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【备考2023】高中生物新教材一轮复习学案
第8讲　细胞呼吸
[素养目标]
1．通过比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同，掌握分类比较的研究方法。(科学思维)
2．通过实验设计与实验结果分析，探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式。(科学探究)
　呼吸作用的方式与过程
1．细胞呼吸的概念：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，释放能量并生成ATP的过程。细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量。
2．有氧呼吸
(1)概念：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)过程图解
(3)有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
(4)能量转化
[提醒]　(1)线粒体不可以彻底分解葡萄糖
真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解，只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。
(2)脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量是因为脂肪与葡萄糖相比，含H量高。
3．无氧呼吸
(1)
(2)能量
①只在第一阶段释放少量能量，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)产物不同的原因
①直接原因：酶不同。
②根本原因：基因不同或基因的选择性表达。
1．(必修1 P92正文)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。(×)
2．(必修1 P93“相关信息”)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。(√)
3．(必修1 P94“相关信息”)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。(√)
4．(必修1 P94正文)无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。(√)
5．(必修1 P94小字)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。(√)
1．必修1 P92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_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：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
2．必修1 P93正文及“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__________________________。
提示：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
3．必修1 P94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____________________。
提示：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
1．比较有氧呼吸与无氧呼吸[科学思维]
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 反应条件 需要O2、酶 不需要O2，需要酶
场所 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 细胞质基质
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量
释放 有机物彻底氧化分解，释放大量能量 有机物分解不彻底，能量释放较少
相同点 实质 分解有机物，释放能量，生成ATP
意义 ①为各项生命活动提供能量 ②生物体代谢的枢纽
联系 第一阶段相同
2.细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向[科学思维]
项目 来源 去向
[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
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
3.不同生物无氧呼吸的产物[生命物质观]
4．细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系[科学思维]
(1)反应式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
[探究意图：以细胞呼吸过程图为情境信息考查生命观念]
据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程：
(1)反应①②③④中，可在人体细胞中进行的有哪些？(用序号作答)
提示：①②④。
(2)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，能否用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？为什么？
提示：不能，因为无氧呼吸可能会产生CO2。
(3)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要与产生CO2的量相等吗？为什么？
提示：消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
突破点1　结合有氧呼吸与无氧呼吸的过程，考查生命观念
1．下列①～④代表细胞呼吸过程中物质的变化，有关说法错误的是(　　)
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．人体中①和②过程都必须在有氧条件下才能进行
B．③过程可发生在正常人体细胞中，产物不会导致内环境pH剧烈变化
C．苹果和玉米种子的胚在无氧条件下可以分别进行①④和①③过程
D．在黑暗条件下，小麦②过程发生在线粒体中，产生大量ATP
解析：人体细胞必须在有氧条件下进行的是②过程，①过程表示细胞呼吸的第一阶段，有氧条件下和无氧条件下均可进行，A错误；③过程只产生乳酸，可发生在人体细胞无氧呼吸过程中，由于内环境中存在缓冲物质，故产生的乳酸不会导致内环境pH剧烈变化，B正确；苹果在无氧条件下进行无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，对应①④过程，玉米种子的胚在无氧条件下进行无氧呼吸的产物是乳酸，对应①③过程，C正确；小麦在黑暗条件下仍可以进行有氧呼吸，②过程表示有氧呼吸第二和第三阶段，发生在线粒体中，第三阶段产生大量ATP，D正确。
答案：A
