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(共37张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第3节
细胞呼吸的原理和应用
第1课时
探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
课时学习目标
(1)通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，说出细胞呼吸的类型(科学探究能力)。
(2)描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构特点，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化(结构与功能观；物质与能量观)。
目录 CONTENTS
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
2.有氧呼吸
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
有氧
1.实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在_____和______的条件下都能生存，属于________菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物______，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
无氧
兼性厌氧
不同
2.实验装置
NaOH溶液
澄清的
石灰水
澄清的
石灰水
[微思考]
本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？
提示：自变量是氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证b瓶中有氧气存在，乙中d瓶密封是保证无氧环境。
3.检测细胞呼吸产物所用的试剂与现象
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清的石灰水 石灰水变________
______________________ 由蓝变绿再变_____
酒精 (酸性)_____________溶液 橙色变成__________
浑浊
溴麝香草酚蓝溶液
黄
重铬酸钾
灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在_________________条件下都能进行细胞呼吸。
(2)细胞呼吸产物
有氧和无氧
二氧化碳
水
酒精
二氧化碳
×
√
[辨正误]
(1)只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 ( )
提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。
(2)根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。( )
(3)酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 ( )
提示：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
(4)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组。( )
提示：都是实验组，相互对照。
×
×
某兴趣小组想探究酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如下图A～D所示。
(1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)，有氧条件下的装置序号：C→A→B(或C→B→A→B)；无氧条件下的装置序号：________。
D→B
(2)装置中C瓶的作用是_________________，排除其对实验结果的干扰；B瓶中澄清的石灰水还可用_____________________代替。
(3)该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？
提示：无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等；无关变量应保持相同且适宜。
(4)该实验有没有对照组？
提示：该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照。
吸收空气中的CO2
溴麝香草酚蓝溶液
(5)产物检测
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾一浓硫酸溶液
甲组(有氧) 变浑浊/____ 无变化
乙组(无氧) 变浑浊/____ 出现灰绿色
如果该实验用溴麝香草酚蓝溶液检验甲、乙两装置中的CO2，那么甲装置中溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄所需时间____，乙装置所需时间___。
快
慢
短
长
【 学以致用 】
B
1.(2024·重庆一中质检)酵母菌是常见的生物实验材料，下列有关说法错误的是(　　)
A.酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌
B.酵母菌进行酒精发酵时只产生酒精，不产生CO2
C.酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来检验
D.可通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式
解析:酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，A正确；
酵母菌进行酒精发酵时既产生酒精，也产生CO2，B错误；
酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来检验，C正确；
可通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，D正确。
B
2.(2024·广东珠海部分学校联考)生物研究小组利用自制的纤维素水解液(含质量分数为5%的葡萄糖溶液)培养酵母菌并研究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是(　　)
