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第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 2．探究酵母菌的呼吸方式。 1．从物质与能量视角，探索呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维) 2．通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验的设置。(科学思维、科学探究)
一、细胞呼吸
1．呼吸的概念
呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的________，呼出________的气体交换过程。
2．细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指在________内进行的将________等有机物分解成无机物或者________，并且________的过程。
3．气体交换过程与细胞呼吸的关系
在气体交换过程中获得的氧气通过______运送到身体的各个细胞，供________在有氧条件下分解有机物，有机物分解时产生的二氧化碳则通过________排出体外。
二、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解
1．活动　探究酵母菌的呼吸方式
(1)探究问题
①酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么？
②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点？
(2)设计活动方案
设计活动方案时，特别要考虑下列两个问题：
①保证酵母菌__________的生活条件。
②检测酵母菌在有氧或者无氧条件下呼吸的产物的________。
(3)实施活动方案
实验过程中，需认真观察并记录实验现象。对实验中出现的问题及时分析讨论以不断完善实验方案。
(4)实验结果分析
对实验现象以及获得的数据________，得到________，在讨论和交流的基础上完成探究活动报告。
2．需氧呼吸
(1)概念：需氧呼吸必须________参加，氧气把糖分子氧化成__________。
(2)特点：需氧呼吸是在________下发生的，所产生的能量________，其中有一部分能量储存在________中，其余的转化成______，没有剧烈的________现象。
(3)过程
第一阶段：这个过程发生在________中，又称为________。
在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物——__________和少量的________(用________表示)，分解过程中释放出少量__________，形成少量________。________是糖酵解的产物，葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于________中。
第二阶段：这个过程发生在________中。
丙酮酸进入线粒体后，在________的催化下，经过一系列的化学反应，被彻底氧化分解形成二氧化碳，并产生__________和少量________，二氧化碳释放到细胞外。
第三阶段：这个过程发生在________上。前两个阶段产生的[H]经过线粒体内膜上__________的传递，与氧结合生成水，产生大量________。所以，需氧呼吸在最后一步才用到________。
需氧呼吸的过程是一个________反应，在这个过程中，葡萄糖分子所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量驱动ATP的合成，用于________________。葡萄糖分子与氧反应的总方程式：________________________________。
(4)电子传递链在需氧呼吸中的作用
对于1个葡萄糖分子来说，从糖酵解开始，一般可以产生32个ATP分子，而其中的________个ATP分子是在电子传递链中产生的。
电子传递链中生成水的一系列反应只能在有________存在的条件下发生，所以称为需氧呼吸。
3．厌氧呼吸
(1)条件：厌氧呼吸是在________的条件下发生的。人、动物和植物在________情况下都可以进行厌氧呼吸。
(2)举例：人和动物的骨骼肌细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸，产生________。葡萄和苹果的果实、玉米的胚、马铃薯的块茎等在缺氧条件下都能进行厌氧呼吸。
(3)过程
厌氧呼吸在________中进行。厌氧呼吸的过程可以划分为两个阶段：
第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解，1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸分子和少量[H]，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP(2个ATP分子)。
第二阶段中，丙酮酸在________的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。
(4)乳酸发酵：葡萄糖在无氧条件下分解产生乳酸，总反应式为：________________________________。
在乳酸发酵反应的第二阶段，糖酵解过程的产物丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被________还原为乳酸。
乳酸发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的________左右。
(5)乙醇发酵：葡萄糖在无氧或缺氧条件下分解产生乙醇，并释放出二氧化碳，总反应式为：________________________________。
(6)酵母菌的细胞呼吸
酵母菌在________的环境中进行需氧呼吸，在________的状态下进行厌氧呼吸，即乙醇发酵。在乙醇发酵反应的第二阶段，__________在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]还原为乙醇，即酒精。
(7)厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。
①在无氧或缺氧条件下，细胞通过厌氧呼吸的方式可以________________________，以维持生命。例如，人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持________的活动，所产生的乳酸则被运至________再生成葡萄糖。
②厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变为葡萄糖又要________。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
无论是分解代谢还是合成代谢，都与______有着密切的关系。
1．细胞分解代谢与细胞呼吸的关系
主要利用________作为呼吸过程中能量的来源，人和动物的细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物——单糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通过多种途径进入________过程被氧化分解，释放出所储存的能量。
糖类中的多糖首先水解为单糖，然后以单糖形式进行________，最后被完全氧化成____________。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一个________后进入糖酵解，脂肪酸则进一步被分解。当蛋白质用于细胞呼吸时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去______后变成不同的有机酸，最终被完全氧化。
2．细胞合成代谢与细胞呼吸的关系
细胞合成代谢是各种各样的生物合成反应。这些反应的产物是细胞________、________和________所需要的物质。细胞呼吸一方面为这些合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供________。细胞内有机物的生物合成也以________为中心。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酵母菌属于细菌，广泛分布于自然界中。 (　　)
2．重铬酸钾在酸性条件下为橙色，遇到酒精变成灰绿色。 (　　)
3．因为每个ATP分子中的能量大约是1个葡萄糖分子中能量的1%，所以细胞中1个分子的葡萄糖完全氧化就会合成100个ATP分子。 (　　)
4．需氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 (　　)
5．呼吸速率是指单位数量的活体组织在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳量。 (　　)
6．百米赛跑ATP主要来源于需氧呼吸。 (　　)
　探究酵母菌的呼吸方式
1．探究酵母菌呼吸方式实验的条件控制(如图)
甲　　　　　　　　　乙
(1)有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌需氧呼吸产生的CO2所致。
(2)无氧条件：装置乙中B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是厌氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。
2．检测并比较CO2产生量的两种方法
方法一：
(1)判断依据：相同时间内澄清石灰水变浑浊的速度和程度。
(2)判断方法：若变浑浊的速度较快，并且浑浊程度较高，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。
方法二：
(1)判断依据：相同时间内溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的速度和变成黄色的程度。
(2)判断方法：若变色速度较快且颜色较深，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。
1．酵母菌培养液浓度越高，实验现象越明显吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．在检测酒精的产生过程中，为什么应将酵母菌的培养时间适当延长？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关叙述错误的是(　　)
装置甲　　　　　　　装置乙
A．装置甲和乙分别探究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸
B．A瓶中需加入NaOH溶液用于吸收空气中的CO2
C．可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式
D．一段时间后向C瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾溶液，颜色变为灰绿色
2．下图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是(　　)
A．实验自变量为温度
B．乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C．气泵泵入的气体应先除去O2
D．实验因变量为CO2的有无
3．甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ 装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请据图回答下列问题。
(1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量多少。
材料用具：500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、液状石蜡。
实验步骤：取A、B两套装置按下表的设计进行实验。则X是________；Y是________。
装置 步骤一 步骤二 步骤三
A 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X______
B 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y______ 加入液状石 蜡铺满液面
(2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？______________________________________________________
___________________________________________________________________。
　需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式
1．图解需氧呼吸的过程
2．总反应式剖析
1．如图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。