2．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf 1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　)
A．真核生物有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质
B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应
C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP
D．若细胞中Apaf 1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡
解析：真核生物有氧呼吸中产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质，A项正确；线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与，这说明细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，B项正确；细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，但无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸的第一、二阶段中也产生ATP，C项错误；细胞色素c与Apaf 1蛋白结合后引起细胞凋亡，若Apaf 1蛋白功能丧失，则细胞色素c不会引起该细胞凋亡，D项正确。
答案：C
突破点2　借助细胞呼吸类型的判断，考查科学思维能力
3．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，当通入不同浓度的氧气时，瓶内产生的C2H5OH和CO2的量如表。下列叙述正确的是(　　)
氧气浓度 a b c d
产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 21 mol 30 mol
产生C2H5OH的量 9 mol 6.5 mol 3 mol 0 mol
①a氧气浓度接近0；d时只进行有氧呼吸
②b时经无氧呼吸产生的CO2有6.5 mol
③c时有氧呼吸与无氧呼吸产生的丙酮酸分子之比为3∶1
④有氧呼吸与无氧呼吸产生等量CO2时的氧气浓度介于c和d之间
A．①②　　　　　　 B．③④
C．①③ D．②④
解析：当酵母菌只进行有氧呼吸时，消耗的氧气量与产生的二氧化碳量相等；当酵母菌只进行无氧呼吸时，不消耗氧气，但产生二氧化碳的量等于产生酒精的量；当酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时，产生的二氧化碳量>消耗的氧气量>0。所以a氧气浓度接近0，酵母菌只进行无氧呼吸；d时不产生酒精，酵母菌只进行有氧呼吸，①正确；b时经无氧呼吸产生的CO2有6.5 mol，经有氧呼吸产生的CO2有6 mol，②正确；c时有氧呼吸与无氧呼吸产生的丙酮酸分子之比为∶＝2∶1，③错误；有氧呼吸与无氧呼吸产生等量CO2时的氧气浓度介于b和c之间，④错误。
答案：A
4．(多选)鼠肝脏部分切除后修复的过程中，肝细胞在有氧条件下葡萄糖的代谢过程如图。下列说法不正确的是(　　)
A．在有氧条件下，肝细胞可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸产生能量
B．过程②形成的五碳糖可用于合成脱氧核苷酸，并可作为转录的原料
C．过程③产生的ATP可用于肝细胞主动吸收所需的营养物质
D．过程④的反应场所是线粒体基质，该过程既消耗水，也能产生水
解析：在有氧条件下，肝脏细胞可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，A正确；转录的过程所需的原料是核糖核苷酸而不是脱氧核苷酸，B错误；无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP，C错误；过程④的反应场所是线粒体基质和线粒体内膜，D错误。
答案：BCD
判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)
1．分析有氧呼吸和无氧呼吸过程中能量的释放和转化，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
提示：①有氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量全部释放出来； 释放的能量主要以热能的形式散失了。
②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；释放的能量主要以热能形式散失了。
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____________________。
提示：种子在有氧呼吸过程中产生了水
3．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用强度比顶部叶片弱
　影响细胞呼吸的因素及应用
1．温度对细胞呼吸的影响
(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶活性进而影响细胞呼吸速率。
(2)应用
①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。
②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。
2．氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有促进(填“促进”或“抑制”)作用。
(2)应用
①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢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，防止肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。
④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
3．二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4．水对细胞呼吸的影响
(1)原理
①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，自由水含量升高，细胞呼吸加快。
②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。
(2)应用
①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。
②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。
1．(必修1 P94文字)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。(×)
2．(必修1 P95“思考·讨论”)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。(√)