A.增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量
B.乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌细
胞呼吸产生了CO2
C.乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入酸性重
铬酸钾溶液以检测乙醇生成
D.若增加有氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同
解析:乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖溶液的量有关，酵母菌数量影响其达到最大产量所需的时间，A错误；
CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中，溶液颜色变化为蓝→绿→黄，B正确；
用酸性重铬酸钾溶液检测酒精时，应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行检测，因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，C错误；
若增加有氧呼吸的对照实验，需将通气管先通入NaOH溶液，再通入酵母菌培养液，其他处理与本组相同，D错误。
A.增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量
B.乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌细
胞呼吸产生了CO2
C.乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入酸性重
铬酸钾溶液以检测乙醇生成
D.若增加有氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同
1.主要场所——线粒体
(1)写出图中序号代表的结构名称：
①_____________；②_____；③____________；④______________。
(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：___________(填图中序号)。
线粒体外膜
嵴
线粒体内膜
线粒体基质
②③④
2.总反应式
3.过程
观察有氧呼吸过程示意图，回答问题：
(1)写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段：
①___________；②__________；③___________。
(2)写出a、b、c、d代表的物质：
a.__________；b._____；c.______；d._____。
(3)三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是______(填图中序号)。
(4)写出图中①②③所处的场所：
①____________；②_____________；③___________。
第一阶段
第二阶段
第三阶段
丙酮酸
[H]
CO2
O2
③
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
4.概念
细胞在_____的参与下，通过________的催化作用，把葡萄糖等有机物_____________，产生________________，释放______，生成大量ATP的过程。
氧
多种酶
彻底氧化分解
二氧化碳和水
能量
[微思考]
试分析细胞呼吸过程中能量逐步释放的意义。
提示：既可满足细胞的能量需求，又可避免能量集中快速释放对细胞造成伤害。
×
√
[辨正误]
(1)真核细胞都能进行有氧呼吸。( )
提示：真核细胞不一定都进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
(2)有氧呼吸全部在线粒体中进行。( )
提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
(3)有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。( )
(4)氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。( )
提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
(5)有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( )
提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
×
×
×
阅读教材及教材图5－9有氧呼吸过程示意图，完成如下所示有氧呼吸过程模型构建。
(1)糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
提示：因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
(2)有氧呼吸过程中，H2O参与第二阶段反应，在第三阶段产生；[H]在第一、二阶段产生，参与第三阶段的反应；O2只参与第三阶段反应，CO2是在第二阶段产生的。
(3)若用放射性同位素18O分别标记有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2中的氧，放射性会分别出现在哪种产物中？
①若用含18O的H2O追踪有氧呼吸过程中反应物H2O中的氧原子，18O的转移途径是______________。
②若用含3H的H2O追踪有氧呼吸过程中反应物H2O中氢原子，3H的转移途径是_______________。
③若用含14C的葡萄糖来追踪有氧呼吸过程中的碳原子，则14C的转移途径是
_______________________。
H2O→CO2
H2O→[H]→H2O
葡萄糖→丙酮酸→CO2
1.有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 与O2结合生成水
ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
2.总反应式剖析
3.与有氧呼吸相关的4个易错点
(1)认为葡萄糖进入线粒体内被彻底氧化分解是错误的——葡萄糖需在细胞质基质中先分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体内分解。
