2023新教材高考生物一轮第三单元细胞的能量供应和利用课堂互动探究案2细胞呼吸课件

细胞呼吸\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一　细胞呼吸的概念和种类1．概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成______________，释放出能量并生成ATP的过程。CO2或其他产物是否有氧参与有氧呼吸无氧呼吸\n知识点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理变混浊溴麝香草酚蓝灰绿色\n2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋________溶液)。(2)检测CO2的产生，装置如图所示。注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝水溶液。葡萄糖\n(3)检测酒精的产生\n3．实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生____________。酒精和CO2\n知识点三　细胞呼吸的过程1．有氧呼吸过程图解细胞质基质C6H12O62C3H4O3＋4[H]少量能量线粒体基质2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]少量能量线粒体内膜24[H]＋6O212H2O大量能量\n2．总反应式________________________________________。3．无氧呼吸过程图解C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量细胞质基质乳酸酒精＋CO2\n知识点四　细胞呼吸原理的应用1．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。2．作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。3．提倡慢跑，避免肌细胞无氧呼吸产生________。4．储藏水果、粮食的仓库，往往要通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的________，以延长保质期。乳酸呼吸作用\n基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并储存能量。(必修1P90正文)()2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。(必修1P90探究·实践)()3．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1P90探究·实践)()4．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检测。(必修1P90探究·实践)()5．在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验中可依据澄清石灰水的混浊程度判断细胞呼吸的方式。(必修1P90探究·实践)()×××√√\n6．在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。(必修1P90探究·实践)()7．对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(必修1P92科学方法)()8．有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。(必修1P92正文)()9．细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1P93相关信息)()10．有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的，其中有相当一部分储存在ATP中。(必修1P93正文)()√××√√\n11．无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。(必修1P94正文)()12．人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(必修1P94相关信息)()13．细胞呼吸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。(必修1P94正文)()14．所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。(必修1P94正文)()15．中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。(必修1P95正文)()√√√√√\n16．破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(必修1P95思考·讨论)()17．酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。(必修1P95思考·讨论)()18．慢跑时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(必修1P95思考·讨论)()√××\n二、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1P92图5－8拓展]线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上与功能相适应的特点有______________________________________________________________________________________________________________________。线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶\n2．[必修1P93正文、思考·讨论拓展]呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量的过程，不同的是有氧呼吸是在________条件下进行的；有机物中的能量是____________；有一部分能量____________，这种方式保证了__________________________，有利于______________________。温和的逐步释放的储存在ATP中有机物中的能量得到最充分的利用维持细胞的相对稳定状态\n3．[必修1P93图5－9拓展]有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在______________阶段被利用，产物中的CO2和水分别在____________阶段形成。4．[必修1P94正文拓展]无氧呼吸中葡萄糖中能量的去向是__________________________________；释放能量的去向是__________________________________。第一、二、三第二、三大部分储存在酒精或乳酸中，少部分释放大部分以热能形式散失，少部分生成ATP\n5．[必修1P95思考·讨论拓展]水果、蔬菜和种子储藏条件有何异同点？提示：水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧等条件下储藏。但水果、蔬菜需要在适宜水分条件(一定湿度)下储藏且需要零上低温；种子需要在干燥条件下储藏。\n6．