3．(必修1 P95文字)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。(√)
4．(必修1 P95“思考·讨论”)慢跑时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(×)
1．必修1 P95“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、高CO2浓度条件下储藏。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。
2．必修1 P96“拓展应用”拓展：
(1)“松土”对农作物的意义和对全球气候的影响分别是什么？
提示：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，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。
(2)有氧呼吸与无氧呼吸过程在哪一个阶段是相同的？联想到地球的早期大气以及原核细胞的结构，推测生物类型和代谢类型进化顺序。
提示：有氧呼吸与无氧呼吸过程的第一阶段相同。
生物进化顺序：原核生物→真核生物；
代谢进化顺序：无氧呼吸→有氧呼吸。
1．影响细胞呼吸的内部因素[科学思维]
项目 规律 举例
遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物
生长发育时期不同 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同 同一植株幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率较低
器官类型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 生殖器官大于营养器官
2.温度和O2浓度对细胞呼吸影响的曲线分析[科学思维]
(1)温度对细胞呼吸的影响曲线
①a点为呼吸酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。
②温度低于a点时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
③温度高于a点时，随温度升高，酶活性下降甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
(2)O2浓度对细胞呼吸的影响曲线
①A点时，O2浓度为零，细胞进行无氧呼吸。
②O2浓度为0～10%时，随O2浓度的升高，无氧呼吸速率减慢；O2浓度为10%(即B点)时，无氧呼吸停止。
③O2浓度为0～20%时，随O2浓度升高，有氧呼吸速率逐渐增强。
④随O2浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。
⑤O2浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。
[提醒]　影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关组织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。
[探究意图：以氧气对细胞呼吸的影响模型为情境信息考查科学思维]
氧气影响细胞呼吸的模型构建与解读：
(1)O2浓度在2.5%～10%时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？
提示：O2浓度在2.5%～10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。
(2)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？
提示：不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)在保存蔬菜、水果时，应选择哪一点对应的O2浓度？为什么？
提示：应选择R点对应的O2浓度，因为此时总CO2释放量最少，有机物的消耗最少。
突破点1　围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任
1．下列关于呼吸作用原理的应用，正确的是(　　)
A．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤害
B．给作物施农家肥，既能防止土壤板结，又能提高CO2浓度，有利于作物增产
C．鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量，主要来自ATP的水解
D．包扎伤口时，需要选用透气性好的创可贴，防止破伤风芽孢杆菌感染伤口表面并大量繁殖
解析：提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的乳酸对细胞造成伤害，A错误；鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量，主要来自有机物氧化分解释放的热能，C错误；破伤风芽孢杆菌为厌氧菌，包扎伤口时，需要选用透气性好的创可贴，防止破伤风芽孢杆菌感染伤口深处并大量繁殖，D错误。
答案：B
2．(2022·山东潍坊模拟)《粮油储藏技术规范国家标准(GB/T29890—2013)》为我国粮油储藏安全提供了重要技术保障，对粮温、水分含量、粮堆气体成分及浓度等作出了明确规定。其中部分术语和定义如表。下列有关叙述错误的是(　　)
术语 定义
安全水分 某种粮食或油料在常规储存条件下，能够在当地安全度夏而不发热、不霉变的水分含量
低氧 粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态
低温储藏 平均粮温常年保持在15 ℃及以下，局部最高粮温不超过20 ℃的储藏方式
A.保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的
B．储藏期间，若水分含量过高，粮食会因呼吸代谢增强而发热导致滋生霉菌
C．粮堆空气中氧气浓度高于2%低于12%的状态，主要是保证有氧呼吸强度最低
D．粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平
解析：自由水可以自由流动，容易蒸发，而结合水不能自由流动，不易蒸发，因此保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的，A正确；储藏期间，若水分含量过高，粮食会因呼吸代谢增强而发热导致滋生霉菌，B正确；粮堆空气中氧气浓度高于2%低于12%的状态，主要是保证细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)强度最低，C错误；粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平，D正确。
答案：C
突破点2　围绕影响细胞呼吸因素的分析，考查科学思维能力
3．(多选)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，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．在30 ℃条件下，60 h以后呼吸速率为0的原因是呼吸底物消耗殆尽
B．储存水蜜桃的最适宜温度是2 ℃