(2)能量不可写成ATP——有氧呼吸的能量大部分以热能形式散失，少量转移到ATP中。
(3)真核细胞的有氧呼吸必须有线粒体参与——没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸(如哺乳动物成熟的红细胞等)。
(4)原核细胞无线粒体但也能进行有氧呼吸——许多原核生物无线粒体，但细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，也能进行有氧呼吸(如蓝细菌、醋酸杆菌等)。
【 学以致用 】
A
3.(2024·山西怀仁期中)如图表示有氧呼吸的过程。下列关于过程①和过程②的叙述，正确的是(　　)
A.均需要酶的催化 B.均需要氧气的参与
C.均释放大量能量 D.均在线粒体中进行
解析:有氧呼吸三个阶段的反应都需要酶来催化，A正确；
第一阶段(过程①)将葡萄糖分解成两分子丙酮酸，不需要氧气参与，B错误；
只有第三阶段中氧气和[H]反应生成水，释放大量能量，C错误；
第一阶段(过程①)在细胞质基质中进行，D错误。
A
4.(2024·四川绵阳市诊断)如图表示真核细胞有氧呼吸的过程，①～③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述正确的是(　　)
A.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
B.①和②所含酶的种类相同
C.②和③都能产生大量ATP
D.①和②都具有双层生物膜
解析:结合题意并分析题图可知，①表示有氧呼吸第一个阶段的场所，即细胞质基质；②表示有氧呼吸第二个阶段的场所，即线粒体基质；③表示有氧呼吸第三个阶段的场所，即线粒体内膜。甲、乙分别代表丙酮酸、[H]，A正确；
在①、②内进行的反应不同，因此所含酶的种类不同，B错误；
③内进行的是有氧呼吸第三个阶段的反应，释放大量能量，产生较多ATP，②内进行的是有氧呼吸第二个阶段的反应，释放少量能量，产生较少ATP，C错误；
①是细胞质基质，②是线粒体基质，都不具有膜结构，D错误。
A.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
B.①和②所含酶的种类相同
C.②和③都能产生大量ATP
D.①和②都具有双层生物膜
D
1.(2024·辽宁沈阳期中)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程的氧原子，则18O转移的途径是(　　)
A.葡萄糖→丙酮酸→氧
B.葡萄糖→氧→水
C.葡萄糖→丙酮酸→水
D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
解析:由有氧呼吸过程中的物质变化可知，葡萄糖中的氧原子通过有氧呼吸的第一阶段进入丙酮酸中，然后通过有氧呼吸的第二阶段进入二氧化碳中，D正确。
A
2.(2024·广东东莞期末)酵母菌在氧气充足时细胞呼吸的产物是(　　)
A.CO2和H2O B.酒精和CO2
C.乳酸 D.丙酮酸和[H]
解析:酵母菌是兼性厌氧型生物，在氧气充足条件下进行有氧呼吸，产物是水和二氧化碳，无氧条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳，A正确。
A
3.(2024·山西省实验中学高一上月考)下列关于人体有氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A.有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多
B.有氧呼吸第二阶段中O2与[H]结合生成水
C.与葡萄糖分解有关的酶分布在线粒体的基质中
D.丙酮酸在细胞质基质中分解产生CO2
解析:有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，产生的ATP最多，A正确；
有氧呼吸第三阶段中O2与[H]结合生成水，B错误；
与葡萄糖分解有关的酶分布在细胞质基质中，C错误；在人体内，有氧呼吸第二阶段丙酮酸在线粒体基质中分解产生CO2，D错误。
D
4.(2024·山东烟台调研)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　)
A.酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色
B.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2
D.可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式
解析:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物中都有CO2，均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式，D错误。
A
5.(2024·山西运城期末)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下图安装好。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
A.甲组和乙组是一组对比实验
B甲组探究酵母菌的无氧呼吸
C.乙组探究酵母菌的有氧呼吸
D.甲、乙两组中澄清的石灰水
都变浑浊，乙组浑浊程度更大
解析: 甲组是探究酵母菌的有氧呼吸，乙组是探究酵母菌的无氧呼吸，二者属于对比实验，A正确，B、C错误；
甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊，甲组浑浊程度更大，D错误。第3节　细胞呼吸的原理和应用
第1课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
课时学习目标　(1)通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，说出细胞呼吸的类型(科学探究能力)。(2)描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构特点，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化(结构与功能观；物质与能量观)。
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
(1)酵母菌的代谢类型：在__________和______的条件下都能生存，属于________菌。