(1)甲、乙、丙、丁分别代表什么物质？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)①、②过程均有乙生成，是因为催化①、②过程的酶相同吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．需氧呼吸中元素的追踪，如下图装置：
(1)若用同位素18O对进行标记，同位素18O最终出现在CO2中。
(2)若图中给酵母菌提供18O2，则酵母菌细胞内最先出现的18O化合物是__________，然后是________。
1．真核细胞需氧呼吸中含碳物质的变化是葡萄糖丙酮酸CO2，其中①②表示两个阶段。下列叙述错误的是(　　)
A．①和②中产生[H]较多的是②
B．①和②产生的[H]都用于生成H2O
C．①和②是需氧呼吸中释放大量能量的阶段
D．①和②发生的场所分别是细胞溶胶和线粒体
2．下列关于电子传递链的叙述错误的是(　　)
A．只在有O2的条件下发生
B．消耗的[H]仅来自有机物
C．伴随水的生成释放大量能量
D．该阶段需要多种酶的催化
3．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(　　)
A．主要进行厌氧呼吸并生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质没有参与需氧呼吸
D．没有进行需氧呼吸第三阶段
　需氧呼吸的三个易错点
(1)认为葡萄糖进入线粒体内被彻底氧化分解是错误的。
(2)能量写成ATP是错误的。需氧呼吸的能量大部分以热能散失，少量转移到ATP中。
(3)认为需氧呼吸一定需要线粒体是错误的。没有线粒体的原核生物也能进行需氧呼吸，其场所是细胞膜和细胞溶胶。
　厌氧呼吸的过程及与需氧呼吸的比较
1．图解厌氧呼吸的过程
2．判断细胞呼吸方式的三大依据
3．细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路的比较
来源 去路
[H] 需氧呼吸：C6H12O6和H2O；厌氧呼吸：C6H12O6 需氧呼吸：与O2结合生成水；厌氧呼吸：还原丙酮酸
ATP 需氧呼吸：三个阶段都产生；厌氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动
下图为需氧呼吸和厌氧呼吸过程图示，思考讨论下列问题：
(1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是________(填序号)。
(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)如果是以脂肪为底物进行需氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于人体肌肉细胞厌氧呼吸的叙述中，正确的是(　　)
A．会有特殊分子携带氢和电子传递给氧生成水
B．葡萄糖分解产生酒精和二氧化碳
C．产物在肌肉细胞中再生成葡萄糖
D．全过程都在细胞溶胶中进行
2．如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，下列有关说法正确的是(　　)
A．过程①②③④中均有ATP生成
B．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
C．除过程④外，其他三个过程均可以发生在酵母菌中
D．马拉松运动员剧烈运动时呼出的二氧化碳来自过程②③
3．有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(两种细胞呼吸速率相等)，在氧浓度为a时(　　)
A．酵母菌只进行厌氧呼吸
B．2/3的葡萄糖用于厌氧呼吸
C．产生ATP的场所只有线粒体基质和线粒体内膜
D．消耗[H]的场所只有线粒体内膜
　细胞呼吸反应式中各物质的量的比例关系
(1)需氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)厌氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或C6H12O6∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：需氧呼吸需要的O2∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
(4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：厌氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。
　影响细胞呼吸的因素及其应用
1．温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的曲线分析
温度 CO2浓度 H2O
影响 机理 温度主要影响与呼吸作用有关的酶的活性 从化学平衡的角度分析，增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱
曲线 模型
2．O2影响的细胞呼吸曲线的分析
(1)原理：O2浓度决定细胞呼吸的类型和强度。
(2)曲线分析(呼吸底物为葡萄糖，以真核细胞为例)：
①A点：O2浓度为0，细胞只进行厌氧呼吸，此时细胞呼吸的场所只有细胞溶胶，没有线粒体。
②B点：需氧呼吸和厌氧呼吸释放的CO2的量相等，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。
③AC段：CO2的产生量大于O2的吸收量，需氧呼吸与厌氧呼吸共存，此时细胞呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。
④C点以后，厌氧呼吸消失，细胞只进行需氧呼吸；CO2的产生量与O2的吸收量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞溶胶和线粒体。但当O2浓度达到一定值后，需氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增大，这可能是受与呼吸作用有关的酶的数量或温度等因素的影响。
1．干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的变化趋势如下图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题。
(1)种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)若种子萌发过程缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．根据影响细胞呼吸外界因素思考在生产、生活中采取的措施：
(1)若需要增强植物体细胞的呼吸强度，可采取怎样的措施？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)若需降低植物细胞的呼吸强度，可采取怎样的措施？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)蔬菜和水果应储存在怎样的条件下保鲜？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)种子应储存在怎样的条件下？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的是(　　)
A．干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜
B．面团“发起”是酵母菌产生CO2所致
C．利用乳酸菌制作酸奶过程需密闭隔绝空气
D．黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
2．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是(　　)
　 O2 含量 温度　 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0%
3 ℃ 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3
10 ℃ 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9
20 ℃ 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2
30 ℃ 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6
A．根据变化规律，表中10 ℃、O2含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3 ℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%上升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞厌氧呼吸逐渐减弱
3．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式是________________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________________，其产物是________________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________________，主要原因是________________。此时，萌发种子中含量最高的有机物是________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________________呼吸速率明显升高，且水的含量变化趋势是________________。
葡萄酒不仅美味还具有养生作用，下面是自酿葡萄酒的简单步骤：洗净葡萄，沥干水分，用力捏破，越碎越好，铺在坛中，一层葡萄铺好之后均匀撒一层糖。葡萄不要填满整个容器，一定要留出1/4的空间来让葡萄发酵。最后一步很重要，就是用2层的保鲜膜覆盖在容器口。
通过分析自酿葡萄酒的简要流程，掌握酿制过程中酵母菌细胞呼吸类型和强度变化，利用细胞呼吸原理解释酿制过程，培养科学思维能力。
(1)葡萄酒酿制过程中，酵母菌呼吸类型如何变化？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)为什么葡萄不要填满整个容器，要留出1/4的空间？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)为什么最后一步用2层的保鲜膜覆盖在容器口？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)酿酒过程中为什么会发热，是否一直有气泡产生？(科学思维)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[课堂小结]
1．细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
2．需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。
3．需氧呼吸过程的第一阶段：这个过程发生在细胞溶胶中，又称为糖酵解；第二阶段：这个过程发生在线粒体基质中；第三阶段：这个过程发生在线粒体内膜上。
4．需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应，在这个过程中，葡萄糖分子化学键所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量驱动ATP的合成，用于各种生命活动。
5．厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的。人、动物和植物在特殊情况下都可以进行厌氧呼吸。
6．厌氧呼吸在细胞溶胶中进行。厌氧呼吸的过程可以划分为两个阶段：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样；第二阶段中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。
7．酵母菌在氧充足的环境中进行需氧呼吸，在氧缺少的状态下进行厌氧呼吸，即乙醇发酵。在乙醇发酵反应的第二阶段，丙酮酸在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]还原为乙醇，即酒精。
8．细胞呼吸是细胞代谢的核心，无论是分解代谢还是合成代谢，都与细胞呼吸有着密切的关系。
1．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(　　)
A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2
B．1分子丙酮酸在(二)、(三)阶段产生的能量一样多
C．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
D．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖
2．下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．厌氧呼吸产生的能量大多数合成了ATP
B．厌氧呼吸的第二阶段是在线粒体基质中将丙酮酸分解
C．成熟苹果的果肉细胞在缺氧时主要进行酒精发酵
D．人体骨骼肌细胞产生乳酸时伴有CO2和少量能量生成
3．如图表示人体内细胞呼吸作用过程，结合图示下列叙述正确的是(　　)
