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四、细胞呼吸为细胞生活提供能量
导学1　探究酵母菌的呼吸方式及需氧呼吸
细胞的代谢
第三章
知 识 点 一
知识点一　细胞呼吸与探究酵母菌的呼吸方式
1. 细胞呼吸
(1)概念：细胞呼吸指在__________进行的将________等有机物分解成_________或者__________有机物，并且释放出_______的过程。
(2)本质：分解有机物，释放能量。
(3)分类：根据细胞呼吸过程中是否有氧参与，我们把细胞呼吸分为____________和____________。____________是细胞呼吸的主要方式。
细胞内
糖类
无机物
小分子
能量
需氧呼吸
厌氧呼吸
需氧呼吸
2. 探究酵母菌的呼吸方式
(1)实验原理：酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧环境与无氧环境中都能生活。不同的氧环境中，酵母菌的____________是不同的，呼吸所产生的________不同，产生的________也有差异。
呼吸方式
产物
能量
(2)实验装置。
①甲组是控制________条件装置：锥形瓶中10% 的NaOH溶液的作用是_______________________________________________ _________。
②乙组是控制________条件装置：在B瓶酵母菌培养液表面滴加一薄层__________，其可以覆盖溶液形成油脂层以创造________环境。
有氧
处理进入A瓶中的空气，排除空气中的CO2对实验结果的干扰
无氧
植物油
无氧
(3)实验变量分析。
因变量 检测方法 预测结果
_______产
生量的多少 ______________变浑浊的程度 甲组装置：浑浊度______；
乙组装置：浑浊度________
溴麝香草酚蓝溶液__________________的时间长短 甲组装置：变化所需时间______；
乙组装置：变化所需时间________
CO2
澄清石灰水
高
低
由蓝变绿再变黄
短
长
因变量 检测方法 预测结果
是否有________
产生 在酸性条件下，_________________ 溶液可与酒精发生化学反应，使溶液变成__________。可观察____________是否变化来确定 甲组装置：溶液呈______色；
乙组装置：溶液呈________色
酒精
橙色的重铬酸钾
灰绿色
溶液颜色
橙
灰绿
(4)结论：①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸，产生______量CO2 。
③酵母菌在无氧条件下进行厌氧呼吸，产生________和______量CO2。
大
酒精
少
【判断正误】
(1)细胞呼吸是细胞吸收O2、释放CO2的一种气体交换过程。
(　 　)
(2)当溶液中溶有CO2时，溴麝香草酚蓝溶液由黄色变成绿色再变成蓝色。 (　 　)
(3)若产生的气体使澄清的石灰水变浑浊，则酵母菌进行需氧呼吸。 (　 　)
×
×
×
(4)在碱性条件下，若橙色的重铬酸钾溶液遇酒精变为灰绿色，则酵母菌进行厌氧呼吸。 (　 　)
(5)探究酵母菌呼吸方式的实验中，NaOH溶液和澄清石灰水的作用都是吸收CO2。 (　 　)
×
×
【例1】　如图所示为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列叙述中，正确的 (　 　)
(　 　)
A. Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与生理盐水配
制而成
B. 澄清的石灰水变浑浊，可说明酵母菌进行了需氧呼吸
C. 实验的观测指标是溶液的浑浊程度，Ⅴ瓶的浑浊程度比Ⅲ瓶
的低
D. Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后立即连接Ⅴ瓶，可减少实验误差
C
【解析】 Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与葡萄糖溶液配制而成，A错误；酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生CO2，都能使澄清的石灰水变浑浊，B错误；实验的观测指标是溶液的浑浊程度，由于需氧呼吸释放的CO2比厌氧呼吸多，所以Ⅴ瓶的浑浊程度比Ⅲ瓶的低，C正确；Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后，应封口放置一段时间，再连接Ⅴ瓶，目的是消耗掉瓶中的氧气，创造无氧环境，D错误。
知 识 点 二
知识点二　需氧呼吸
1. 条件：必须有______参加，氧气把糖分子氧化成__________ ______。
2. 反应场所：细胞溶胶和__________。
氧
二氧化碳
和水
线粒体
3. 反应过程
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 ________ __________ __________
物质
变化 1个葡萄糖分子→2个___________________和少量___________ 丙酮酸被彻底氧化分解形成____________，产生___________ 前两个阶段产生的_________与氧结合生成水
细胞溶胶
线粒体基质
线粒体内膜
三碳化合物(丙酮酸)
[H]
二氧化碳
[H]
[H]
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