[必修1P95思考·讨论拓展]包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是____________________________________________________________________________________________。为伤口创造了透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈\n高效课堂\n考点一　细胞呼吸的概念、类型和过程任务驱动·探究突破任务1写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路\n任务2根据图示，回答下列问题无氧呼吸第二丙酮酸乳酸酒精O2H2OCO2有氧呼吸第三有氧呼吸第二\n(1)比较有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源与去路：(2)能量的释放与去向：①有氧呼吸________阶段都释放能量，产生ATP，而无氧呼吸________阶段释放能量，产生ATP。②细胞呼吸释放的能量大部分__________，少部分转移到ATP中。项目来源去路有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸[H]________________与O2结合生成H2O________ATP________________________________葡萄糖和水葡萄糖还原丙酮酸三个阶段都产生只在第一阶段产生用于各项生命活动三个只在第一以热能散失\n(3)不同生物无氧呼吸的产物不同：植物酵母菌乳酸菌马铃薯块茎甜菜块根\n[归纳拓展]1．分析法比较细胞中反应物、生成物和场所的对应关系\n2．有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算(1)消耗等量的葡萄糖时，产生CO2的物质的量无氧呼吸∶有氧呼吸＝1∶3(2)消耗等量的葡萄糖时，需要的氧气和产生CO2的物质的量有氧呼吸需要的氧气∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4(3)产生等量的CO2时，消耗葡萄糖的物质的量无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1\n考向一细胞呼吸相关基础知识的考查1.[2020·浙江1月选考，改编]酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示，①～③为相关生理过程。下列叙述正确的是()A．①释放的能量大多贮存在有机物中B．③进行的场所是细胞质基质和线粒体C．发生①③时，CO2释放量大于O2吸收量D．发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③答案：D\n解析：①释放的少量能量中大部分以热能形式散失，有少部分合成ATP，A错误；③进行的场所是线粒体，B错误；①③是有氧呼吸，CO2释放量等于O2吸收量，C错误；酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，所以发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③，D正确。\n考向二细胞呼吸类型的判断与相关计算2.[2022·宁夏育才中学试题]在a、b、c、d四种条件下，以葡萄糖为呼吸底物测得某植物种子萌发过程中CO2和O2体积变化的相对值如下表。下列叙述正确的是()A.a条件下，葡萄糖被彻底氧化分解，产物除了CO2还有酒精B．b条件下，产生的CO2只来自线粒体C．c条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的2/3D．d条件下，O2参加反应的场所在线粒体基质abcdCO2释放量10867O2吸收量0347答案：C\n解析：a条件下，O2吸收量为0，说明此条件下不进行有氧呼吸，CO2释放量为10，则CO2全是酒精发酵产生的，乳酸发酵产物中没有CO2，因此，葡萄糖没有被彻底氧化分解，A错误；b条件下，CO2的释放量>O2的吸收量，说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以产生的CO2来自细胞质基质和线粒体，B错误；c条件下，O2吸收量为4，CO2释放量为6，说明有氧呼吸释放CO2为4，无氧呼吸释放CO2为2。根据反应式可得有氧呼吸消耗葡萄糖为无氧呼吸的2/3，C正确；d条件下O2吸收量和CO2释放量相等，此时只进行有氧呼吸，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其场所在线粒体内膜上，D错误。\n[师说技巧]判断细胞呼吸方式的三大依据\n考向三对细胞呼吸过程相关能力的考查3.[天津卷]下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行B．过程①产生的能量全部储存在ATP中C．过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD．过程①和②中均能产生[H]，二者还原的物质不同答案：D\n解析：过程①为有氧呼吸，反应场所是细胞质基质和线粒体，过程②为光合作用，在真核生物叶绿体中进行，原核生物在光合片层上进行，A错误；有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，B错误；光合作用所产生的糖类中的氧来自CO2，C错误；过程①和②都能产生[H]，前者主要与氧结合产生水并释放大量能量，后者主要用于C3的还原，D正确。\n4．呼吸作用过程中在线粒体内膜上NADH将有机物降解得到的高能电子传递给质子泵，后者利用这一能量将H＋泵到线粒体基质外，使得线粒体内外膜间隙中H＋浓度提高，大部分H＋通过特殊的结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP合成(如图)。下列叙述错误的是()A．好氧细菌不可能发生上述过程B．H＋由膜间隙转移至线粒体基质穿过1层膜C．质子泵空间结构一旦发生改变就出现不可逆的变性D．上述能量转化过程是有机物中的化学能→电能→ATP中的化学能答案：C\n解析：好氧细菌为原核生物，无线粒体，不能发生题述过程，A正确；H＋由膜间隙转移至线粒体基质穿过1层膜，B正确；根据题意可知，质子泵具有生物活性，其空间结构发生改变后能恢复，C错误；根据题干信息可知，上述过程中能量的转化过程是有机物中稳定化学能→电能→ATP中活跃的化学能，D正确。\n5．(不定项选择)下图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，下列有关叙述错误的是()A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体B.能量2相较于能量1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：ACD\n解析：酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，发挥作用的场所是细胞质基质，酶2催化有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，发挥作用的场所是线粒体，A错误；能量1是有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸第一阶段产生的，能量2是有氧呼吸第二、三阶段产生的，则能量2相较于能量1多，B正确；酶3催化的是产生C2H5OH的无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，产C2H5OH的无氧呼吸产生的CO2比有氧呼吸少，C错误；C2H5OH是脂溶性物质，可通过自由扩散运出细胞，D错误。