A．在剧烈运动中，人体细胞主要通过③过程提供能量
B．经①→③过程将导致细胞内[H]的积累
C．①②③过程中都需要酶参与，都有能量释放
D．②过程有水产生，同样需要水的参与
4．在剧烈运动时，肌肉处于暂时相对缺氧状态，葡萄糖的消耗量剧增，但ATP的生成量没有明显增多，这主要是因为(　　)
A．大量能量以热能的形式散失了
B．大量能量合成了其他高能化合物
C．大量能量没有释放出来
D．大量能量随汗水流失了
5．某生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如图的探究实验：
(1)酵母菌是探究细胞呼吸方式的比较恰当的实验材料，是因为___________________________________________________________________。
(2)从变量角度看，实验中氧气的有无是________，葡萄糖的浓度是________，酵母菌的数量是________。
(3)本实验中选用溴麝香草酚蓝溶液试剂检测的代谢产物是______，通常会发生________________________颜色反应。
(4)利用甲、乙试管来探究酵母菌呼吸方式时，可以探知酵母菌是否进行________呼吸。为减少实验误差，空气泵泵入的气体中应去除____________。
(5)在利用丙、丁试管探究酵母菌呼吸方式时，用液状石蜡密封酵母菌和葡萄糖溶液，此外，还需要对溶液进行________处理，为实验提供无氧条件。待冷却再加入活化的酵母菌。
3/18第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 2．探究酵母菌的呼吸方式。 1．从物质与能量视角，探索呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维) 2．通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验的设置。(科学思维、科学探究)
一、细胞呼吸
1．呼吸的概念
呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化碳的气体交换过程。
2．细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
3．气体交换过程与细胞呼吸的关系
在气体交换过程中获得的氧气通过血液循环运送到身体的各个细胞，供细胞在有氧条件下分解有机物，有机物分解时产生的二氧化碳则通过气体交换排出体外。
二、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解
1．活动　探究酵母菌的呼吸方式
(1)探究问题
①酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么？
②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点？
(2)设计活动方案
设计活动方案时，特别要考虑下列两个问题：
①保证酵母菌有氧或者无氧的生活条件。
②检测酵母菌在有氧或者无氧条件下呼吸的产物的方法。
(3)实施活动方案
实验过程中，需认真观察并记录实验现象。对实验中出现的问题及时分析讨论以不断完善实验方案。
(4)实验结果分析
对实验现象以及获得的数据归纳、分析，得到实验结论，在讨论和交流的基础上完成探究活动报告。
2．需氧呼吸
(1)概念：需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。
(2)特点：需氧呼吸是在常温下发生的，所产生的能量逐步释放，其中有一部分能量储存在ATP中，其余的转化成热能，没有剧烈的发光发热现象。
(3)过程
第一阶段：这个过程发生在细胞溶胶中，又称为糖酵解。
在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物——丙酮酸和少量的氢(用[H]表示)，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP。丙酮酸是糖酵解的产物，葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中。
第二阶段：这个过程发生在线粒体基质中。
丙酮酸进入线粒体后，在复杂酶系统的催化下，经过一系列的化学反应，被彻底氧化分解形成二氧化碳，并产生[H]和少量ATP，二氧化碳释放到细胞外。
第三阶段：这个过程发生在线粒体内膜上。前两个阶段产生的[H]经过线粒体内膜上电子传递链的传递，与氧结合生成水，产生大量ATP。所以，需氧呼吸在最后一步才用到氧。
需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应，在这个过程中，葡萄糖分子所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量驱动ATP的合成，用于各种生命活动。葡萄糖分子与氧反应的总方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。
(4)电子传递链在需氧呼吸中的作用
对于1个葡萄糖分子来说，从糖酵解开始，一般可以产生32个ATP分子，而其中的28个ATP分子是在电子传递链中产生的。
电子传递链中生成水的一系列反应只能在有氧气存在的条件下发生，所以称为需氧呼吸。
3．厌氧呼吸
(1)条件：厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的。人、动物和植物在特殊情况下都可以进行厌氧呼吸。
(2)举例：人和动物的骨骼肌细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸，产生乳酸。葡萄和苹果的果实、玉米的胚、马铃薯的块茎等在缺氧条件下都能进行厌氧呼吸。
(3)过程
厌氧呼吸在细胞溶胶中进行。厌氧呼吸的过程可以划分为两个阶段：
第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解，1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸分子和少量[H]，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP(2个ATP分子)。
第二阶段中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。
(4)乳酸发酵：葡萄糖在无氧条件下分解产生乳酸，总反应式为：C6H12O62C3H6O3＋能量。
在乳酸发酵反应的第二阶段，糖酵解过程的产物丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被[H]还原为乳酸。
乳酸发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的1/16左右。
(5)乙醇发酵：葡萄糖在无氧或缺氧条件下分解产生乙醇，并释放出二氧化碳，总反应式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。
(6)酵母菌的细胞呼吸
酵母菌在氧充足的环境中进行需氧呼吸，在氧缺少的状态下进行厌氧呼吸，即乙醇发酵。在乙醇发酵反应的第二阶段，丙酮酸在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]还原为乙醇，即酒精。
(7)厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。
①在无氧或缺氧条件下，细胞通过厌氧呼吸的方式可以快速地利用葡萄糖产生ATP，以维持生命。例如，人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动，所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。
②厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变为葡萄糖又要消耗能量。
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
无论是分解代谢还是合成代谢，都与细胞呼吸有着密切的关系。
1．细胞分解代谢与细胞呼吸的关系
主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源，人和动物的细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物——单糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通过多种途径进入细胞呼吸过程被氧化分解，释放出所储存的能量。
糖类中的多糖首先水解为单糖，然后以单糖形式进行糖酵解，最后被完全氧化成二氧化碳和水。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一个三碳化合物后进入糖酵解，脂肪酸则进一步被分解。当蛋白质用于细胞呼吸时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去氨基后变成不同的有机酸，最终被完全氧化。
2．细胞合成代谢与细胞呼吸的关系
细胞合成代谢是各种各样的生物合成反应。这些反应的产物是细胞生活、生长和修复损伤所需要的物质。细胞呼吸一方面为这些合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供碳骨架。细胞内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．酵母菌属于细菌，广泛分布于自然界中。 (　　)
2．重铬酸钾在酸性条件下为橙色，遇到酒精变成灰绿色。 (　　)
3．因为每个ATP分子中的能量大约是1个葡萄糖分子中能量的1%，所以细胞中1个分子的葡萄糖完全氧化就会合成100个ATP分子。 (　　)
4．需氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。 (　　)
5．呼吸速率是指单位数量的活体组织在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳量。 (　　)
6．百米赛跑ATP主要来源于需氧呼吸。 (　　)
提示：1．×　酵母菌属于真菌。
2．√
3．×　细胞中每氧化1个葡萄糖分子，一般可以合成32个ATP，葡萄糖的利用效率只有30%。
4．√　5．√
6．×　主要来源于磷酸肌酸。
　探究酵母菌的呼吸方式
1．探究酵母菌呼吸方式实验的条件控制(如图)
甲　　　　　　　　　　乙
(1)有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌需氧呼吸产生的CO2所致。
(2)无氧条件：装置乙中B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是厌氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。
2．检测并比较CO2产生量的两种方法
方法一：
(1)判断依据：相同时间内澄清石灰水变浑浊的速度和程度。
(2)判断方法：若变浑浊的速度较快，并且浑浊程度较高，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。
方法二：
(1)判断依据：相同时间内溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的速度和变成黄色的程度。
(2)判断方法：若变色速度较快且颜色较深，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。
1．酵母菌培养液浓度越高，实验现象越明显吗？
提示：不是。培养液浓度过高易使酵母菌细胞失水，代谢减弱。
2．B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，原因是什么？
提示：封口放置一段时间后让酵母菌将其中的O2耗尽，进行厌氧呼吸以后再测定产生的CO2量。
3．在检测酒精的产生过程中，为什么应将酵母菌的培养时间适当延长？
提示：由于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。
1．下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关叙述错误的是(　　)
装置甲　　　　　　　　装置乙
A．装置甲和乙分别探究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸
B．A瓶中需加入NaOH溶液用于吸收空气中的CO2
C．可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式
D．一段时间后向C瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾溶液，颜色变为灰绿色
C　[装置甲和乙分别探究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸，A正确；A瓶中需加入NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，B正确；不可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，因为酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都要产生二氧化碳，C错误；C瓶进行厌氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，酒精与酸性重铬酸钾反应颜色变为灰绿色，D正确。]