(2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物________，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。
2.实验装置
[微思考]
本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.检测细胞呼吸产物所用的试剂与现象
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清的石灰水 石灰水变______
____________ 由蓝变绿再变____
酒精 (酸性)________溶液 橙色变成______
4.实验结论
(1)酵母菌在________________条件下都能进行细胞呼吸。
(2)细胞呼吸产物
[辨正误]
(1)只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。 (　　)
(2)根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。(　　)
(3)酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 (　　)
(4)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组。(　　)
某兴趣小组想探究酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如下图A～D所示。
(1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)，有氧条件下的装置序号：C→A→B(或C→B→A→B)；无氧条件下的装置序号：________。
(2)装置中C瓶的作用是________________________，排除其对实验结果的干扰；B瓶中澄清的石灰水还可用_____________________________________________代替。
(3)该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)该实验有没有对照组？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)产物检测
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾一浓硫酸溶液
甲组(有氧) 变浑浊/____ 无变化
乙组(无氧) 变浑浊/____ 出现灰绿色
如果该实验用溴麝香草酚蓝溶液检验甲、乙两装置中的CO2，那么甲装置中溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄所需时间____，乙装置所需时间____。
【学以致用】
1.(2024·重庆一中质检)酵母菌是常见的生物实验材料，下列有关说法错误的是(　　)
A.酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌
B.酵母菌进行酒精发酵时只产生酒精，不产生CO2
C.酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来检验
D.可通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式
2.(2024·广东珠海部分学校联考)生物研究小组利用自制的纤维素水解液(含质量分数为5%的葡萄糖溶液)培养酵母菌并研究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是(　　)
A.增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量
B.乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌细胞呼吸产生了CO2
C.乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入酸性重铬酸钾溶液以检测乙醇生成
D.若增加有氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同
二、有氧呼吸
1.主要场所——线粒体
(1)写出图中序号代表的结构名称：
①________________；②________________；
③________________；④________________。
(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：________(填图中序号)。
2.总反应式
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
3.过程
观察有氧呼吸过程示意图，回答问题：
(1)写出图中①②③代表的有氧呼吸的对应阶段：
①____________；②____________；③____________。
(2)写出a、b、c、d代表的物质：
a.______；b.______；c.______；d.______。
(3)三个阶段均释放出能量，释放能量最多的阶段是________(填图中序号)。
(4)写出图中①②③所处的场所：
①____________；②____________；
③____________。
4.概念
细胞在________的参与下，通过__________的催化作用，把葡萄糖等有机物________________，产生________________，释放________，生成大量ATP的过程。
[微思考]
试分析细胞呼吸过程中能量逐步释放的意义。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)真核细胞都能进行有氧呼吸。(　　)
(2)有氧呼吸全部在线粒体中进行。(　　)
(3)有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。(　　)
(4)氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。(　　)
(5)有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。(　　)
阅读教材及教材图5－9有氧呼吸过程示意图，完成如下所示有氧呼吸过程模型构建。
