第2講細(xì)胞呼吸1.細(xì)胞呼吸()2.實驗：探究酵母菌的呼吸方式1.細(xì)胞呼吸是有機物氧化分解，釋放能量的過程(生命觀念)2.比較有氧呼吸和無氧呼吸的場所和過程的不同(科學(xué)思維)3.探究有氧和無氧條件下酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(科學(xué)探究) 4.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用(社會責(zé)任) 細(xì)胞呼吸的類型和過程1細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸是指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。2有氧呼吸(1)概念：是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。(2)過程(3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來源與去向)。3無氧呼吸(1)概念：是指細(xì)胞在沒有氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。(2)場所：全過程是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。(3)過程(4)反應(yīng)式產(chǎn)物為酒精：C6H12O62C2H5OH2CO2能量。產(chǎn)物為乳酸：C6H12O62C3H6O3能量。(5)能量只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。(人教版必修1 P94“小字內(nèi)容及相關(guān)信息”改編)1 mol葡萄糖徹底氧化分解及分解成乳酸時分別釋放多少能量？其中有多少能量儲存于ATP中？兩者有何差異及共性？熱能散失是否是能源浪費？提示：1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量2 870 kJ中有1 161 kJ左右的能量轉(zhuǎn)移至ATP中，其余能量則以熱能形式散失。而1 mol葡萄糖分解成乳酸時釋放196.65 kJ能量，有61.08 kJ左右轉(zhuǎn)移至ATP中。兩者的共性是多數(shù)能量以熱能形式散失，差異是徹底氧化分解釋放能量較多，熱能散失是維持體溫所必需的，并非能源浪費。1有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。()提示：H與氧結(jié)合生成水的過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。2線粒體將葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。()提示：在線粒體中參與氧化分解的是丙酮酸。3檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2可判斷其呼吸方式。()提示：酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產(chǎn)生CO2。4有氧呼吸第二、三階段都能產(chǎn)生大量ATP。()提示：有氧呼吸第二階段產(chǎn)生少量ATP。5無氧呼吸不需要O2參與，最終有H的積累。()提示：無氧呼吸第二階段消耗H，H被用于還原丙酮酸。6人在劇烈運動時產(chǎn)生的CO2全部來自有氧呼吸。()1有氧呼吸與無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)條件需要O2，需要酶不需要O2，需要酶呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量釋放有機物徹底氧化分解，釋放大量能量有機物分解不徹底，能量釋放較少相同點實質(zhì)分解有機物，釋放能量，生成ATP意義為各項生命活動提供能量；為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料聯(lián)系第一階段相同2.細(xì)胞呼吸中H和ATP的來源與去向項目來源去向H有氧呼吸：C6H12O6和H2O；無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生；無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于幾乎各項生命活動(除光合作用的暗反應(yīng))3.細(xì)胞呼吸中能量的釋放與去向1據(jù)圖綜合分析細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化(1)反應(yīng)中，必須在有氧條件下進(jìn)行的是哪一過程？可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是哪些過程？(2)糧食儲藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，其原因是什么？(3)如果有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比是多少？提示：(1)；。(2)種子有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。(3)13。