2．下图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是(　　)
A．实验自变量为温度
B．乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C．气泵泵入的气体应先除去O2
D．实验因变量为CO2的有无
D　[本实验的自变量是有无氧气，A错误；乙是验证酵母菌需氧呼吸方式的，需要氧气，所以不需要煮沸冷却除去O2，B错误；气泵泵入气体的目的是为酵母菌提供O2，但应先除去CO2，C错误；根据实验装置可知，该实验的因变量为CO2的有无，D正确。]
3．甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请据图回答下列问题。
(1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量多少。
材料用具：500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、液状石蜡。
实验步骤：取A、B两套装置按下表的设计进行实验。则X是________；Y是________。
装置 步骤一 步骤二 步骤三
A 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X______
B 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y______ 加入液状石 蜡铺满液面
(2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
想得到实验结论还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)探究酵母菌在有氧与无氧的条件下呼吸作用放出的热量多少，A、B两套装置中都应加入10 g活性酵母菌，B装置加入液状石蜡，防止空气进入，使酵母菌进行厌氧呼吸。A装置不加入液状石蜡，以使酵母菌进行需氧呼吸。B装置中步骤一中煮沸冷却，目的是去除葡萄糖溶液中的氧气，冷却是为了防止高温杀死酵母菌，是控制实验的自变量。(2)图Ⅱ装置中加入氢氧化钠，能吸收二氧化碳，可检测需氧呼吸过程中氧气的消耗量。应设置对照实验装置Ⅲ，对照实验除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。
答案：(1)不加入液状石蜡　加入10 g活性酵母菌　(2)装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同
　需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式
1．图解需氧呼吸的过程
2．总反应式剖析
1．如图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。
(1)甲、乙、丙、丁分别代表什么物质？
提示：依次代表丙酮酸、[H]、水、水。
(2)①、②过程均有乙生成，是因为催化①、②过程的酶相同吗？为什么？
提示：不相同，因为过程①是葡萄糖分解，发生在细胞溶胶中，过程②是丙酮酸分解，发生在线粒体基质中，所以催化①、②过程的酶不同。
2．需氧呼吸中元素的追踪，如下图装置：
(1)若用同位素18O对C6H12O6进行标记，同位素18O最终出现在CO2中。
(2)若图中给酵母菌提供18O2，则酵母菌细胞内最先出现18O的化合物是__________，然后是________。
提示：18O进入细胞内，先在线粒体内膜与[H]结合形成O再在线粒体基质处参与丙酮酸分解，形成C18O2。
1．真核细胞需氧呼吸中含碳物质的变化是葡萄糖丙酮酸CO2，其中①②表示两个阶段。下列叙述错误的是(　　)
A．①和②中产生[H]较多的是②
B．①和②产生的[H]都用于生成H2O
C．①和②是需氧呼吸中释放大量能量的阶段
D．①和②发生的场所分别是细胞溶胶和线粒体
C　[需氧呼吸第一、二阶段均能产生[H]，其中产生较多的是第二阶段，A正确；①和②产生的[H]都与氧气结合生成水，B正确；释放大量能量的是需氧呼吸的第三阶段，题中①和②分别代表需氧呼吸的第一、二阶段，C错误；①代表需氧呼吸的第一阶段发生的场所是细胞溶胶，②代表需氧呼吸的第二阶段，发生的场所是线粒体，D正确。]
2．下列关于电子传递链的相关叙述错误的是(　　)
A．只在有O2的条件下发生
B．消耗的[H]仅来自有机物
C．伴随水的生成释放大量能量
D．该阶段需要多种酶的催化
B　[电子传递链必须有氧气的参与，A正确；电子传递链消耗的[H]来自有机物和水，B错误；电子传递链过程中，氧气与[H]反应生成水并释放大量的能量，C正确；电子传递链合成了水和ATP，需要多种酶的参与，D正确。]
3．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(　　)
A．主要进行厌氧呼吸并生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质没有参与需氧呼吸
D．没有进行需氧呼吸第三阶段
B　[早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其呼吸形式主要是需氧呼吸，A错误；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热能多于其他细胞，B正确；在线粒体基质中进行需氧呼吸的第二阶段，C错误；花序细胞的耗氧速率高，而氧气参与需氧呼吸的第三阶段，D错误。]
　需氧呼吸的三个易错点
(1)认为葡萄糖进入线粒体内被彻底氧化分解是错误的。
(2)能量写成ATP是错误的。需氧呼吸的能量大部分以热能散失，少量转移到ATP中。
(3)认为需氧呼吸一定需要线粒体是错误的。没有线粒体的原核生物也能进行需氧呼吸，其场所是细胞膜和细胞溶胶。
　厌氧呼吸的过程及与需氧呼吸的比较
1．图解厌氧呼吸的过程
2．判断细胞呼吸方式的三大依据
3．细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路的比较
来源 去路
[H] 需氧呼吸：C6H12O6和H2O；厌氧呼吸：C6H12O6 需氧呼吸：与O2结合生成水；厌氧呼吸：还原丙酮酸
ATP 需氧呼吸：三个阶段都产生；厌氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动
下图为需氧呼吸和厌氧呼吸过程图示，思考讨论下列问题：
(1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是______，可在人体细胞中进行的是______(填序号)。
提示：②　①②④
(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？
提示：种子在需氧呼吸过程中产生了水。
(3)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因是什么？
提示：直接原因是催化反应的酶不同。
(4)如果是以脂肪为底物进行需氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是什么？
提示：与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此需氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
1．下列关于人体肌肉细胞厌氧呼吸的叙述中，正确的是(　　)
A．会有特殊分子携带氢和电子传递给氧生成水
B．葡萄糖分解产生酒精和二氧化碳
C．产物在肌肉细胞中再生成葡萄糖
D．全过程都在细胞溶胶中进行
D　[厌氧呼吸过程中没有氧气的参与，A错误；人体厌氧呼吸的产物是乳酸，不会产生酒精和二氧化碳，B错误；厌氧呼吸的产物是乳酸，不会在肌肉细胞中再生成葡萄糖，C错误；厌氧呼吸的全过程都在细胞溶胶中进行，D正确。]
2．如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，下列有关说法正确的是(　　)
A．过程①②③④中均有ATP生成
B．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
C．除过程④外，其他三个过程均可以发生在酵母菌中
D．马拉松运动员剧烈运动时呼出的二氧化碳来自过程②③
C　[厌氧呼吸第二阶段没有ATP生成，A错误；需氧呼吸过程中，二氧化碳产生于线粒体基质中，B错误；酵母菌为兼性厌氧型生物，可进行需氧呼吸和产生酒精的厌氧呼吸，酵母菌的厌氧呼吸不产生乳酸，C正确；马拉松运动员剧烈运动时呼出的二氧化碳来自需氧呼吸，D错误。]
3．有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(两种细胞呼吸速率相等)，在氧浓度为a时(　　)
A．酵母菌只进行厌氧呼吸
B．2/3的葡萄糖用于厌氧呼吸
C．产生ATP的场所只有线粒体基质和线粒体内膜
D．消耗[H]的场所只有线粒体内膜
B　[酵母菌厌氧呼吸产生酒精和CO2的物质的量之比是1∶1。氧浓度为a时酒精的生成量是6 mol，则厌氧呼吸CO2的生成量也为6 mol，而实际上CO2的生成量为15 mol，因此存在需氧呼吸，A错误。用CO2的总生成量减去厌氧呼吸产生的CO2量等于需氧呼吸产生的CO2量，即15 mol－6 mol＝9 mol。需氧呼吸每消耗1 mol的葡萄糖产生6 mol CO2，生成9 mol CO2则消耗了1.5 mol的葡萄糖；厌氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，生成6 mol CO2则消耗了3 mol的葡萄糖。因此，需氧呼吸与厌氧呼吸共消耗了4.5 mol的葡萄糖，用于厌氧呼吸的葡萄糖是3 mol，占2/3，B正确。同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸时，产生ATP的场所有细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜；消耗[H]的场所有细胞溶胶和线粒体内膜，C、D错误。]
　细胞呼吸反应式中各物质的量的比例关系
(1)需氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)厌氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或C6H12O6∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：需氧呼吸需要的O2∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
(4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：厌氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。
　影响细胞呼吸的因素及其应用
1．温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的曲线分析
温度 CO2浓度 H2O
影响 机理 温度主要影响与呼吸作用有关的酶的活性 从化学平衡的角度分析，增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱
曲线 模型
2．O2影响的细胞呼吸曲线的分析
(1)原理：O2浓度决定细胞呼吸的类型和强度。
(2)曲线分析(呼吸底物为葡萄糖，以真核细胞为例)：
①A点：O2浓度为0，细胞只进行厌氧呼吸，此时细胞呼吸的场所只有细胞溶胶，没有线粒体。
②B点：需氧呼吸和厌氧呼吸释放的CO2的量相等，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。
③AC段：CO2的产生量大于O2的吸收量，需氧呼吸与厌氧呼吸共存，此时细胞呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。
④C点以后，厌氧呼吸消失，细胞只进行需氧呼吸；CO2的产生量与O2的吸收量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞溶胶和线粒体。但当O2浓度达到一定值后，需氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增大，这可能是受与呼吸作用有关的酶的数量或温度等因素的影响。
1．干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的变化趋势如下图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题。
(1)种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是什么？
提示：酒精、水和CO2。
(2)若种子萌发过程缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是什么？
提示：种子厌氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
2．根据影响细胞呼吸外界因素思考在生产、生活中采取的措施：
(1)若需要增强植物体细胞的呼吸强度，可采取怎样的措施？
提示：可采取供水、升温、高氧等措施。
(2)若需降低植物细胞的呼吸强度，可采取怎样的措施？
提示：可采取干燥、低温、低氧等措施。
(3)蔬菜和水果应储存在怎样的条件下保鲜？