\n6．[2022·滨州模拟](不定项选择)在细胞呼吸过程中，若有CO2产生，则下列叙述错误的是()A.不一定发生有氧呼吸，但一定有水产生B．不一定发生无氧呼吸，但一定有能量释放C．不一定在生物膜上进行，但一定有酒精产生D．不一定在线粒体中进行，但一定有葡萄糖的消耗答案：ACD解析：有水产生的呼吸方式一定是有氧呼吸，A错误；细胞有氧呼吸过程中有CO2产生，且一定有能量释放，B正确；细胞有氧呼吸过程中，CO2产生于第二阶段，发生在线粒体基质中，不是在生物膜上进行，也没有酒精产生，C错误；细胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白质，D错误。\n考点二　影响细胞呼吸的因素及其应用任务驱动·探究突破任务1影响细胞呼吸的内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物________水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较________，成熟期细胞呼吸速率较________。(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。小于高低\n任务2影响细胞呼吸的外部因素及应用因素影响机理曲线模型实践应用温度影响呼吸酶的活性：最适温度时，细胞呼吸最①____；超过最适温度时呼吸酶活性②____，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度时酶活性③______，但不失活，呼吸受④____(1)低温下贮存蔬菜、水果(2)在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当⑤______，以⑥____细胞呼吸，⑦____有机物的消耗，提高产量强降低下降抑制降温降低减少\n氧气机理：O2是⑧____呼吸所必需的，且O2对⑨____呼吸过程有抑制作用(1)中耕松土可促进植物根部________(2)无氧发酵过程需要严格控制⑪______环境(3)⑫_____氧仓储粮食、水果和蔬菜有氧无氧有氧呼吸无氧低\nCO2CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会⑬________细胞呼吸的进行在蔬菜、水果保鲜中，增加⑭_______浓度(或充入⑮______)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗H2O在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而⑯______，随含水量的减少而⑰________。当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡(1)粮食在入仓前要进行⑱______处理(2)干种子萌发前进行⑲______处理抑制CO2N2加快减慢晾晒浸泡\n任务3研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养(1)衰老细胞呼吸速率下降的原因有哪些？(2)水果、蔬菜和种子的储存条件有哪些不同？答案：衰老细胞呼吸速率下降的原因是细胞内自由水减少，多种酶的活性降低。答案：蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下，种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。\n(3)(必修1P96“拓展应用”1题)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。提示：松土可以增加土壤的透气性，有利于农作物生长。但是，松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素；松土促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的排放，从而使温室效应和全球气候变暖问题变得更加严重；松土还增加了农业生产的成本。为此，农业生产上应当提倡免耕法。\n考向分类·对点落实考向一影响细胞呼吸的因素相关知识考查1.[经典高考]下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A．种子风干脱水后呼吸强度增强B．土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱答案：B解析：种子风干脱水后呼吸强度减弱；土壤淹水，导致根系因缺氧而发生无氧呼吸；破伤风杆菌属于厌氧型细菌，无氧条件下才能大量繁殖；种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。\n2．[经典高考]将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：下列分析正确的是()A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收培养瓶中气体温度/(℃)离子相对吸收量/(%)空气17100氮气1710空气328答案：A\n解析：17℃条件下氮气(缺氧)环境下该植物幼根对该离子的吸收量比氧气(空气)条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比不利于该植物幼根对该离子的吸收，A正确、D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，C错误；若在空气中培养，温度为17℃，该离子吸收量明显高于3℃，可知该植物幼根对该离子吸收与温度有关，B错误。\n3．(不定项选择)如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中正确的是()A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8℃时比15℃时更强C．低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实D．储藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关答案：ABD解析：由图可知，低温、光照条件下更有利于番茄果实的储存。\n考向二细胞呼吸原理的应用4.[经典模拟]细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是()选项应用措施目的A种子贮存晒干降低自由水含量，降低细胞呼吸B乳酸菌制作酸奶密封加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵C水果保鲜零下低温降低酶的活性，降低细胞呼吸D栽种庄稼疏松土壤促进根有氧呼吸，利于吸收矿质离子答案：C\n解析：贮藏种子时必须降低自由水含量，使种子处于风干状态，从而使细胞呼吸降至最低，以减少有机物的消耗，A正确；乳酸菌是严格的厌氧微生物，所以整个过程要严格密封，以加快乳酸菌的繁殖，有利于乳酸发酵，B正确；水果保鲜时既要保持水分，又要降低酶的活性，以减少通过呼吸作用消耗的有机物，因此需零上低温贮藏，而不是零下低温，C错误；植物根对矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要消耗能量并需载体蛋白的协助，栽种庄稼时，疏松土壤可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，从而为根吸收矿质离子提供更多的能量，D正确。