2動物細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，多數(shù)植物細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，有些植物細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，其原因是什么？提示：無氧呼吸的產(chǎn)物不同的原因是酶的種類不同，根本上是基因不同。3如果是以脂肪為底物進(jìn)行有氧呼吸，消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量，其原因是什么？提示：與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。4某同學(xué)做了如下實驗：取A、B兩支試管。在A管中加入煮熟的蠶豆子葉，B管中加入發(fā)芽的蠶豆子葉。在兩管中分別加入甲烯藍(lán)溶液(注：甲烯藍(lán)氧化態(tài)為藍(lán)色，接受氫后為無色)，一段時間后倒出溶液，兩管中的子葉都呈藍(lán)色，然后，兩管分別加水淹沒子葉、抽氣、在水面上覆蓋適量石蠟油，37 保溫一段時間后，發(fā)現(xiàn)A管中的子葉不變色，B管中的子葉藍(lán)色變淺。請思考分析：(1)B管中子葉藍(lán)色變淺的原因是什么？(2)A管子葉為什么不變色？實驗中設(shè)置A管的目的是什么？提示：(1)B管中子葉在無氧呼吸過程中產(chǎn)生的氫能使甲烯藍(lán)還原。(2)A管中子葉細(xì)胞的酶失活，無呼吸作用。實驗中設(shè)置A管的目的是作對照實驗?？疾榧?xì)胞呼吸的過程1(2019廣州一模)如圖為有氧呼吸過程示意圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A過程均可產(chǎn)生ATPB過程產(chǎn)生的CO2中的O均來自甲C乙來自C6H12O6、甲和丁D丙和丁屬于同一種物質(zhì)B過程分別表示有氧呼吸的第一、第二和第三階段，這三個階段都可以產(chǎn)生ATP，A項正確；有氧呼吸第二階段()產(chǎn)生的CO2中的O一部分來自丁(H2O)，另一部分來自甲(丙酮酸)，B項錯誤；乙是H，一部分來自C6H12O6，另一部分來自甲和丁，C項正確；丙和丁都是H2O，D項正確。2(2019深圳模擬)如圖表示人體中細(xì)胞呼吸的過程，數(shù)字代表反應(yīng)過程。下列敘述正確的是()A過程代表人體細(xì)胞中糖原或淀粉的水解B過程后，葡萄糖分子中少部分化學(xué)能存在于丙酮酸中C過程只發(fā)生在線粒體中D過程產(chǎn)生的乳酸可在原細(xì)胞中再生成葡萄糖C人體細(xì)胞沒有淀粉的水解過程，A項錯誤；過程后，葡萄糖分子中大部分化學(xué)能存在于丙酮酸中，B項錯誤；人體細(xì)胞中過程只發(fā)生在線粒體中，C項正確；肌肉細(xì)胞中產(chǎn)生的乳酸能在肝臟細(xì)胞中再生成葡萄糖，不能在肌肉細(xì)胞中再生成葡萄糖，D項錯誤。細(xì)胞呼吸的場所與過程的四點提醒(1)線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所，但部分原核生物無線粒體，也能進(jìn)行有氧呼吸。(2)無線粒體的真核生物(或細(xì)胞)只能進(jìn)行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等。(3)細(xì)胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分以化學(xué)能的形式儲存在ATP中。(4)人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只來自有氧呼吸，人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無CO2?？疾榧?xì)胞呼吸方式的判斷與綜合3下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A細(xì)胞的有氧呼吸產(chǎn)生CO2，無氧呼吸不產(chǎn)生CO2B有H2O產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸C若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2，說明細(xì)胞呼吸已停止D分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的小B無氧呼吸也能產(chǎn)生CO2 ，A項錯誤；有H2O產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸，B項正確；若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2，也可能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，C項錯誤；分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的大，D項錯誤。4將酵母菌置于20 和40 的條件下，分別培養(yǎng)6 h和12 h后，酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量的情況如下表所示。