提示：应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。
(4)种子应储存在怎样的条件下？
提示：应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。
1．下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的是(　　)
A．干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜
B．面团“发起”是酵母菌产生CO2所致
C．利用乳酸菌制作酸奶过程需密闭隔绝空气
D．黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
A　[蔬菜的保鲜应是低氧、湿润环境，A错误；面团“发起”是酵母菌以面粉中的糖为底物进行细胞呼吸产生的CO2所致，B正确；利用乳酸菌制作酸奶，乳酸菌是厌氧菌，过程需密闭隔绝空气，C正确；黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中需要进行呼吸作用分解有机物，有机物总量不断减少，D正确。]
2．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是(　　)
　 O2 含量 温度　 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0%
3 ℃ 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3
10 ℃ 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9
20 ℃ 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2
30 ℃ 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6
A．根据变化规律，表中10 ℃、O2含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3 ℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%上升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞厌氧呼吸逐渐减弱
C　[分析表格实验数据可知，低于30 ℃时，随温度的升高二氧化碳的释放量增多，表中10 ℃、1.0%条件下二氧化碳的释放量比20 ℃、1.0%多，因此该数据可能是错误的，A正确；分析表格数据可知，温度为3 ℃、O2含量为3.0%时，释放的二氧化碳的量最少，细胞呼吸速率最低，是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合，B正确；分析表格数据可知，O2含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸释放的二氧化碳的量基本不变，O2含量已经达到饱和，O2含量不再是限制呼吸强度的因素，C错误；厌氧呼吸的特点是有氧气时厌氧呼吸受抑制，在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞厌氧呼吸逐渐减弱，D正确。]
3．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式是________________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________，其产物是________________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________________，主要原因是________________。此时，萌发种子中含量最高的有机物是____________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________________呼吸速率明显升高，且水的含量变化趋势是______________________。
解析：(1)由图可知，12～24 h，二氧化碳释放量增加明显，氧气吸收量基本不变，且二氧化碳的释放量>氧气的吸收量，故此时主要进行厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳，场所是细胞溶胶。(2)胚根长出之前，只有细胞呼吸消耗有机物，没有光合作用制造有机物，故萌发种子中干重会减少。细胞中含量最多的有机物是蛋白质。(3)由图可知，胚根长出后，氧气的吸收速率明显加快，故需氧呼吸加快，代谢加快，故水含量上升。
答案：(1)厌氧　细胞溶胶　CO2和乙醇　(2)减少　在此期间只有细胞呼吸消耗有机物，没有光合作用合成有机物　蛋白质　(3)需氧　升高
葡萄酒不仅美味还具有养生作用，下面是自酿葡萄酒的简单步骤：洗净葡萄，沥干水分，用力捏破，越碎越好，铺在坛中，一层葡萄铺好之后均匀撒一层糖。葡萄不要填满整个容器，一定要留出1/4的空间来让葡萄发酵。最后一步很重要，就是用2层的保鲜膜覆盖在容器口。
通过分析自酿葡萄酒的简要流程，掌握酿制过程中酵母菌细胞呼吸类型和强度变化，利用细胞呼吸原理解释酿制过程，培养科学思维能力。
(1)葡萄酒酿制过程中，酵母菌呼吸类型如何变化？(科学思维)
提示：先进行需氧呼吸，再进行厌氧呼吸。
(2)为什么葡萄不要填满整个容器，要留出1/4的空间？(科学思维)
提示：开始提供氧气，供酵母菌需氧呼吸，大量繁殖；厌氧呼吸会产生CO2，防止气体冲出装置。
(3)为什么最后一步用2层的保鲜膜覆盖在容器口？(科学思维)
提示：提供无氧环境，并防止空气中的杂菌污染。
(4)酿酒过程中为什么会发热，是否一直有气泡产生？(科学思维)
提示：细胞呼吸分解有机物释放热量；一直有气泡产生，发酵初期产生的CO2较多，后期逐渐减少。
[课堂小结]
1．细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
2．需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。
3．需氧呼吸过程的第一阶段：这个过程发生在细胞溶胶中，又称为糖酵解；第二阶段：这个过程发生在线粒体基质中；第三阶段：这个过程发生在线粒体内膜上。
4．需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应，在这个过程中，葡萄糖分子化学键所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量驱动ATP的合成，用于各种生命活动。
5．厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的。人、动物和植物在特殊情况下都可以进行厌氧呼吸。
6．厌氧呼吸在细胞溶胶中进行。厌氧呼吸的过程可以划分为两个阶段：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样；第二阶段中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。
7．酵母菌在氧充足的环境中进行需氧呼吸，在氧缺少的状态下进行厌氧呼吸，即乙醇发酵。在乙醇发酵反应的第二阶段，丙酮酸在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]还原为乙醇，即酒精。
8．细胞呼吸是细胞代谢的核心，无论是分解代谢还是合成代谢，都与细胞呼吸有着密切的关系。
1．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(　　)
A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2
B．1分子丙酮酸在(二)、(三)阶段产生的能量一样多
C．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
D．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖
A　[①水在需氧呼吸第(二)阶段参与反应，②氧气在第(三)阶段参与反应，A正确；需氧呼吸的(一)(二)阶段产生能量较少，第(三)阶段释放大量的能量，B错误；需氧呼吸的第(一)阶段，场所是细胞溶胶、需氧呼吸的第(二)阶段，场所是线粒体基质，C错误；(三)阶段产生的H2O中的氢来自葡萄糖和水，D错误。]
2．下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．厌氧呼吸产生的能量大多数合成了ATP
B．厌氧呼吸的第二阶段是在线粒体基质中将丙酮酸分解
C．成熟苹果的果肉细胞在缺氧时主要进行酒精发酵
D．人体骨骼肌细胞产生乳酸时伴有CO2和少量能量生成
C　[厌氧呼吸中，葡萄糖中的能量大部分在不彻底的分解产物酒精或乳酸中，只有少部分释放出来，其中少部分用于ATP的合成，A错误；厌氧呼吸第二阶段的场所是细胞溶胶，B错误；苹果的果肉细胞厌氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，C正确；人体细胞厌氧呼吸不产生二氧化碳，D错误。]
3．如图表示人体内细胞呼吸作用过程，结合图示下列叙述正确的是(　　)
A．在剧烈运动中，人体细胞主要通过③过程提供能量
B．经①→③过程将导致细胞内[H]的积累
C．①②③过程中都需要酶参与，都有能量释放
D．②过程有水产生，同样需要水的参与
D　[③厌氧呼吸的第二阶段不产生能量，剧烈运动时，主要靠需氧呼吸供能，A错误；①→③表示厌氧呼吸，该过程无[H]的积累，B错误；③厌氧呼吸的第二阶段不产生能量，C错误；②包括需氧呼吸的二、三阶段，第二阶段消耗水，第三阶段生成水，D正确。]
4．在剧烈运动时，肌肉处于暂时相对缺氧状态，葡萄糖的消耗量剧增，但ATP的生成量没有明显增多，这主要是因为(　　)
A．大量能量以热能的形式散失了
B．大量能量合成了其他高能化合物
C．大量能量没有释放出来
D．大量能量随汗水流失了
C　[动物厌氧呼吸产生的能量少，大量的能量储存在不彻底的氧化产物中，所以C选项正确。]
5．某生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如图的探究实验：
(1)酵母菌是探究细胞呼吸方式的比较恰当的实验材料，是因为___________________________________________________________________。
(2)从变量角度看，实验中氧气的有无是________，葡萄糖的浓度是________，酵母菌的数量是________。
(3)本实验中选用溴麝香草酚蓝溶液试剂检测的代谢产物是______，通常会发生________________________颜色反应。
(4)利用甲、乙试管来探究酵母菌呼吸方式时，可以探知酵母菌是否进行________呼吸。为减少实验误差，空气泵泵入的气体中应去除____________。
(5)在利用丙、丁试管探究酵母菌呼吸方式时，用液状石蜡密封酵母菌和葡萄糖溶液，此外，还需要对溶液进行________处理，为实验提供无氧条件。待冷却再加入活化的酵母菌。
解析：(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧的条件下进行需氧呼吸，在无氧的条件下进行厌氧呼吸。故利用一种生物可以同时研究两种不同的呼吸方式。(2)由于该装置是探究酵母菌的呼吸方式，故自变量是实验中氧气的有无，其他因素是无关变量，如葡萄糖浓度、酵母菌的数量等。(3)本实验中选用溴麝香草酚蓝溶液试剂检测的代谢产物是二氧化碳，通常会发生先变蓝色，再变成绿色，最后是黄色的颜色反应。(4)由于乙试管接空气泵，可以为其提供氧气，故甲、乙装置可以检测酵母菌是否进行需氧呼吸；为减少实验误差，空气泵泵入的气体中应为去除CO2的空气，以防止空气中的CO2对实验结果的干扰。(5)用液状石蜡密封丙试管中的酵母菌和葡萄糖溶液，目的是防止空气中的氧气进入反应混合液，从而为实验提供无氧条件以探究酵母菌的厌氧呼吸；此外还需对溶液进行加热煮沸处理，以杀死溶液中的杂菌和除去溶液中的O2，防止对实验结果的干扰。
答案：(1)酵母菌在无氧和有氧条件下均可进行细胞呼吸　(2)自变量　无关变量　无关变量　(3)二氧化碳(或CO2)　先变蓝色，再变成绿色，最后是黄色　(4)需氧　二氧化碳(或CO2)　(5)加热煮沸
课时分层作业(13)　细胞呼吸为细胞生活提供能量
题组一　酵母菌呼吸方式的探究
1．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸方式”的说法正确的是(　　)
A．酵母菌属于兼性厌氧菌，常被用作研究细胞呼吸的实验材料
B．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式
C．在探究需氧呼吸的实验装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液
D．酵母菌厌氧呼吸产生的酒精在酸性条件能使橙色的重铬酸钾溶液变成黄色
A　[酵母菌属于兼性厌氧生物，适用于作为研究细胞呼吸的实验材料，A正确；酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都能产生二氧化碳，所以不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，B错误；在需氧呼吸的装置中，不可将空气直接通入酵母菌的培养液，应先用NaOH溶液吸收除去空气中的二氧化碳，C错误；酵母菌厌氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色，D错误。]