C．如果在开放环境中做该实验，呼吸速率曲线可能与图中的结果不同
D．在三种温度条件下，三条曲线的变化趋势说明呼吸速率不只与温度有关
解析：根据呼吸速率单位可知，本实验测定的是有氧呼吸速率，是在密闭环境中进行的，在30 ℃条件下，60 h以后O2消耗速率为0的原因可能是呼吸底物消耗殆尽，也可能是密闭环境中的O2消耗殆尽，A错误。该实验中只有三个温度，在这三个温度中2 ℃比较适宜储存水蜜桃，但不一定就是其最适宜的储存温度，B错误。根据题干可知，该实验是在密闭罐中进行的，呼吸速率受O2浓度的限制，如果在开放环境中做该实验，O2浓度变化较小，所测得的呼吸速率曲线可能与图中的结果不同，C正确。呼吸速率除与温度有关外，还与O2浓度等有关，D正确。
答案：CD
4．草莓果实含有多种有机物且含水量高，深受人们的喜爱。为推动草莓物流的发展，某生物小组探究了不同储藏温度对草莓果实呼吸强度的影响，结果如图。
回答下列问题：
(1)该实验根据CO2使______________溶液由蓝变绿再变黄的时间长短，检测呼吸强度，但不能用有无CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的指标，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究表明，随储藏温度的升高，草莓果实的鲜重逐渐下降，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)依据该实验________(填“能”或“不能”)推断草莓果实呼吸相关酶的最适温度，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)利用细胞呼吸的原理，请提出有利于草莓储藏的措施________________________(答出两条即可)。
解析：(1)CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，CO2浓度不同变色所需要的时间不同。另外，草莓果实细胞有氧呼吸与无氧呼吸都会产生CO2，故不能根据有无CO2的产生来判断草莓果实细胞的呼吸类型。(2)随储藏温度的升高，细胞中的有机物氧化分解加快，水分散失增多，因此鲜重会下降。(3)在图示曲线中，随着温度升高，草莓果实细胞呼吸强度一直呈上升趋势，实验结果未出现峰值，因此无法推断草莓果实呼吸相关酶的最适温度。(4)根据曲线信息可知，低温时草莓果实细胞呼吸强度较弱，另外在低氧环境下细胞呼吸强度也较弱，从而减少有机物的消耗，有利于草莓的储藏。
答案：(1)溴麝香草酚蓝　草莓果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2　(2)随储藏温度的升高，草莓果实有机物氧化分解加快，水分散失增多，鲜重逐渐下降　(3)不能　实验结果未出现峰值　(4)低温、低氧环境下储藏(合理即可)
1．利用酵母菌生产葡萄酒时，酒精含量不会一直增加，当达到12%～16%时，发酵就停止了，其原因最可能是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下，随着发酵产物(如酒精)增多，营养物质减少及酸碱度发生变化等，其繁殖速度逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终会停止
2．大豆种子萌发过程中，O2消耗量等于CO2释放量时，是无氧呼吸的消失点吗？
提示：大豆种子富含脂肪，而脂肪氧化分解时耗氧量大于CO2释放量，故当二者相等时，大豆种子应该还在进行微弱的无氧呼吸。
3．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是什么？
提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
　实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式
1．实验原理
(1)酵母菌代谢类型
(2)产物检测
产物 试剂 现象(颜色变化)
CO2 澄清石灰水 变混浊(根据混浊程度可确定产生CO2的多少)
溴麝香草酚蓝溶液 蓝色→绿色→黄色(根据溶液变成黄色时间长短可确定产生CO2的多少)
酒精 酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色
2.实验步骤与结论
1．细胞呼吸材料的选择和处理
(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)如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。
2．实验注意事项
(1)实验装置
甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验，设置的是有氧、无氧条件。
(2)无关变量控制
①有氧装置中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。
②D瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将D瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
3．“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。
(2)实验原理
①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。
②装置二：着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。
(3)实验结果及结论
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 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 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
(4)误差校正：为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
突破点1　
1．如图表示某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的种子。以下说法错误的是(　　)
A．设置A装置的目的是除去空气中的CO2，确保实验的科学性
B．种子的呼吸作用一般不受光照的影响，但温度会影响呼吸作用的强度
C．该装置一定要放在黑暗的环境中，避免光下种子光合作用的干扰
D．C瓶中澄清石灰水变混浊，是种子进行呼吸作用产生了CO2的缘故
解析：装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，避免对实验结果造成影响，A正确；影响细胞呼吸的因素有温度和氧气浓度等，光照不对细胞呼吸产生影响，B正确；种子不进行光合作用，所以无须放在黑暗环境中，C错误；CO2会使澄清石灰水变混浊，所以如果C瓶中澄清的石灰水变混浊，说明种子进行呼吸作用产生了CO2，D正确。
答案：C
2．某同学利用如图所示的装置探究酵母菌的呼吸方式，下列叙述错误的是(　　)
A．实验开始前，将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的广口瓶后需振荡混匀