下列有關(guān)分析錯誤的是()溫度20 40 培養(yǎng)時間6 h12 h6 h12 hCO2產(chǎn)生量(“”的多少與CO2產(chǎn)生量成正比)A一定條件下，酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體能同時產(chǎn)生CO2B在一定的范圍內(nèi)，溫度升高，細(xì)胞呼吸酶的活性變大，相同時間內(nèi)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量增多C20 條件下，酵母菌在前6 h消耗的葡萄糖的量比后6 h消耗的多D40 條件下培養(yǎng)酵母菌6 h，培養(yǎng)液中的葡萄糖可能已經(jīng)被消耗完C在一定條件下，酵母菌能進(jìn)行無氧呼吸，也能進(jìn)行有氧呼吸，CO2產(chǎn)生的場所分別為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，A正確；一定溫度范圍內(nèi)，呼吸酶的活性隨著溫度升高而升高，細(xì)胞呼吸速率隨之加快，B正確；20 下，隨著CO2產(chǎn)生量的增多，酵母菌無氧呼吸速率增大，不知道無氧呼吸和有氧呼吸的比率，因而無法確定消耗的葡萄糖量，C錯誤；40 條件下，6 h和12 h產(chǎn)生的CO2量相同，所以可能是葡萄糖被消耗完，D正確。 判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù) 影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用1溫度對細(xì)胞呼吸的影響(1)影響(如圖)：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在2535 之間。(2)應(yīng)用2氧氣對細(xì)胞呼吸的影響(1)影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。O2濃度為0時，只進(jìn)行無氧呼吸。O2消耗曲線與CO2生成曲線重合以后(圖中P點以后)，只進(jìn)行有氧呼吸。O2消耗曲線與CO2生成曲線重合之前(圖中P點之前，不包括0點)，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。陰影部分的相對值表示不同氧濃度下無氧呼吸中CO2的釋放量。(2)應(yīng)用3水分對細(xì)胞呼吸的影響(1)影響(2)應(yīng)用4CO2濃度對細(xì)胞呼吸的影響(1)影響：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行，如圖。(2)應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。1同一葉片在不同生長發(fā)育時期，其細(xì)胞呼吸速率有差異。()2嚴(yán)格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因為此條件下細(xì)胞呼吸分解有機物最少。()提示：無氧環(huán)境中，細(xì)胞無氧呼吸消耗的有機物較多。3糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲藏。()提示：糧食種子應(yīng)儲藏在干燥環(huán)境中。4溫室大棚中，可以通過夜間適當(dāng)降溫來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。()5破傷風(fēng)桿菌易在銹釘扎過的傷口深處繁殖，原因是傷口深處氧氣缺乏。()6劇烈運動時，氧氣供應(yīng)不足，肌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。()提示：劇烈運動時，肌細(xì)胞主要進(jìn)行有氧呼吸。1某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖思考。(1)在1224 h期間，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼吸作用的主要方式是什么？該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是什么？其產(chǎn)物是什么？(2)從第12 h到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會有什么變化？主要原因是什么？(3)胚根長出后，萌發(fā)種子明顯升高的細(xì)胞呼吸方式是哪一種？提示：(1)無氧呼吸；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；酒精和二氧化碳。(2)減少；種子不進(jìn)行光合作用，不能制造有機物，同時細(xì)胞呼吸消耗有機物，使有機物總量下降。(3)有氧呼吸。2魚在夏季黎明時分常常浮頭的原因是什么？提示：黎明時分水中溶解氧不足。3密封地窯能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯的原因是什么？提示：密封的地窯CO2濃度高，能夠抑制細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗。4大豆種子萌發(fā)過程中，氧氣消耗量等于CO2釋放量時，是無氧呼吸的消失點嗎？提示：大豆種子富含脂肪，而脂肪氧化分解時耗氧量大于CO2釋放量，故當(dāng)二者相等時，大豆種子應(yīng)該還在進(jìn)行微弱的無氧呼吸?？