弱。
[提醒]　影響細胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強相關組織或器官的細胞呼吸強度，可采取供水、升溫、增氧等措施；若需降低細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。
[探究意圖：以氧氣對細胞呼吸的影響模型為情境信息考查科學思維]
氧氣影響細胞呼吸的模型構建與解讀：
(1)O2濃度在2.5%～10%時、在10%以上時，該器官的細胞呼吸方式有什么不同？
提示：O2濃度在2.5%～10%時，進行有氧呼吸和無氧呼吸；O2濃度在10%以上時，只進行有氧呼吸。
(2)O2濃度為C時，AB＝BC，此時有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一樣多？
提示：不是。根據有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸時，1C6H12O6→6CO2；無氧呼吸時，1C6H12O6→2CO2。所以當有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)在保存蔬菜、水果時，應選擇哪一點對應的O2濃度？為什么？
提示：應選擇R點對應的O2濃度，因為此時總CO2釋放量最少，有機物的消耗最少。
突破點1　圍繞細胞呼吸的應用，考查科學思維與社會責任
1．下列關于呼吸作用原理的應用，正確的是(　　)
A．提倡慢跑等有氧運動的原因之一是體內不會因劇烈運動產生大量的酒精對細胞造成傷害
B．給作物施農家肥，既能防止土壤板結，又能提高CO2濃度，有利于作物增產
C．鳥類和哺乳動物維持體溫恒定所需的能量，主要來自ATP的水解
D．包扎傷口時，需要選用透氣性好的創可貼，防止破傷風芽孢桿菌感染傷口表面并大量繁殖
解析：提倡慢跑等有氧運動的原因之一是體內不會因劇烈運動產生大量的乳酸對細胞造成傷害，A錯誤；鳥類和哺乳動物維持體溫恒定所需的能量，主要來自有機物氧化分解釋放的熱能，C錯誤；破傷風芽孢桿菌為厭氧菌，包扎傷口時，需要選用透氣性好的創可貼，防止破傷風芽孢桿菌感染傷口深處并大量繁殖，D錯誤。
答案：B
2．(2022·山東濰坊模擬)《糧油儲藏技術規范國家標準(GB/T29890—2013)》為我國糧油儲藏安全提供了重要技術保障，對糧溫、水分含量、糧堆氣體成分及濃度等作出了明確規定。其中部分術語和定義如表。下列有關敘述錯誤的是(　　)
術語 定義
安全水分 某種糧食或油料在常規儲存條件下，能夠在當地安全度夏而不發熱、不霉變的水分含量
低氧 糧堆空氣中氧氣濃度高于2%而低于12%的狀態
低溫儲藏 平均糧溫常年保持在15 ℃及以下，局部最高糧溫不超過20 ℃的儲藏方式
A.保持安全水分主要是通過減少自由水的含量實現的
B．儲藏期間，若水分含量過高，糧食會因呼吸代謝增強而發熱導致滋生霉菌
C．糧堆空氣中氧氣濃度高于2%低于12%的狀態，主要是保證有氧呼吸強度最低
D．糧溫不超過20 ℃的儲藏方式是通過降低酶的活性使其代謝速率維持在低水平
解析：自由水可以自由流動，容易蒸發，而結合水不能自由流動，不易蒸發，因此保持安全水分主要是通過減少自由水的含量實現的，A正確；儲藏期間，若水分含量過高，糧食會因呼吸代謝增強而發熱導致滋生霉菌，B正確；糧堆空氣中氧氣濃度高于2%低于12%的狀態，主要是保證細胞呼吸(有氧呼吸和無氧呼吸)強度最低，C錯誤；糧溫不超過20 ℃的儲藏方式是通過降低酶的活性使其代謝速率維持在低水平，D正確。
答案：C
突破點2　圍繞影響細胞呼吸因素的分析，考查科學思維能力
3．(多選)科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細胞呼吸速率的影響，結果如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．在30 ℃條件下，60 h以后呼吸速率為0的原因是呼吸底物消耗殆盡
B．儲存水蜜桃的最適宜溫度是2 ℃
C．如果在開放環境中做該實驗，呼吸速率曲線可能與圖中的結果不同
D．在三種溫度條件下，三條曲線的變化趨勢說明呼吸速率不只與溫度有關
解析：根據呼吸速率單位可知，本實驗測定的是有氧呼吸速率，是在密閉環境中進行的，在30 ℃條件下，60 h以后O2消耗速率為0的原因可能是呼吸底物消耗殆盡，也可能是密閉環境中的O2消耗殆盡，A錯誤。該實驗中只有三個溫度，在這三個溫度中2 ℃比較適宜儲存水蜜桃，但不一定就是其最適宜的儲存溫度，B錯誤。根據題干可知，該實驗是在密閉罐中進行的，呼吸速率受O2濃度的限制，如果在開放環境中做該實驗，O2濃度變化較小，所測得的呼吸速率曲線可能與圖中的結果不同，C正確。呼吸速率除與溫度有關外，還與O2濃度等有關，D正確。
答案：CD
4．草莓果實含有多種有機物且含水量高，深受人們的喜愛。為推動草莓物流的發展，某生物小組探究了不同儲藏溫度對草莓果實呼吸強度的影響，結果如圖。
回答下列問題：
(1)該實驗根據CO2使______________溶液由藍變綠再變黃的時間長短，檢測呼吸強度，但不能用有無CO2的釋放作為判斷草莓果實細胞呼吸類型的指標，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究表明，隨儲藏溫度的升高，草莓果實的鮮重逐漸下降，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)依據該實驗________(填“能”或“不能”)推斷草莓果實呼吸相關酶的最適溫度，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)利用細胞呼吸的原理，請提出有利于草莓儲藏的措施________________________(答出兩條即可)。