2．利用如图所示装置探究酵母菌的呼吸方式，下列叙述正确的是(　　)
A．该装置用于探究酵母菌的厌氧呼吸
B．A瓶密封后，应该立即连通B瓶
C．B瓶中加入澄清的石灰水的目的是吸收CO2
D．实验结束后，在B瓶中加入重铬酸钾溶液检验酒精
A　[该装置设置了无氧条件，可用于探究酵母菌的厌氧呼吸，A正确；A瓶密封后，锥形瓶内仍有少量氧气，所以不能立即连通B瓶，应该培养一段时间，以便消耗掉瓶中的氧气，再连通B瓶，B错误；B瓶中加入澄清的石灰水的目的是检测厌氧呼吸产生的CO2，C错误；实验过程中，二氧化碳通过导管进入B瓶，酒精仍在A瓶中，所以实验结束后，在A瓶中加入重铬酸钾溶液检验酒精，D错误。]
题组二　需氧呼吸与厌氧呼吸
3．在需氧呼吸过程中，产生ATP最多的阶段是(　　)
A．第一阶段　 B．第二阶段
C．第三阶段 D．第一、二、三阶段
C　[需氧呼吸过程中第三阶段释放的能量最多。]
4．人体的肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动。下列叙述错误的是(　　)
A．厌氧呼吸发生在细胞溶胶中
B．厌氧呼吸过程中会产生携带氢的特殊分子
C．厌氧呼吸产物在肌肉细胞中再生成葡萄糖
D．厌氧呼吸是肌肉细胞克服暂时缺氧的应急措施
C　[人体肌细胞中厌氧呼吸发生在细胞溶胶中，A正确；厌氧呼吸过程中第一步反应为糖酵解，葡萄糖中的一部分氢原子变成还原型辅酶即NADH，NADH是携带氢的特殊分子，B正确；厌氧呼吸所产生的乳酸被运至肝脏再生成葡萄糖，C错误；肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施，是为争取时间而消耗较多能量的办法，D正确。]
5．与厌氧呼吸比较，细胞需氧呼吸特有的代谢产物是(　　)
A．丙酮酸　　B．ATP C．CO2　　D．H2O
D　[需氧呼吸与厌氧呼吸均可能产生丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)和CO2(需氧呼吸第二阶段和厌氧呼吸第二阶段)以及ATP，但仅在需氧呼吸第三阶段才有H2O产生，故选D。]
6．如图表示人体内葡萄糖代谢的部分过程。下列分析正确的是(　　)
A．四个过程均有ATP产生
B．①②过程产生[H]，③过程消耗[H]
C．只有氧气充足时才会发生①②③代表的呼吸作用过程
D．部分植物器官中也能发生这四个过程
D　[④厌氧呼吸的第二阶段无ATP产生，A错误；③细胞呼吸的第一阶段、①需氧呼吸的第二阶段产生[H]，②需氧呼吸的第三阶段消耗[H]，B错误；只要有氧气就可以发生①②③代表的需氧呼吸过程，C错误；植物细胞需氧呼吸产生二氧化碳和水，厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳，部分器官如甜菜的块根、马铃薯的块茎经过厌氧呼吸会产生乳酸，D正确。]
7．下列关于真核细胞需氧呼吸和厌氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．与需氧呼吸不同，厌氧呼吸最终产物中只含少量的[H]
B．与需氧呼吸不同，厌氧呼吸产生的能量大多数用于合成ATP
C．与需氧呼吸相同，厌氧呼吸的第一阶段也产生丙酮酸和CO2
D．与需氧呼吸不同，厌氧呼吸只有第一阶段能产生ATP
D　[厌氧呼吸最终产物中没有[H]，只有乳酸或酒精和CO2，A错误；厌氧呼吸产生的能量大多数以热能形式散失，少部分用于合成ATP，B错误；厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和[H]，释放少量能量，并不产生CO2，C错误；与需氧呼吸相比，厌氧呼吸只有第一阶段能产生少量能量并形成少量ATP，D正确。]
8．新陈代谢是生物体最基本的特征，下列有关代谢的说法，不正确的是(　　)
A．代谢过程都伴随着能量的转移或转化
B．细胞中的许多吸能反应通常与ATP的水解反应相联系
C．当蛋白质用于呼吸作用时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去氨基后变成一些有机酸，最终被完全氧化
D．细胞内有机物的分解以细胞呼吸为中心，而细胞内有机物的生物合成则不是
D　[细胞的代谢过程都伴随着能量的转移或转化，A正确；细胞中的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解供能，B正确；当蛋白质用于呼吸作用时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去氨基后变成一些有机酸，进入柠檬酸循环的不同位点，最终被完全氧化，C正确；细胞内有机物的分解以细胞呼吸为中心，细胞内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心，D错误。]
9．下图是真核细胞内呼吸作用的过程图解，请据图回答下列问题。
(1)图中能产生ATP的过程有________________，催化①过程的酶存在于________________。
(2)图中物质X表示O2，X的作用是____________________，检测物质Y常使用____________溶液。
(3)人体细胞不能完成的过程是________________(用图中序号表示)。
(4)花盆里的土壤板结后，需要及时松土，其目的是促进________________(用图中序号表示)过程的进行，有利于植物对无机盐离子的吸收。
解析：(1)据试题分析可知，除了厌氧呼吸第二阶段不能产生能量外，其他各阶段都可以产生能量，即图中能产生ATP的过程有①②③，①是细胞呼吸的第一阶段，因此催化①过程的酶存在于细胞溶胶。(2)据图可知，氧气参与需氧呼吸的第三阶段，即图中的X是氧气，所起作用是与[H]反应生成H2O，Y是CO2，可用澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝溶液)来检测。(3)人体细胞厌氧呼吸的产物是乳酸，不会产生酒精与二氧化碳，因此人体细胞不能完成过程⑤。(4)花盆里的土壤板结后，需要及时松土，其目的是促进③(需氧呼吸第三阶段)过程的进行，有利于植物对无机盐离子的吸收。
答案：(1)①②③　细胞溶胶　(2)O2与[H]反应生成H2O　澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝溶液)　(3)⑤　(4)③(或①②③)
题组三　影响细胞呼吸的因素
10．下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，下列解释错误的是(　　)
A．提倡慢跑，可防止厌氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀
B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解
C．马铃薯块茎腐烂的原因是厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞需氧呼吸
C　[慢跑时进行需氧呼吸，可防止厌氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀，A正确；零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，又不会冻伤果蔬，又可减少有机物的分解，B正确；马铃薯块茎腐烂的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用，C错误；作物种子贮藏前需要干燥，在晒干的过程中，失去的是水，从而通过减少水分来抑制细胞需氧呼吸，D正确。]
11．如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是(　　)
甲　　　　　　　　　　乙
A．由甲图可知，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表示需氧呼吸，曲线Ⅱ表示厌氧呼吸
C．甲图BC段产生的原因是温度升高，导致呼吸相关酶的活性降低
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到呼吸相关酶数量的限制
B　[甲图中，B点细胞呼吸的相对速率最高，说明该点对应的温度是细胞呼吸的最适温度，A正确；分析乙图可知，曲线Ⅰ表示厌氧呼吸，曲线Ⅱ表示需氧呼吸，B错误；酶的活性受温度的影响，甲图BC段产生的原因是温度大于最适温度后，随着温度升高，呼吸相关酶的活性降低，C正确；分析乙图中的曲线Ⅱ可知，当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增加，细胞呼吸的相对速率不再增大，此时的限制因素可能是温度或呼吸相关酶的数量，D正确。]
12．甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题：
甲　　　　　　　　　 乙
丙
(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是______________，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)图乙中B点释放的CO2来自______________，当氧气浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是____________________________________。
(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，则需氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的________，图中厌氧呼吸强度降为0时，其对应的氧气浓度为__________(填图中字母)。
(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是________。
[解析]　(1)甲图中，呼吸强度不受氧气浓度影响，只可能是厌氧呼吸。若呼吸强度不能以CO2的释放量表示，只可能是该生物的厌氧呼吸不产生CO2，分解葡萄糖产生的是乳酸。
(2)图乙中B点O2浓度为零，其CO2来源只有厌氧呼吸，而厌氧呼吸场所是细胞溶胶，当O2浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是受呼吸酶的数量限制。
(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，由图可知，YZ为厌氧呼吸释放的CO2的量，设为4a，ZX为需氧呼吸释放的CO2的量，设为a，则需氧呼吸消耗的葡萄糖为1/6 a，厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2a，则需氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的1/6 a÷(2a＋1/6 a)＝1/13 。由图可知，厌氧呼吸强度降为0时，其氧气浓度是I点。
(4)因为厌氧呼吸分解有机物不彻底，细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低时应该是完全厌氧呼吸时，即氧浓度为0时。
[答案]　(1)厌氧呼吸　该生物厌氧呼吸不产生CO2
(2)厌氧呼吸　呼吸酶的数量有限
(3)1/13　I
(4)0
13．有氧运动近年来成为一个很流行的词汇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　)　
A．ab段为需氧呼吸，bc段为需氧呼吸和厌氧呼吸，cd段为厌氧呼吸
B．运动强度大于b后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C．厌氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长期超过c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力
D　[bd段，持续有氧气的消耗和血液中乳酸含量的上升，因此bd段需氧呼吸和厌氧呼吸共存，A错误；肌肉细胞厌氧呼吸不产生二氧化碳，故氧气消耗量始终等于二氧化碳生成量，B错误；人厌氧呼吸中有机物中大部分能量在不彻底的分解产物乳酸中，C错误；若运动强度长期超过c，会因为血液中乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力，D正确。]
14．细胞进行需氧呼吸的主要场所是线粒体。其中某阶段的过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．图示过程为需氧呼吸的第二阶段，在线粒体内膜上合成了大量的ATP
B．线粒体膜上的蛋白质都是由线粒体DNA上的基因控制合成的
C．图中蛋白质复合体①②均具有运输和催化功能
D．各项生命活动所需的能量都来自ATP的水解
C　[从图中看出该反应在膜上生成水的同时产生了ATP，所以是需氧呼吸第三阶段的反应，A错误；线粒体膜上的蛋白质有的是由细胞核基因控制合成的，B错误；蛋白质复合体①催化NADH转变成NAD＋，蛋白质复合体②催化ADP和Pi生成ATP，二者都可以运输H＋，C正确；各项生命活动所需的能量主要来自ATP的水解，但光合作用的光反应的能量来自光能，有的生理活动所需能量可能来自其他高能磷酸化合物，D错误。]
15．为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是(　　)
A．t1～t2，酵母菌的需氧呼吸速率不断增加