能量
变化 释放出少量能量，形成________ATP 释放出少量能量，形成________ATP 释放出大量能量，形成________ATP
需氧呼
吸总反
应式 ________________________________________________
少量
少量
大量
C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量
【判断正误】
(1)线粒体能直接将葡萄糖分子氧化分解成CO2和H2O。 (　 　)
(2)需氧呼吸过程中每个阶段都有ATP的合成。 (　 　)
(3)需氧呼吸的三个阶段均能产生和消耗[H]。 (　 　)
(4)没有线粒体的细胞一定不能进行需氧呼吸。 (　 　)
√
×
×
×
【例2】　如图所示为细胞的需氧呼吸过程，下列说法中，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. ①②④中数值最大的是④，且②的产生一定与线粒体基质有
关
B. 产生②的这一阶段产生的[H]最多，③代表的物质是氧气
C. 线粒体不能完成图示全过程，原核生物也不能完成图示全过
程
D. 若对⑤进行同位素18O标记，最先检测到18O的是⑥，一段时
间后还可能检测到C18O2
D
【解析】 ①②④都表示能量，需氧呼吸第三阶段释放的能量最多，因此数值最大的是④，且②的产生为需氧呼吸第二阶段，可以发生在真核生物的线粒体基质中，也可以发生在原核生物中，原核生物无线粒体，A错误；产生②的这一阶段产生的[H]最多(20[H])，③代表的物质是水，B错误；葡萄糖不能进入线粒体，线粒体不能完成图示全过程，原核生物能完成图示全过程，C错误；若对⑤(氧气)进行同位素18O标记，最先检测到18O的是⑥(H2O)，一段时间后H2O参与需氧呼吸第二阶段，还可能检测到C18O2，D正确。
自 我 检 测
1. 下列关于“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是
(　 　)
A. 植物油可以覆盖溶液形成油脂层以创造无氧环境
B. 可用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2产生情况
C. 用酸性重铬酸钾溶液作为酒精的检测试剂
D. 两组装置中酵母菌含量不等对结果无影响
【解析】 本实验的自变量是有无氧气，酵母菌含量属于无关变量，应相同且适宜，如果酵母菌含量不等，会影响实验结果，D错误。
D
2. (2025·衢州高一期末)如图所示为某同学设
置的实验装置，用于探究酵母菌的呼吸方式。
下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. 甲瓶应封口放置一段时间后再连接乙瓶
B. 选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌
C. 反应结束后取甲瓶中样液加入酸性重铬酸钾溶液，溶液由橙
色变成黄色
D. 向甲瓶中持续通入无菌空气可用来探究酵母菌是否存在需氧
呼吸
A
【解析】 甲瓶先封口放置一段时间的目的是消耗瓶中的O2以形成无氧的环境，保证使澄清石灰水变浑浊的CO2全是厌氧呼吸产生的，A正确；酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧型真菌，可作为探究细胞呼吸方式的材料，B错误；反应结束后甲瓶中有酒精，与酸性的重铬酸钾溶液反应呈灰绿色，C错误；由于酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸均可产生CO2，故若向甲瓶中持续通入无菌空气，不能证明是否存在需氧呼吸，D错误。
3. 大多数水果适宜储存的条件为0~4℃的低温、2%~3%的低O2浓度、3%~5%的高CO2浓度。下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. 低温抑制了参与需氧呼吸的酶活性，能延长水果储存时间
B. O2是需氧呼吸第二阶段的原料，低浓度O2条件能抑制细胞呼
吸
C. CO2是需氧呼吸第三阶段的产物，高浓度CO2能抑制细胞呼
吸
D. 需氧呼吸释放热能可提高储存的环境温度，得以延长储存时
间
A
【解析】 低温抑制了参与需氧呼吸的酶活性，降低细胞呼吸，减少有机物消耗，能延长水果储存时间，A正确；O2是需氧呼吸第三阶段的原料，B错误；CO2是需氧呼吸第二阶段的产物，高浓度CO2能抑制细胞呼吸，C错误；需氧呼吸释放热能可提高储存的环境温度，缩短储存时间，D错误。
4. 某种菌是一种肠道益生细菌，能通过提高宿主细胞ATP合成酶的效率来促进能量代谢。下列关于该细菌影响宿主细胞代谢机理的叙述，错误的是 (　 　)
A. 促进宿主细胞线粒体中葡萄糖的降解
B. 提高宿主细胞中ATP－ADP的循环速率
C. 促进宿主细胞线粒体中二氧化碳的产生
D. 促进宿主细胞需氧呼吸，减少脂肪的积累
A
【解析】 葡萄糖的降解发生在细胞溶胶中，A错误；代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率，但水解和合成的速率会加快，即细胞中ATP－ADP的循环速率提高了，B正确；宿主细胞代谢旺盛时，细胞呼吸速率会加快，宿主细胞线粒体基质中二氧化碳的产生速率会加快，C正确；宿主细胞代谢旺盛时，细胞呼吸速率会加快，细胞内有机物消耗增加，所以促进宿主细胞需氧呼吸，会减少脂肪的积累，D正确。

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