(1)糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)有氧呼吸过程中，H2O参与第二阶段反应，在________阶段产生；[H]在________阶段产生，参与________阶段的反应；O2只参与________阶段反应，CO2是在________阶段产生的。
(3)若用放射性同位素18O分别标记有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2中的氧，放射性会分别出现在哪种产物中？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
①若用含18O的H2O追踪有氧呼吸过程中反应物H2O中的氧原子，18O的转移途径是____________。
②若用含3H的H2O追踪有氧呼吸过程中反应物H2O中氢原子，3H的转移途径是________________。
③若用含14C的葡萄糖来追踪有氧呼吸过程中的碳原子，则14C的转移途径是_____________________________________________________________________。
1.有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
物质 来源 去路
[H] C6H12O6和H2O 与O2结合生成水
ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动
2.总反应式剖析
3.与有氧呼吸相关的4个易错点
(1)认为葡萄糖进入线粒体内被彻底氧化分解是错误的——葡萄糖需在细胞质基质中先分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体内分解。
(2)能量不可写成ATP——有氧呼吸的能量大部分以热能形式散失，少量转移到ATP中。
(3)真核细胞的有氧呼吸必须有线粒体参与——没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸(如哺乳动物成熟的红细胞等)。
(4)原核细胞无线粒体但也能进行有氧呼吸——许多原核生物无线粒体，但细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，也能进行有氧呼吸(如蓝细菌、醋酸杆菌等)。
【学以致用】
3.(2024·山西怀仁期中)如图表示有氧呼吸的过程。下列关于过程①和过程②的叙述，正确的是(　　)
葡萄糖丙酮酸CO2＋H2O＋能量
A.均需要酶的催化 B.均需要氧气的参与
C.均释放大量能量 D.均在线粒体中进行
4.(2024·四川绵阳市诊断)如图表示真核细胞有氧呼吸的过程，①～③代表场所，甲、乙代表物质。下列叙述正确的是(　　)
A.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
B.①和②所含酶的种类相同
C.②和③都能产生大量ATP
D.①和②都具有双层生物膜
1.(2024·辽宁沈阳期中)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程的氧原子，则18O转移的途径是(　　)
A.葡萄糖→丙酮酸→氧
B.葡萄糖→氧→水
C.葡萄糖→丙酮酸→水
D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
2.(2024·广东东莞期末)酵母菌在氧气充足时细胞呼吸的产物是(　　)
A.CO2和H2O B.酒精和CO2
C.乳酸 D.丙酮酸和[H]
3.(2024·山西省实验中学高一上月考)下列关于人体有氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A.有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多
B.有氧呼吸第二阶段中O2与[H]结合生成水
C.与葡萄糖分解有关的酶分布在线粒体的基质中
D.丙酮酸在细胞质基质中分解产生CO2
4.(2024·山东烟台调研)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(　　)
A.酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色
B.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2
D.可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式
5.(2024·山西运城期末)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下图安装好。下列关于该实验的说法正确的是(　　)
A.甲组和乙组是一组对比实验
B.甲组探究酵母菌的无氧呼吸
C.乙组探究酵母菌的有氧呼吸
D.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊，乙组浑浊程度更大
第1课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
一、
自主梳理
1.(1)有氧　无氧　兼性厌氧　(2)不同
2.NaOH溶液　澄清的石灰水　澄清的石灰水
微思考
提示：自变量是氧气的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证b瓶中有氧气存在，乙中d瓶密封是保证无氧环境。
3.浑浊　溴麝香草酚蓝溶液　黄　重铬酸钾　灰绿色
4.(1)有氧和无氧　(2)二氧化碳　水　酒精　二氧化碳
辨正误
(1)×　提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。
(2)√
(3)×　提示：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
(4)×　提示：都是实验组，相互对照。
合作探究
(1)D→B　(2)吸收空气中的CO2　溴麝香草酚蓝溶液
(3)提示：无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等；无关变量应保持相同且适宜。
(4)提示：该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照。
(5)快　慢　短　长
学以致用
1.B　[酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，A正确；酵母菌进行酒精发酵时既产生酒精，也产生CO2，B错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来检验，C正确；可通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，D正确。]