\n5.(不定项选择)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸，生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。下列关于吡唑醚菌酯作用的推测，合理的是()A．吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段B．吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌的死亡C．长期使用吡唑醚菌酯可导致真菌种群抗药性增强D．吡唑醚菌酯可用于治理由厌氧微生物引起的环境污染答案：ABC\n解析：有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，因此吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，A正确；吡唑醚菌酯抑制细胞呼吸，导致能量无法释放，抑制合成ATP，B正确；真菌种群中存在抗药性个体和非抗药性个体，长期使用吡唑醚菌酯，可导致真菌种群抗药性增强，C正确；厌氧微生物进行无氧呼吸的场所并不是线粒体，所以吡唑醚菌酯无法对其起作用，D错误。\n考向三以种子为背景材料综合考查影响细胞呼吸的因素6.[经典高考]将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。\n(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成___________，再通过_______________作用为种子萌发提供能量。(2)萌发过程中在______h之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为______mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为_____mg·粒－1·d－1。(4)若保持实验条件不变，120h后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是____________________________________。葡萄糖呼吸(或生物氧化)72～9626.522下降幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用\n解析：(1)玉米种子萌发过程中，淀粉被水解为葡萄糖，再通过细胞呼吸为种子萌发提供能量。(2)由图可知，在72～96h之间种子的干重下降最快，说明该时间段内种子的呼吸速率最大，每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)种子在萌发过程中胚乳中的营养物质一部分用于细胞呼吸，一部分转化成幼苗的组成物质。由图可知，在96～120h内，转化速率最大。在96～120h内，每粒胚乳的干重减少118.1－91.1＝27(mg)，其中呼吸消耗177.7－172.7＝5(mg)，则转化成其他物质22mg，即转化速率为22mg·粒－1·d－1。(4)如果继续保持黑暗条件，玉米幼苗不能进行光合作用，细胞呼吸继续消耗有机物，干重不断降低。\n等级考必考教材实验❺——探究酵母菌细胞呼吸的方式及实验拓展任务1对教材实验的深入分析(1)为什么选择酵母菌作为实验材料？(2)为什么先将空气通过10%的NaOH溶液，再进入酵母菌培养液中？提示：酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，可通过测定其细胞呼吸产物来确定酵母菌的细胞呼吸方式。提示：10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。\n(3)用于测定无氧呼吸的装置中，为什么将酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？(4)实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？(5)实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？提示：酵母菌将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。提示：此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对比得出实验结论。提示：煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的氧气。\n任务2运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式(1)欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示(以发芽种子为例)。\n(2)实验结果预测和结论(见下表)：实验现象结论装置1液滴装置2液滴不动不动只进行产生____________呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生乙醇的无氧呼吸左移右移进行______呼吸和产生__________呼吸左移不动只进行______呼吸或进行______呼吸和产生___________呼吸乳酸的无氧有氧乙醇的无氧有氧有氧乳酸的无氧\n任务3细胞呼吸速率的测定(1)实验装置\n(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收______，释放______，______被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强______，刻度管内的液滴______移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。(3)误差的校正a.如果实验材料是绿色植物，整个装置应____处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。b.如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行______处理。c．为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料______(如将种子煮熟)，其他条件均不变。O2CO2CO2减小左遮光消毒灭活\n(4)实验拓展：呼吸底物与着色液移动的关系脂肪含氢量高，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____消耗的O2量，着色液移动更明显。小于\n考向一酵母细胞呼吸方式的实验探究及拓展1．[2022·大同市高三学情调研]将酵母菌培养液进行离心处理，得到沉淀的酵母菌细胞，将沉淀的酵母菌细胞进行如下处理：向甲、乙、丙3个试管中同时滴入等量的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终产生CO2和H2O的试管是()A．甲B．乙C．丙D．乙和丙答案：A\n解析：酵母菌在有氧条件下利用葡萄糖最终产生二氧化碳和水，需要细胞质基质和线粒体共同作用完成；细胞质基质只能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸，不能产生水；在线粒体中反应的物质是丙酮酸，不能是葡萄糖。\n2．