B．实验选用的温水温度为30 ℃，是因为该温度处于酵母菌发酵的适宜温度范围内
C．澄清石灰水变混浊，说明酵母菌只进行有氧呼吸
D．拔掉塞子后如能闻到酒味，说明一定有酵母菌进行了无氧呼吸
解析：实验开始前，将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的广口瓶后需振荡混匀，增大酵母菌与葡萄糖的接触，使其快速繁殖，A正确；实验选用的温水温度为30 ℃，是因为该温度处于酵母菌发酵的适宜温度范围内，B正确；酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和酒精，因此澄清石灰水变混浊，不能说明酵母菌只进行有氧呼吸，C错误；酵母菌无氧呼吸产生CO2和酒精，拔掉塞子后如能闻到酒味，说明一定有酵母菌进行了无氧呼吸，D正确。
答案：C
突破点2　
3．(2022·山东泰安模拟)下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析错误的是(　　)
A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量
B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2
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
解析：甲装置中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确；乙装置中NaOH溶液可吸收呼吸产生的二氧化碳，则有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸，B错误；丙装置中澄清石灰水可检测CO2，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2，C正确；微生物也会进行呼吸作用，所以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，D正确。
答案：B
4．(多选)溴麝香草酚蓝(BTB)是一种酸碱指示剂，变色范围为pH 6.0～7.6，酸性呈黄色，碱性呈蓝色。在BTB溶液中缓慢通入CO2，可逐渐发生以下颜色变化：蓝色→绿色→黄色。某兴趣小组设计了如下实验装置，探究绿豆种子的细胞呼吸方式。下列叙述正确的是(　　)
A．甲瓶中加入氢氧化钠以除去空气中的CO2
B．乙、丙瓶中共有的代谢物一定有丙酮酸
C．丙瓶中葡萄糖分解后能量大多释放并转化为热能
D．试管1中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管2短
解析：丙瓶进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量大多储存在有机物中，释放的能量占少部分，C错误。
答案：ABD
[构建知识网络]
[强化生命观念]
1．有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。
2．葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
3．无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。
4．人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的，人体内无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
5．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。
6．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。
7．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。
真题再现　感悟考情
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
解析：根据题意，40 ℃左右温水淋种，是为了提供水分和适宜的温度；时常翻种是为了提供氧气；水分、适宜的温度和氧气都可以促进种子的呼吸作用，A正确。贮藏种子的条件是零上低温、低氧、干燥，无氧条件下种子无氧呼吸旺盛，产物酒精的积累容易使种子腐烂，贮藏寿命缩短，B错误。油料作物种子中脂肪较多，相对于糖类而言，脂肪分子中H的比例高，而O的比例低，单位质量的脂肪氧化分解时消耗的氧气更多，因此播种时宜浅播，C正确。水果保鲜时，利用塑料袋密封保存，可隔绝氧气，降低呼吸速率，同时减少水分散失，起到保鲜作用，D正确。
答案：B
2．(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
解析：酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存，其在有氧的条件下分解有机物释放能量多，可以增殖，在无氧的条件下发酵产生酒精，A、C不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一阶段会产生[H]和丙酮酸，B符合题意；酵母菌有氧呼吸的产物为CO2和H2O，无氧呼吸的产物为CO2和酒精，即酵母菌有氧与无氧呼吸都有CO2产生，D不符合题意。
答案：B
3．(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ATP
C．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
解析：与有氧呼吸相比，产生相同ATP的情况下，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量远大于有氧呼吸，癌细胞主要进行无氧呼吸，需要吸收大量葡萄糖，A项正确。癌细胞中丙酮酸转化为乳酸为无氧呼吸的第二阶段，无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，B项错误。癌细胞主要依赖无氧呼吸产生ATP，进行无氧呼吸第一阶段和第二阶段的场所均为细胞质基质，C项正确。无氧呼吸只在第一阶段产生少量NADH，癌细胞主要进行无氧呼吸，产生的NADH比正常细胞少，D项正确。
答案：B
4．(2020·全国Ⅰ卷)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
解析：有氧呼吸的反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。据此推理，若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，A项正确。若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B项正确。若细胞只进行无氧呼吸且产物为乳酸，则无O2吸收也无CO2释放，C项正确。若细胞同时进行有氧呼吸和产物为乙醇、CO2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物为乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数，D项错误。
答案：D

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