2.B　[乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖溶液的量有关，酵母菌数量影响其达到最大产量所需的时间，A错误；CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中，溶液颜色变化为蓝→绿→黄，B正确；用酸性重铬酸钾溶液检测酒精时，应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行检测，因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，C错误；若增加有氧呼吸的对照实验，需将通气管先通入NaOH溶液，再通入酵母菌培养液，其他处理与本组相同，D错误。]
二、
自主梳理
1.(1)①线粒体外膜　②嵴　③线粒体内膜　④线粒体基质
(2)②③④
2.C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
3.(1)①第一阶段　②第二阶段　③第三阶段
(2)a.丙酮酸　b.[H]　c.CO2　d.O2　(3)③　(4)①细胞质基质　②线粒体基质　③线粒体内膜
4.氧　多种酶　彻底氧化分解　二氧化碳和水　能量
微思考
提示：既可满足细胞的能量需求，又可避免能量集中快速释放对细胞造成伤害。
辨正误
(1)×　提示：真核细胞不一定都进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。
(2)×　提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
(3)√
(4)×　提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。
(5)×　提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
合作探究
丙酮酸　线粒体基质　线粒体内膜
(1)提示：因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
(2)第三　第一、二　第三　第三　第二　(3)提示：C6HO6→C18O2；18O2→HO。
举一反三
①H2O→CO2　②H2O→[H]→H2O　③葡萄糖→丙酮酸→CO2
学以致用
3.A　[有氧呼吸三个阶段的反应都需要酶来催化，A正确；第一阶段(过程①)将葡萄糖分解成两分子丙酮酸，不需要氧气参与，B错误；只有第三阶段中氧气和[H]反应生成水，释放大量能量，C错误；第一阶段(过程①)在细胞质基质中进行，D错误。]
4.A　[结合题意并分析题图可知，①表示有氧呼吸第一个阶段的场所，即细胞质基质；②表示有氧呼吸第二个阶段的场所，即线粒体基质；③表示有氧呼吸第三个阶段的场所，即线粒体内膜。甲、乙分别代表丙酮酸、[H]，A正确；在①、②内进行的反应不同，因此所含酶的种类不同，B错误；③内进行的是有氧呼吸第三个阶段的反应，释放大量能量，产生较多ATP，②内进行的是有氧呼吸第二个阶段的反应，释放少量能量，产生较少ATP，C错误；①是细胞质基质，②是线粒体基质，都不具有膜结构，D错误。]
随堂检测
1.D　[由有氧呼吸过程中的物质变化可知，葡萄糖中的氧原子通过有氧呼吸的第一阶段进入丙酮酸中，然后通过有氧呼吸的第二阶段进入二氧化碳中，D正确。]
2.A　[酵母菌是兼性厌氧型生物，在氧气充足条件下进行有氧呼吸，产物是水和二氧化碳，无氧条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳，A正确。]
3.A　[有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，产生的ATP最多，A正确；有氧呼吸第三阶段中O2与[H]结合生成水，B错误；与葡萄糖分解有关的酶分布在细胞质基质中，C错误；在人体内，有氧呼吸第二阶段丙酮酸在线粒体基质中分解产生CO2，D错误。]
4.D　[酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物中都有CO2，均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式，D错误。]
5.A　[ 甲组是探究酵母菌的有氧呼吸，乙组是探究酵母菌的无氧呼吸，二者属于对比实验，A正确，B、C错误；甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊，甲组浑浊程度更大，D错误。]限时练18　探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~12题,每小题3分,共36分。答案P230
【基础对点】
知识点1　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.下列是“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中产物的检测试剂及实验现象,对应错误的是 (　　)
组别 产物 检测试剂 实验现象
A CO2 澄清的石灰水 变浑浊
B CO2 溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄
C 酒精 溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄
D 酒精 酸性的重铬酸钾 橙色→灰绿色
A B
C D
2.(2024·广东中山市期末)下列关于探究酵母菌呼吸方式的实验,叙述错误的是 (　　)
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
实验中的澄清石灰水不可用溴麝香草酚蓝溶液来代替
探究有氧呼吸时泵入的空气需去除CO2
探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间
3.(2024·湖南衡阳高一上期末)某兴趣小组拟采用下图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的是 (　　)
本实验为对比实验,甲、乙组均为实验组
培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果无影响
一段时间后,甲、乙注射器活塞均会上移,但上移距离不同