解析：(1)CO2能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，CO2濃度不同變色所需要的時間不同。另外，草莓果實細胞有氧呼吸與無氧呼吸都會產生CO2，故不能根據有無CO2的產生來判斷草莓果實細胞的呼吸類型。(2)隨儲藏溫度的升高，細胞中的有機物氧化分解加快，水分散失增多，因此鮮重會下降。(3)在圖示曲線中，隨著溫度升高，草莓果實細胞呼吸強度一直呈上升趨勢，實驗結果未出現峰值，因此無法推斷草莓果實呼吸相關酶的最適溫度。(4)根據曲線信息可知，低溫時草莓果實細胞呼吸強度較弱，另外在低氧環境下細胞呼吸強度也較弱，從而減少有機物的消耗，有利于草莓的儲藏。
答案：(1)溴麝香草酚藍　草莓果實細胞有氧呼吸和無氧呼吸都產生CO2　(2)隨儲藏溫度的升高，草莓果實有機物氧化分解加快，水分散失增多，鮮重逐漸下降　(3)不能　實驗結果未出現峰值　(4)低溫、低氧環境下儲藏(合理即可)
1．利用酵母菌生產葡萄酒時，酒精含量不會一直增加，當達到12%～16%時，發酵就停止了，其原因最可能是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：酵母菌在無氧及其他條件合適的情況下，隨著發酵產物(如酒精)增多，營養物質減少及酸堿度發生變化等，其繁殖速度逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發酵最終會停止
2．大豆種子萌發過程中，O2消耗量等于CO2釋放量時，是無氧呼吸的消失點嗎？
提示：大豆種子富含脂肪，而脂肪氧化分解時耗氧量大于CO2釋放量，故當二者相等時，大豆種子應該還在進行微弱的無氧呼吸。
3．密封地窖能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯的原因是什么？
提示：密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。
　實驗：探究酵母菌細胞的呼吸方式
1．實驗原理
(1)酵母菌代謝類型
(2)產物檢測
產物 試劑 現象(顏色變化)
CO2 澄清石灰水 變混濁(根據混濁程度可確定產生CO2的多少)
溴麝香草酚藍溶液 藍色→綠色→黃色(根據溶液變成黃色時間長短可確定產生CO2的多少)
酒精 酸性條件下橙色的重鉻酸鉀溶液 橙色→灰綠色
2.實驗步驟與結論
1．細胞呼吸材料的選擇和處理
(1)如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
(2)如果實驗材料是酵母菌，實驗所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸，目的是滅菌，排除其他微生物的呼吸作用對實驗結果造成的干擾。
2．實驗注意事項
(1)實驗裝置
甲組探究酵母菌的有氧呼吸，乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對比實驗，設置的是有氧、無氧條件。
(2)無關變量控制
①有氧裝置中空氣先通過NaOH溶液的目的是消除空氣中的CO2，以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2導致的。
②D瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將D瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產生的。
3．“液滴移動法”探究細胞呼吸的方式
(1)探究裝置：欲確認某生物的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示(以發芽種子為例)。
(2)實驗原理
①裝置一：NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸產生的CO2，著色液滴移動的距離代表細胞呼吸吸收O2的量。
②裝置二：著色液滴移動的距離代表細胞呼吸產生的CO2量與吸收的O2量的差值。
(3)實驗結果及結論
實驗結果 結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行產生乳酸的無氧呼吸
不動 右移 只進行產生酒精的無氧呼吸
左移 右移 同時進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸或同時進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸
(4)誤差校正：為使實驗結果準確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發芽種子”，其余均相同。
突破點1　
1．如圖表示某同學驗證呼吸作用產生二氧化碳的實驗裝置，在透明的容器B中放入濕潤的種子。以下說法錯誤的是(　　)
A．設置A裝置的目的是除去空氣中的CO2，確保實驗的科學性