[2022·威海一模](不定项选择)如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的装置。下列叙述正确的是()A．将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用B．实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向右移动C．小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是有氧呼吸D．为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置答案：AD\n解析：将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用，提高其呼吸作用，A正确；实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸会消耗氧气，故红色小液滴将向左移动，B错误；小液滴停止移动后，说明其不再消耗氧气，即进行无氧呼吸，C错误；为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置，观察小液滴是否移动，D正确。\n考向二细胞呼吸速率的测定3.从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，分别保存于试管中，置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是()A．为保持活性需将线粒体置于等渗缓冲溶液中B.向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有CO2产生C．向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧的消耗量加大D．向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度不改变线粒体的耗氧速率答案：A\n解析：线粒体分布在细胞质基质中，细胞质基质呈胶质状态，有一定的渗透压，因此为保持活性需将提取的线粒体置于等渗缓冲溶液中，A正确；小鼠细胞的细胞质基质既可发生无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段，也可进行无氧呼吸第二阶段，均不产生CO2，B错误；线粒体中只发生有氧呼吸的第二、三阶段，葡萄糖在细胞质基质被分解成丙酮酸后才能进入线粒体，C错误；降低温度会使有氧呼吸过程所需酶的活性下降，从而降低线粒体的耗氧速率，D错误。\n考向三与细胞呼吸相关的实验探究4.“低氧胁迫”会导致瓜果蔬菜减产。科研人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量如下表。实验处理结果项目正常通气品种A正常通气品种B低氧品种A低氧品种B丙酮酸/(μmol·g－1)0.180.190.210.34乙醇/(μmol·g－1)2.452.496.004.00\n下列相关叙述正确的是()A.正常通气情况下，黄瓜品种A和B的根系细胞进行的都是有氧呼吸B．“低氧胁迫”下，黄瓜品种A和B吸收无机盐的能力会有所下降C．“低氧胁迫”下，黄瓜品种A催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性较低D．采用无土栽培黄瓜品种A和B，增大通气量不会增产答案：B\n解析：正常通气情况下，黄瓜品种A和B的根系细胞进行的既有有氧呼吸也有无氧呼吸，因为无氧呼吸产生酒精(乙醇)，A错误；“低氧胁迫”下，细胞呼吸产生的ATP更少，故黄瓜品种A和B吸收无机盐的能力会有所下降，B正确；实验结果表明“低氧胁迫”条件下黄瓜品种A根系细胞中丙酮酸增加量小于黄瓜品种B，而酒精增加量大于黄瓜品种B，说明“低氧胁迫”下，黄瓜品种A催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性高于黄瓜品种B，C错误；采用无土栽培黄瓜品种A和B，增大通气量利于细胞有氧呼吸，避免植物过度无氧呼吸产生酒精导致烂根，从而影响产量，D错误。\n5．[经典高考]如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。材料用具：保温桶(500mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多。\n回答下列问题：(1)取A、B两套装置设计实验如下，请补充下表中内容：(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是___________，这是控制实验的_____变量。装置步骤一步骤二步骤三A加入240mL的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①____________B加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液②______________加入石蜡油，铺满液面不加入石蜡油加入10g活性干酵母去除氧气自解析：(1)本实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，而其他条件要保持完全相同且适宜。(2)B装置内煮沸葡萄糖溶液主要目的是去除其中溶解的氧气，从而制造无氧环境。\n(3)要测定B装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出对装置C应进行的实验步骤：(4)实验预期：在适宜条件下实验，30min后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是________(用“<、＝、>”表示)，则假设成立。装置步骤一步骤二步骤三C③______________________________④______________________________加入石蜡油，铺满液面加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母A>B>C\n课堂总结\n[网络建构提升]有机物细胞质基质、线粒体C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量温度CO2浓度细胞质基质乳酸\n[长句应答必备]1．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。2．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应，变成灰绿色。3．有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生的ATP最多。4．有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。5．有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量。6．不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。7．O2抑制细胞无氧呼吸，但可促进细胞有氧呼吸。\n历届真题\n[等级选考研考向]1．[2021·湖南卷]下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是()A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用答案：B\n解析：南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。