一段时间后,取甲培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
4.(2024·河南部分名校联考)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述,错误的是 (　　)
通过检测CO2是否生成可判断酵母菌细胞呼吸的方式
实验中使用的酵母菌培养液是适宜质量分数的葡萄糖溶液
实验应该设计有氧条件和无氧条件下的对比实验,分别分析酵母菌细胞的呼吸情况
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色
5.某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型,实验装置如图所示,下列说法错误的是 (　　)
实验自变量为是否通入O2
实验因变量为是否产生CO2
实验中需控制的无关变量有温度、pH等
相同反应时间内,乙装置中澄清石灰水的浑浊程度更高
知识点2　有氧呼吸
6.(2024·广东惠州调研)在有氧呼吸过程中,H2O参与的阶段是 (　　)
葡萄糖分解为丙酮酸
丙酮酸分解成CO2
[H]与O2结合形成水
丙酮酸转变成乳酸
7.(2024·浙江金华高一上期中)给小白鼠提供18O2后,首先出现18O标记的物质是 (　　)
葡萄糖 二氧化碳
丙酮酸 水
8.(2024·江西南昌调研)如图为线粒体的结构示意图。在相应区域中会发生的生物过程是 (　　)
②处发生葡萄糖分解
①中的CO2扩散穿过内膜
②处丙酮酸分解为CO2和H2O
③处[H]与O2结合生成水
9.(2024·吉林长春市高一期末)下图表示的是有氧呼吸过程,A~F表示物质,①②③表示过程,下列有关叙述错误的是 (　　)
可表示水的是E和F
表示O2和CO2的分别是D和B
①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
①②③过程中,产生能量最多的过程是③
10.(2024·湖北天门市质检)在真核生物有氧呼吸的下列反应中,不在线粒体中进行的只有 (　　)
[H]与氧气生成水
C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
丙酮酸分解为CO2和[H]
ADP与磷酸结合生成ATP
【综合提升】
11.(2024·山东青岛质检)动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图。下列说法正确的是 (　　)
乙来源于甲和C6H12O6;丙和丁代表不同化合物
有氧条件下,过程①②发生在线粒体基质中
过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量
用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O
12.(2024·河北石家庄调研)溴麝香草酚蓝(BTB)是一种酸碱指示剂,变色范围为pH6.0~7.6,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图实验装置1和2,探究绿豆种子的细胞呼吸方式。下列相关叙述正确的是 (　　)
若通入的是无菌空气,则广口瓶甲可以撤去
根据试管内BTB溶液是否变黄,可以判断绿豆的呼吸类型
广口瓶丙内若不使用液体石蜡,不影响实验的严谨性
试管2中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管1长
13.(12分)(2024·天津静海区四校高一上月考)如图是有氧呼吸过程的图解,④⑤⑥为有氧呼吸的三个阶段,请据图回答下列问题。
(1)(2分)图中②③所代表的物质分别是　　　　、　　　　。
(2)(2分)如图④⑤⑥三个阶段中,　　　　　　阶段会释放能量,释放能量最多的是　　　　阶段。
(3)(3分)若为真核生物,图中④⑤⑥阶段所发生的具体场所分别是　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　。
(4)(3分)1 mol葡萄糖经过图示过程后释放约2 870 kJ能量,其中大多数能量的去路是　　　　　　,其余的能量　　　　　　　　　　　　。
(5)(2分)写出有氧呼吸的总反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14.(12分)(2024·江西金太阳联考)如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图,C、E瓶为澄清石灰水,请据图分析:
(1)(4分)A瓶加入的试剂是　　　　,其目的是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, B瓶中酵母菌细胞呼吸的场所为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)酵母菌与乳酸菌在结构上最主要的区别是:前者　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
如果把18O2充入甲装置,则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是　　　　。
(3)(3分)D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(2分)图中装置有无错误之处 如果有,请在相应的图中加以改正。
限时练18　探究酵母菌细胞呼吸的方式、有氧呼吸
1.C　[酵母菌的呼吸产物CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，也可以和溴麝香草酚蓝溶液反应，颜色变化是由蓝变绿再变黄；检测酒精的试剂是酸性的重铬酸钾，颜色变化是由橙色变为灰绿色，C错误。]
2.B　[酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，A正确；实验中的澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液来代替，B错误；有氧呼吸消耗氧气生成CO2，为了排除空气中CO2的干扰，探究有氧呼吸时泵入的空气需去除CO2，C正确；探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间，使装置中的氧气被消耗完，D正确。]