B．種子的呼吸作用一般不受光照的影響，但溫度會影響呼吸作用的強度
C．該裝置一定要放在黑暗的環境中，避免光下種子光合作用的干擾
D．C瓶中澄清石灰水變混濁，是種子進行呼吸作用產生了CO2的緣故
解析：裝置中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，避免對實驗結果造成影響，A正確；影響細胞呼吸的因素有溫度和氧氣濃度等，光照不對細胞呼吸產生影響，B正確；種子不進行光合作用，所以無須放在黑暗環境中，C錯誤；CO2會使澄清石灰水變混濁，所以如果C瓶中澄清的石灰水變混濁，說明種子進行呼吸作用產生了CO2，D正確。
答案：C
2．某同學利用如圖所示的裝置探究酵母菌的呼吸方式，下列敘述錯誤的是(　　)
A．實驗開始前，將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的廣口瓶后需振蕩混勻
B．實驗選用的溫水溫度為30 ℃，是因為該溫度處于酵母菌發酵的適宜溫度范圍內
C．澄清石灰水變混濁，說明酵母菌只進行有氧呼吸
D．拔掉塞子后如能聞到酒味，說明一定有酵母菌進行了無氧呼吸
解析：實驗開始前，將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的廣口瓶后需振蕩混勻，增大酵母菌與葡萄糖的接觸，使其快速繁殖，A正確；實驗選用的溫水溫度為30 ℃，是因為該溫度處于酵母菌發酵的適宜溫度范圍內，B正確；酵母菌是兼性厭氧型生物，有氧呼吸產生CO2和水，無氧呼吸產生CO2和酒精，因此澄清石灰水變混濁，不能說明酵母菌只進行有氧呼吸，C錯誤；酵母菌無氧呼吸產生CO2和酒精，拔掉塞子后如能聞到酒味，說明一定有酵母菌進行了無氧呼吸，D正確。
答案：C
突破點2　
3．(2022·山東泰安模擬)下面三個裝置可用于研究萌發的種子的呼吸作用的方式及其產物，有關分析錯誤的是(　　)
A．甲裝置可用于探究呼吸作用是否產生熱量
B．乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發只進行有氧呼吸
C．丙裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2
D．三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗
解析：甲裝置中含有溫度計，可用于探究呼吸作用是否產生熱量，A正確；乙裝置中NaOH溶液可吸收呼吸產生的二氧化碳，則有色液滴移動的距離代表呼吸消耗的氧氣，因此該裝置可用于探究萌發的種子是否進行有氧呼吸，但不能說明種子萌發只進行有氧呼吸，B錯誤；丙裝置中澄清石灰水可檢測CO2，因此該裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2，C正確；微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗，D正確。
答案：B
4．(多選)溴麝香草酚藍(BTB)是一種酸堿指示劑，變色范圍為pH 6.0～7.6，酸性呈黃色，堿性呈藍色。在BTB溶液中緩慢通入CO2，可逐漸發生以下顏色變化：藍色→綠色→黃色。某興趣小組設計了如下實驗裝置，探究綠豆種子的細胞呼吸方式。下列敘述正確的是(　　)
A．甲瓶中加入氫氧化鈉以除去空氣中的CO2
B．乙、丙瓶中共有的代謝物一定有丙酮酸
C．丙瓶中葡萄糖分解后能量大多釋放并轉化為熱能
D．試管1中的BTB溶液變為黃色所需時間比試管2短
解析：丙瓶進行無氧呼吸，葡萄糖中的能量大多儲存在有機物中，釋放的能量占少部分，C錯誤。
答案：ABD
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．有氧呼吸的場所并非只是線粒體：真核細胞有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體；原核細胞無線粒體，有氧呼吸在細胞質中和細胞膜上進行。
2．葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解，必須在細胞質基質中分解為丙酮酸才能進入線粒體被分解。
3．無氧呼吸只在第一階段產生ATP，第二階段不產生ATP，還要消耗第一階段產生的[H]。
4．人體內產生的CO2只是有氧呼吸產生的，人體內無氧呼吸的產物是乳酸，無CO2。
5．儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環境。蔬菜、水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下，低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫；種子儲存時應保持干燥，而蔬菜、水果儲存時應保持一定的濕度。
6．CO2可使澄清石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃。
7．在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精發生化學反應，變成灰綠色。
真題再現　感悟考情
1．(2021·湖南卷)下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是(　　)