\n2．[2021·广东卷]秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料，生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是()A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布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\n解析：检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。\n3．[2021·浙江1月选考]苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是()A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生答案：C\n解析：苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸产生少量[H]，并释放出少量能量，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。\n4．[2020·山东卷]癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是()A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少答案：B\n解析：由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能，A正确；无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；由题干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，而无氧呼吸产生的NADH比有氧呼吸少得多，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。\n5．[2020·浙江7月]下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是()A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多B.细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行C.细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量答案：C解析：需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，贮存在有机物中的能量逐步被全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，C正确；若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。\n6．[2019·浙江4月选考]生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是()A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D.某动物以草为食，推测上述比值接近1答案：A\n解析：将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，则细胞基本进行厌氧呼吸，绝大部分果蔬厌氧呼吸生成的是酒精和CO2，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值大于1，A错误；严重的糖尿病患者，其细胞利用糖类的能力减弱，细胞会以油脂作为能源物质，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值与其正常相比会降低，B正确；油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多，细胞以油脂作为呼吸底物时，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C正确；草食性动物一般是以糖类作为细胞呼吸底物，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D正确。\n[国考真题研规律]7．[2021·全国甲卷]某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是()A.该菌在有氧条件下能够繁殖B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2答案：B\n解析：酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、[H]，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸在酶的催化作用下，分解成乙醇和二氧化碳，B符合题意、C不符合题意；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。\n8．[2020·全国卷Ⅰ]种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是()A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案：D\n解析：以葡萄糖为呼吸作用的底物时，有氧呼吸过程会产生CO2，不产生乙醇；只进行产乙醇的无氧呼吸过程中，消耗1分子的葡萄糖会产生2分子的CO2和2分子的乙醇，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，消耗1分子葡萄糖的同时会消耗6分子O2，产生6分子CO2，即吸收O2的分子数与释放CO2的相等，B正确；若细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，则消耗1分子葡萄糖只产生2分子的乳酸，此过程中无O2吸收，也无CO2释放，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少；若细胞同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D错误。\n9．[2019·全国卷Ⅱ]马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是()A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生答案：B\n解析：马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A错误；在马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B正确；在马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D错误。\n10．[2019·全国卷Ⅲ]若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为()A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱答案：A解析：与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减少，A正确。