3.B　[由题图可知，甲注射器内没有氧气，而乙注射器内有少许溶解氧，该实验为对比实验，实验中甲组和乙组都是实验组，分别探究的是酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸，A正确；本实验自变量为有无氧气参与，培养液体积、温度等属于无关变量，对实验结果有影响，需保持相同且适宜，B错误；酵母菌在有氧和无氧条件下均能产生CO2，但是产生速率和量不同，有氧呼吸产生CO2速率快，量大，甲注射器内酵母菌进行的是无氧呼吸，而乙注射器内酵母菌进行的是有氧呼吸，因此一段时间后甲、乙注射器活塞均会上移，但上移距离不同，C正确；甲培养液中，酵母菌会在无氧条件下产生CO2和酒精，酒精能与含浓硫酸的重铬酸钾溶液反应，使溶液由橙色变成灰绿色，D正确。]
4.A　[酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，因此通过检测CO2是否生成不能判断酵母菌细胞呼吸的方式，A错误；实验中使用的酵母菌培养液是适宜质量分数的葡萄糖溶液，若浓度过高，会导致酵母菌失水死亡，B正确；有氧条件和无氧条件分别对应探究有氧呼吸和无氧呼吸能否发生，所以实验应该设计有氧条件和无氧条件下的对比实验，分别分析酵母菌细胞的呼吸情况，C正确；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色，D正确。]
5.B　[由于甲、乙装置分别是无氧和有氧环境，该实验自变量为是否通入O2，A正确；该实验利用酵母菌探究细胞呼吸类型，自变量为是否通入O2，因变量为无氧和有氧环境下酵母菌细胞呼吸的产物，B错误；该实验的自变量是氧气的有无，而温度、pH、培养液浓度等条件均是无关变量，无关变量需要适宜且相同，C正确；相同反应时间内，酵母菌进行有氧呼吸产生的二氧化碳更多，故乙装置中澄清石灰水的浑浊程度更高，D正确。]
6.B　[在有氧呼吸过程中水参与第二阶段的反应，与丙酮酸发生化学反应生成二氧化碳和[H]；水是在有氧呼吸的第三阶段由O2和[H]结合形成的，故选B。]
7.D　[有氧呼吸的第三阶段是O2和[H]反应生成水，因此让小白鼠吸入18O2后，18O2进入细胞中的线粒体，与[H]反应生成水，所以最先出现18O标记的物质是水，故选D。]
8.D　[②处为线粒体基质，葡萄糖的分解发生在细胞质基质，A错误；①中的CO2往线粒体外扩散，穿过外膜，B错误；②处为线粒体基质，此处丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，H2O在线粒体内膜上形成，C错误；③处为线粒体内膜，此处[H]与O2结合生成水，D正确。]
9.C　[①②③过程中的②③在真核生物细胞内的线粒体中完成，①在细胞质基质中完成。]
10.B　[[H]与氧气结合生成水，发生在线粒体内膜上，A不符合题意；C6H12O6分解为丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中，B符合题意；丙酮酸分解为CO2和[H]，发生在线粒体基质中，C不符合题意；ADP与磷酸结合生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，D不符合题意。]
11.C　[分析图示可知，甲是丙酮酸，乙是[H]，丙是产物水，丁是原料水，A错误；过程①表示细胞呼吸的第一个阶段，场所在细胞质基质，过程②表示有氧呼吸的第二个阶段，场所在线粒体基质，B错误；过程③表示有氧呼吸的第三个阶段，场所在线粒体内膜，可产生大量能量，C正确；丙(水)中的O来自O2，D错误。]
12.D　[广口瓶甲内的氢氧化钠可用于除去空气中的CO2，防止其对实验结果产生影响，而无菌空气中依然有CO2，故广口瓶甲不可撤去，A错误；装置1可用来检测绿豆种子的有氧呼吸，装置2可用来检测绿豆种子的无氧呼吸，绿豆种子有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，试管1和2内BTB溶液都会变黄，因此不能根据试管内BTB溶液是否变黄来判断绿豆的呼吸类型，B错误；装置2中的液体石蜡是为了隔绝瓶内的空气，尽可能营造一个无氧环境，若不使用液体石蜡，会影响实验的严谨性，C错误；相同底物、相同时间内有氧呼吸产生的CO2比无氧呼吸多且快，因此试管2中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管1长，D正确。]
13.(1)丙酮酸　O2　(2)④⑤⑥　⑥
(3)细胞质基质　线粒体基质　线粒体内膜
(4)以热能形式散失　转换为ATP中活跃的化学能
(5)C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
解析　(1)分析题图可知，图中①是反应物葡萄糖，②是丙酮酸，③是反应物O2，④是有氧呼吸第一阶段，⑤是有氧呼吸第二阶段，⑥是有氧呼吸第三阶段，图中②③所代表的物质分别是丙酮酸和O2。(2)有氧呼吸三个阶段(④⑤⑥)都能释放能量，其中第三阶段释放的能量最多，即图中⑥阶段释放的能量最多。(3)真核生物有氧呼吸三个阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。(4)1 mol葡萄糖经过图示过程后释放约2 870 kJ能量，其中大多数能量以热能形式散失，其余的能量转换为ATP中活跃的化学能。(5)有氧呼吸的总反应式是C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
14.(1)NaOH溶液　吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰　细胞质基质和线粒体　(2)有以核膜为界限的细胞核　水　(3)确保通入E瓶的CO2是酵母菌无氧呼吸所产生的　(4)由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果，应将装置进行如下改正，如图
解析　(1)A瓶加入的试剂是NaOH溶液，其目的是吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰；B瓶中酵母菌进行有氧呼吸，所以细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(2)酵母菌属于真核生物，乳酸菌属于原核生物，二者在结构上最主要的区别是酵母菌有以核膜为界限的细胞核。如果把18O2充入甲装置，则酵母菌内最先出现18O标记的化合物是水，即第三阶段18O2与[H]结合生成被标记的水。(3)D瓶封口放置一段时间后，可以消耗尽装置中的O2，形成无氧环境，再连通E瓶，可以确保通入E瓶的CO2是酵母菌无氧呼吸所产生的。(4)由B瓶通入C瓶的玻璃管应插入C瓶液面下，否则不能很好地检测实验结果。

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