A．南方稻區早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B．農作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長
C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發時呼吸作用需要大量氧氣
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用
解析：根據題意，40 ℃左右溫水淋種，是為了提供水分和適宜的溫度；時常翻種是為了提供氧氣；水分、適宜的溫度和氧氣都可以促進種子的呼吸作用，A正確。貯藏種子的條件是零上低溫、低氧、干燥，無氧條件下種子無氧呼吸旺盛，產物酒精的積累容易使種子腐爛，貯藏壽命縮短，B錯誤。油料作物種子中脂肪較多，相對于糖類而言，脂肪分子中H的比例高，而O的比例低，單位質量的脂肪氧化分解時消耗的氧氣更多，因此播種時宜淺播，C正確。水果保鮮時，利用塑料袋密封保存，可隔絕氧氣，降低呼吸速率，同時減少水分散失，起到保鮮作用，D正確。
答案：B
2．(2021·全國甲卷)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養液中進行實驗，不可能得到的結果是(　　)
A．該菌在有氧條件下能夠繁殖
B．該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產生
C．該菌在無氧條件下能夠產生乙醇
D．該菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2
解析：酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下都能生存，其在有氧的條件下分解有機物釋放能量多，可以增殖，在無氧的條件下發酵產生酒精，A、C不符合題意；酵母菌無氧呼吸的第一階段會產生[H]和丙酮酸，B符合題意；酵母菌有氧呼吸的產物為CO2和H2O，無氧呼吸的產物為CO2和酒精，即酵母菌有氧與無氧呼吸都有CO2產生，D不符合題意。
答案：B
3．(2020·山東卷)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP，這種現象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是 (　　)
A．“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATP
C．癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質基質中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少
解析：與有氧呼吸相比，產生相同ATP的情況下，無氧呼吸消耗的葡萄糖的量遠大于有氧呼吸，癌細胞主要進行無氧呼吸，需要吸收大量葡萄糖，A項正確。癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸為無氧呼吸的第二階段，無氧呼吸只在第一階段產生少量ATP，B項錯誤。癌細胞主要依賴無氧呼吸產生ATP，進行無氧呼吸第一階段和第二階段的場所均為細胞質基質，C項正確。無氧呼吸只在第一階段產生少量NADH，癌細胞主要進行無氧呼吸，產生的NADH比正常細胞少，D項正確。
答案：B
4．(2020·全國Ⅰ卷)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖，下列關于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　)
A．若產生的CO2與乙醇的分子數相等，則細胞只進行無氧呼吸
B．若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C．若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D．若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
解析：有氧呼吸的反應式為C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，無氧呼吸的反應式為C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。據此推理，若產生的CO2與乙醇的分子數相等，則細胞只進行產生乙醇和CO2的無氧呼吸，A項正確。若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的分子數相等，B項正確。若細胞只進行無氧呼吸且產物為乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放，C項正確。若細胞同時進行有氧呼吸和產物為乙醇、CO2的無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的少；若細胞同時進行有氧呼吸和產物為乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數等于釋放CO2的分子數，D項錯誤。
答案：D

展開更多......

收起↑