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C．若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会变长
D．若将锥形瓶表面滴加一薄层液体石蜡可以制造无氧环境
A　[在t1～t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的需氧呼吸速率不断下降，A错误；t3时，酵母菌主要进行厌氧呼吸，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快，B正确；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C正确；锥形瓶表面滴加一薄层液体石蜡可以隔绝空气，从而制造无氧环境，D正确。]
16．为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根需氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是(　　)
A．樱桃根细胞厌氧呼吸生成CO2的场所是线粒体
B．图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是点C
C．淹水时KNO3对甜樱桃根需氧呼吸速率降低有减缓作用
D．实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测需氧呼吸速率的指标
C　[植物根细胞厌氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞溶胶，故A错误。由图可知A、B、C三点，A的需氧呼吸速率最大，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是A点，故B错误。由图可知随着KNO3浓度增加需氧呼吸速率降低越慢，对甜樱桃根需氧呼吸速率降低有减缓作用，故C正确。樱桃根的需氧呼吸和厌氧呼吸都能产生CO2，故不能用CO2的产生量作为检测需氧呼吸速率的指标，故D错误。]
易错点　对需氧呼吸与厌氧呼吸的过程和影响因素辨析不清
17．如图一表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收速率和CO2生成速率的变化，图二为测定该器官呼吸方式的装置。请据图回答下列问题。
图一　　　　　　　　　　图二
(1)需氧呼吸中产生CO2的场所是________________，消耗O2的场所是________________，该阶段的名称是________________。
(2)当O2浓度达到对应于曲线上的________________点的值时，该器官不再进行厌氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，则此O2浓度下图二装置甲中的红色液滴________________(填“不动”“左移”或“右移”)，装置乙中的红色液滴________________(填“不动”“左移”或“右移”)。
(3)若图中的AB与BC段等长，则此时需氧呼吸释放的CO2与厌氧呼吸释放的CO2相比______________(填“一样多”“更多”或“更少”)，而此时需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的________________。
(4)长途运输新鲜蔬菜，常向密封的塑料袋中充入氮气，并将氧气浓度调到R点对应的浓度，试分析调节到该氧浓度的理由：____________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)需氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；消耗O2的场所是第三阶段在线粒体的内膜上，前两阶段产生的[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的O2结合成水，该阶段的名称是电子传递链。(2)根据如图所示曲线，在氧浓度大于10%时(P点)，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色器官此时进行的是需氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，根据需氧呼吸的反应方程式，吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的，则此O2浓度下图二装置甲中的氢氧化钠吸收二氧化碳，导致红色液滴左移；装置乙中吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的，红色液滴不动。
(3)若图中的AB与BC段等长，则此时需氧呼吸释放的CO2与消耗的葡萄糖为6∶1，厌氧呼吸释放的CO2与消耗的葡萄糖的比例为2∶1，产生相同CO2量，而此时需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的1/3。
(4)长途运输新鲜蔬菜，常向密封的塑料袋中充入氮气，因为氮气为惰性气体，并将氧气浓度调到R点对应的浓度是因为在R点时，总呼吸强度最弱(消耗有机物最少)。
答案：(1)线粒体基质　线粒体内膜　电子传递链　(2)P　左移　不动　(3)一样多　1/3　(4)总呼吸强度最弱(消耗有机物最少)
重点突破练(四)　与细胞呼吸有关的判断与实验探究加强练
一、选择题
1．在呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程(　　)
A．一定是厌氧呼吸 B．一定是需氧呼吸
C．一定不是酒精发酵 D．一定不是乳酸发酵
D　[在呼吸过程中需氧呼吸有二氧化碳放出，厌氧呼吸如果是产生酒精也会有二氧化碳放出，只有产生乳酸的厌氧呼吸才不产生二氧化碳放出，则可判断此过程一定不是乳酸发酵，D正确。]
2．用含18O的葡萄糖跟踪需氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是(　　)
A．葡萄糖→丙酮酸→H2O
B．葡萄糖→丙酮酸→CO2
C．葡萄糖→O2→H2O
D．葡萄糖→丙酮酸→O2
B　[葡萄糖的需氧呼吸过程可分为三个阶段。第一个阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸，同时产生[H]和少量ATP；第二阶段是丙酮酸分解生成CO2，同时产生[H]和少量ATP；第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧而生成水，同时产生大量的ATP。从C6H12O6被氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出，葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。综上，B正确，ACD错误。]
3．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶
B．需氧呼吸第二、三阶段受阻，第一阶段不能进行
C．人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶高
D．需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，厌氧呼吸第二阶段能产生少量ATP
A　[需氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，能产生大量的ATP，故线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶，A正确；厌氧呼吸和需氧呼吸第一阶段相同，故需氧呼吸第二、第三阶段受阻，但第一阶段仍能进行，B错误；线粒体消耗O2，释放CO2，因此人体细胞内O2与CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶低，C错误；需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP。厌氧呼吸只在第一阶段释放能量，合成ATP，第二阶段不释放能量，不能产生ATP，D错误。]
4．将酵母菌研磨离心后得到的上清液(含细胞溶胶)和沉淀物(含细胞器)，以及未经离心的酵母菌匀浆，分别置于甲、乙、丙三支试管中，向试管中滴加等量的丙酮酸后，可获得终产物CO2和水的试管是(　　)
A．甲和乙　 B．乙
C．丙 D．乙和丙
D　[酵母菌既可进行需氧呼吸也可进行厌氧呼吸，需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，厌氧呼吸的场所只有细胞溶胶，在有氧条件下丙酮酸只有在线粒体中才能被分解成CO2和水，乙和丙中含有线粒体，D正确。]
5．科学研究中常用RQ(细胞呼吸产生的CO2量/消耗的O2量)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列说法错误的是(　　)
A．欲测定绿色植物RQ值，应在黑暗条件下进行
B．若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，则该植物种子可能富含油脂
C．人体在剧烈运动的时候，若测得RQ＝1，则此时只进行需氧呼吸
D．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ>1，则同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸
C　[RQ是指细胞呼吸产生的CO2量与消耗的O2量的比值，欲测定绿色植物RQ值时，为了排除光合作用的影响，应在黑暗条件下进行，A正确；由于相同质量的脂肪氧化分解时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则需氧呼吸消耗的O2和产生的CO2一样多。所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，说明该植物种子可能富含油脂，B正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行需氧呼吸，又能进行厌氧呼吸，但厌氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则需氧呼吸消耗的O2和产生的CO2一样多，故RQ＝1，C错误；酵母菌既可以进行需氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的厌氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ>1，说明消耗的O2少于产生CO2，则酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，D正确。]
6．在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝放出的二氧化碳的量/吸收的氧气的量)反映细胞呼吸的底物类型和呼吸方式。如图是测定某作物种子呼吸熵的装置，下列有关分析错误的是(　　)
甲　　　　　　　　　乙
A．当呼吸底物为葡萄糖时，若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200 mm和0 mm，则该种子的RQ＝1
B．当呼吸底物为葡萄糖时，若将甲装置中的NaOH溶液换为CO2缓冲液(维持装置中CO2浓度不变)，则无法测定种子的RQ
C．若种子的RQ>1，则甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移
D．若种子的RQ<1，则可能观察到甲、乙装置中红墨水滴都向左移
B　[当呼吸底物为葡萄糖时，甲装置左移，乙装置不动说明种子的呼吸方式为只进行需氧呼吸，甲左移消耗的氧气为200，需氧呼吸释放的二氧化碳也为200，因此该种子的RQ＝1，A正确；当呼吸底物为葡萄糖时，甲装置中的NaOH溶液换为CO2缓冲液，容器内CO2的浓度不变，氧气的量会发生改变，若种子进行需氧呼吸，甲装置进行需氧呼吸则装置红墨水滴往左移，乙装置红墨水滴不移动，甲装置可以测定消耗的氧气的量，乙装置可以测定厌氧呼吸释放的CO2的量，因此仍然可以判断种子呼吸方式，也能测定种子的RQ，B错误；若种子的RQ>1，则放出的二氧化碳多于吸收的氧气，乙装置右移，甲装置氧气减少，左移，C正确；若种子的RQ<1，则放出的二氧化碳少于吸收的氧气，乙装置左移，甲装置氧气减少，左移，D正确。]
7．如图表示植物非绿色器官呼吸时，O2的吸收量和CO2产生量的相互关系，下列有关叙述正确的是(　　)
A．在b点仍能产生少量的乙醇
B．若cd＝ca时，a点氧浓度时厌氧呼吸强度是需氧呼吸强度的3倍
C．O2浓度越小，呼吸作用越弱，越有利于存储
D．该非绿色器官可能是马铃薯块茎
A　[根据题意分析可知，若只有需氧呼吸，则消耗的氧气量应该大于产生的二氧化碳量，可见图中b点仍然可以进行厌氧呼吸，仍然能够产生少量的乙醇，A正确；若cd＝ca时，且当反应底物是葡萄糖时，a点氧浓度时的厌氧呼吸强度才是需氧呼吸强度的3倍，B错误；氧气浓度太低时，其厌氧呼吸产生的酒精有毒害作用，不利于存储，C错误；图示植物厌氧呼吸可以产生二氧化碳，而马铃薯块茎厌氧呼吸不能产生二氧化碳，D错误。]
8．当呼吸底物不是糖时，需氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的体积并不相等。利用如图所示装置两套，设为甲、乙，测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，下列构思可以达到实验目的的是(　　)
A．甲装置烧杯中盛放清水，在光照下测定O2释放量，乙装置在黑暗下测定CO2释放量
B．甲装置烧杯中盛放清水，测定CO2释放量，乙装置换成CO2吸收剂测定O2消耗量
C．甲装置烧杯中盛放清水，测定气体体积变化量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消耗量
D．甲装置烧杯中盛放CO2缓冲剂(可吸收和放出CO2)，测定氧气消耗量，乙装置放死亡种子作对照
C　[种子的呼吸作用不会有氧气的释放，A错误；甲装置烧杯中盛放清水，测定的是CO2释放量和O2消耗量的差值，B错误；甲装置烧杯中盛放清水，测定气体体积变化量，即CO2释放量和O2消耗量的差值；乙装置换成CO2吸收剂，测定的是O2消耗量，结合甲装置测定的结果可以计算出小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，故C正确；由于种子的萌发只进行细胞呼吸，因此甲装置烧杯中只能用NaOH做吸收剂来吸收二氧化碳，再测定气体体积变化量，则该变化量为需氧呼吸氧气的消耗量，乙装置为死亡的种子，不进行细胞呼吸，无法测出细胞呼吸释放的二氧化碳的量，D错误。]
9．在如图三个相同密闭装置中分别放入质量相等的三份种子：消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把A、B、C三套装置放在隔热且适宜的条件下培养，据图分析最合理的是(　　)
A．装置A和B、B和C分别形成对照，因变量分别为种子是否消毒和种子的种类
B．当A和B玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录并计算其移动速率为A大于B
C．如果B和C中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为B大于C
D．如果A和B中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动的距离为A和B基本相等
D　[装置A和B、B和C分别形成对照，自变量分别为种子是否消毒和种子的种类，A错误；未消毒刚萌发的小麦种子呼吸速率较大，即移动速率为A小于B，B错误；如果B和C中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为B小于C，C错误；如果A和B中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动的距离为A和B基本相等，D正确。]
10．某同学为探究细胞呼吸的方式，设置了如图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎(厌氧呼吸产物为乳酸)，B中装有一定量的NaOH溶液；乙组中A处放置等量的马铃薯块茎，B中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后，观察红色液滴的移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响，设底物为葡萄糖)。下列叙述正确的是(　　)
A．马铃薯块茎需氧呼吸的产物有H2O、CO2和酒精
B．甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的CO2量
C．甲、乙两组液滴均可以左移或不移动
D．若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式
D　[马铃薯块茎需氧呼吸的产物是H2O、CO2，A错误；由于NaOH溶液能吸收二氧化碳，所以甲组液滴移动的量可代表马铃薯块茎呼吸消耗O2的量，B错误；甲组液滴可以左移或不移动，马铃薯块茎厌氧呼吸产生乳酸，故乙组液滴可以不移动，但不会左移，C错误；若甲组液滴左移，说明马铃薯块茎进行了需氧呼吸，乙组液滴不移动，据此只能确定马铃薯进行了需氧呼吸，但不能确定其是否进行厌氧呼吸，因此不能确定马铃薯块茎的呼吸方式，D正确。]
二、非选择题
11．华北驼绒藜是北方常见的优质牧草，某研究小组想探究其种子保存的适宜条件。将种子随机均分为若干组，分别进行超干燥和低温(4 ℃)处理，测定脱氢酶活性，实验结果如图，请回答下列问题。
(1)种子的胚根、胚芽未突破种皮时，由于种皮的隔离作用，胚细胞进行厌氧呼吸。在酸性条件下，用橙色的重铬酸钾溶液检测，颜色会变成________________。
(2)脱氢酶的作用是催化有机物脱去氢离子，形成NADH，脱氢酶作用的场所有________________，形成的NADH与________________反应。
(3)低温组的脱氢酶活性低于超干燥组，可以推测其种子的发芽能力______(填“高于”或“低于”)超干燥组。若低温组种子保存一个月后，将温度升高到适宜温度，其发芽能力______(填“能”或“不能”)恢复，理由是_______________
___________________________________________________________________。
解析：(1)种子胚根、胚芽未突破种皮时，胚细胞厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在酸性条件下，橙色重铬酸钾溶液，与酒精发生化学反应变为灰绿色。
(2)脱氢酶的作用是催化有机物脱去氢离子，形成NADH(即[H])，细胞呼吸形成NADH([H])的场所在细胞溶胶及线粒体基质中，细胞溶胶中葡萄糖氧化分解产生丙酮酸及NADH([H])，线粒体基质中丙酮酸与水反应产生二氧化碳与NADH([H])，在前两个阶段产生的NADH([H])在需氧呼吸第三阶段与氧气反应产生水，同时释放大量能量。(3)由题低温组的脱氢酶活性低于超干燥组，则细胞呼吸形成NADH([H])低于超干燥组，所以低温组细胞呼吸强度低于超干燥组，代谢弱，发芽能力弱。低温组脱氢酶活性没有丧失，温度升高到适宜温度酶活性可以恢复，所以其发芽能力能恢复。
答案：(1)灰绿色　(2)细胞溶胶、线粒体　氧气　(3)低于　能　脱氢酶在低温情况下活性暂时被抑制，随温度升高到适宜温度，活性恢复
12．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同。研究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天时根系中丙酮酸和乙醇含量，结果如表所示。请回答下列问题。
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是______________________________________，
丙酮酸转变为乙醇的过程________________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为________________，低氧胁迫下，黄瓜________________受阻。
(3)实验结果表明，低氧胁迫条件下催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种__________________________________________________________。
(4)长期处于低氧胁迫条件下，植物吸收无机盐的能力下降，根系可能变黑、腐烂的原因分别是_________________________和____________________________。
解析：(1)细胞呼吸第一阶段产生丙酮酸，第一阶段在细胞溶胶中进行。丙酮酸转变为乙醇的过程是厌氧呼吸第二阶段，厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不能产生。(2)分析表中数据可知，在正常通气情况下，也有乙醇产生，但与低氧情况相比，乙醇量很少，因此可以确定正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为需氧呼吸与厌氧呼吸。而在低氧胁迫下，黄瓜需氧呼吸受阻，厌氧呼吸增强，产生乙醇增多。(3)低氧胁迫条件下，品种A和品种B相比，品种A产生的乙醇多，说明低氧胁迫条件下催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种A。(4)长期处于低氧胁迫条件下，植物细胞厌氧呼吸产生的酒精对细胞具有毒害作用，另外厌氧呼吸有机物氧化不彻底，释放的能量少会影响无机盐的主动转运过程，使植物吸收无机盐的能力下降，根系可能变黑、腐烂。
答案：(1)细胞溶胶　不能　(2)需氧呼吸与厌氧呼吸　需氧呼吸　(3)A　(4)厌氧呼吸产生的能量少影响主动转运过程　厌氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用
13．科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
图1　　　　　　　　　图2
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是__________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．_________________________________________________________________；
b．___________________________________________________________________。
解析：(1)从题图中可知，0.5 ℃的低温明显抑制了细胞呼吸，使CO2生成速率减慢，导致CO2释放量降低，主要原因是低温时细胞呼吸有关酶的活性降低，使CO2生成速率减慢；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测O2浓度变化(O2的减少量)来计算呼吸速率。
(2)该实验验证的是(1)中的结果，为了保证实验结果的准确性，选取的果实成熟度要一致，并且在每个温度条件下至少要有3个平行重复实验。
答案：(1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性　CO2　O2　(2)选取的果实成熟度应一致　每个温度条件下至少有3个平行重复实验
14．某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异，设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料，每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数，结果如表所示。请分析回答下列问题。
甲　　　　　　乙
有色液滴移动的距离(mm)
生物 时间(min)
0 5 10 15 20 25
萌发的种子 0 8 16 23 9 34
蚯蚓 0 4.5 9 11.5 13.5 15.5
(1)装置图中的Y溶液是____________，其作用是__________。设置乙装置的目的是__________。
(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动，有色液滴将向________________移动(填“左”或“右”)，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是________________。
(3)另一组该实验装置每隔5min测量时，将注射器活塞往________________(填“上”或“下”)移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，其中以小麦为材料的结果如下表所示：
时间(min) 0 5 10 15 20 25
注射器量取的气体变化体积(mL) 0 1.5 3.0 4.2 5.0 5.5
分析数据可知该段时间小麦种子的需氧呼吸速率为________________，在此过程中，需氧呼吸的强度越来越________________。
解析：(1)装置图中的Y溶液是NaOH，其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2；设置乙装置的目的是排除环境因素对实验的干扰(或对照作用)。(2)甲中是活的生物，呼吸旺盛，需氧呼吸过程消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳又被氢氧化钠吸收，导致装置甲内气压下降，所以实验开始后保持注射器的活塞不移动，连接甲乙装置玻璃管中的有色液滴将向左移动，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9 mm/10 min＝0.9 mm/min。(3)小麦种子在有氧条件下进行需氧呼吸，吸收O2，放出CO2，但CO2被NaOH溶液吸收，导致装置甲内气压下降，无氧时进行厌氧呼吸，不消耗氧气，但能放出CO2，而放出的CO2又被NaOH溶液吸收，装置内气压不变。综上所述，无论在有氧还是无氧的情况下，装置甲内的气压不会上升，所以注射器活塞应往下移动，才能使有色液滴回到实验开始时的位置。25 min内小麦种子的需氧呼吸速率为：5.5 mL/25 min＝0.22 mL/min；分析数据可知该段时间小麦种子消耗的O2越来越少，说明需氧呼吸速率越来越弱。
答案：(1)NaOH溶液　吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2　排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)　(2)左　0.9 mm/min　(3)下　0.22 mL/min　弱
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