疾榄h(huán)境因素對細(xì)胞呼吸的影響1(2019曲靖一中期末)研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥在秋冬受低溫襲擊時，呼吸速率先升高后降低。持續(xù)的冷害使根生長遲緩，吸收能力下降，但細(xì)胞內(nèi)可溶性糖的含量有明顯的提高。下列推斷錯誤的是()A冷害初期呼吸作用增強，有利于抵御寒冷B持續(xù)低溫使根細(xì)胞呼吸減弱，吸收礦質(zhì)營養(yǎng)能力下降C低溫時細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水的比例上升，有利于適應(yīng)低溫環(huán)境D持續(xù)低溫使線粒體內(nèi)氧化酶活性增強，促進(jìn)淀粉分解為可溶性糖D冷害初期呼吸作用增強，釋放能量增加，利于抵御寒冷，A正確；持續(xù)低溫使線粒體內(nèi)氧化酶活性減弱，使細(xì)胞呼吸減弱，供能減少，吸收礦質(zhì)營養(yǎng)能力下降，B正確； 低溫使細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水含量增加，自由水含量降低，細(xì)胞液濃度升高，有利于適應(yīng)低溫環(huán)境，C正確； 持續(xù)低溫使線粒體內(nèi)氧化酶活性減弱，使細(xì)胞呼吸減弱，氧化酶與淀粉分解無關(guān)，D錯誤。2稻田長期浸水，會導(dǎo)致水稻幼根變黑腐爛。測得水稻幼根從開始浸水到變黑腐爛時細(xì)胞呼吸速率的變化曲線如圖。下列敘述正確的是()A階段幼根細(xì)胞的有氧呼吸速率和無氧呼吸速率皆降低B階段幼根細(xì)胞的有氧呼吸速率和無氧呼吸速率皆升高C階段和階段呼吸速率下降的主要原因相同D為避免幼根變黑腐爛，稻田宜在階段前適時排水D水稻幼根剛開始浸水時即階段時，由于水中氧氣的含量降低，有氧呼吸速率降低，有些細(xì)胞開始進(jìn)行無氧呼吸，A錯誤；隨著浸泡時間的延長，在階段時，有氧呼吸越來越弱，而無氧呼吸強度不斷增強，B錯誤；階段由于水中氧氣含量少，有氧呼吸速率降低，階段由于無氧呼吸使酒精積累，對植物根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致無氧呼吸速率下降，C錯誤；水稻幼根變黑腐爛是因為細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精會毒害幼根，故應(yīng)在階段前適時排水，D正確。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用3(2019濰坊期中)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述，錯誤的是()A稻田需要定期排水，防止幼根缺氧變黑腐爛B提倡慢跑有助于避免肌細(xì)胞通過無氧呼吸大量積累乳酸和CO2C利用乳酸菌制作酸奶的過程需隔絕空氣D皮膚破損較深的患者，應(yīng)及時到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清B稻田需要定期排水，防止幼根缺氧進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精傷害細(xì)胞，使根變黑腐爛，A項正確；提倡慢跑有助于避免肌細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸，但肌細(xì)胞無氧呼吸不會產(chǎn)生CO2，B項錯誤；乳酸菌是厭氧菌，因此利用乳酸菌制作酸奶的過程需隔絕空氣，C項正確；皮膚破損較深的患者，易感染厭氧型破傷風(fēng)桿菌，應(yīng)及時到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清，D項正確。4(2019山西名校聯(lián)考)細(xì)胞呼吸原理廣泛用于生產(chǎn)實踐中。下表中有關(guān)措施與對應(yīng)目的不搭配的是()選項應(yīng)用措施目的A種子貯存曬干降低自由水含量，降低細(xì)胞呼吸B乳酸菌制作酸奶先通氣，后密封加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸發(fā)酵C水果保鮮低溫降低酶的活性，降低細(xì)胞呼吸D栽種莊稼疏松土壤促進(jìn)根有氧呼吸，利于吸收礦質(zhì)離子B種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風(fēng)干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物的消耗，A正確；乳酸菌是厭氧型微生物，所以整個過程要嚴(yán)格密封，B錯誤；水果保鮮的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低溫是最好的方法，C正確；植物根對礦質(zhì)元素的吸收過程是一個主動運輸過程，需要能量和載體蛋白，植物生長過程中的松土，可以提高土壤中氧氣的含量，有利于根細(xì)胞的有氧呼吸作用，從而為根吸收礦質(zhì)離子提供更多的能量，D正確。 細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式1實驗原理2實驗步驟(1)配制酵母菌培養(yǎng)液：酵母菌質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液，分別裝入A、B兩錐形瓶中。(2)設(shè)計對比實驗甲組中空氣先通過NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2。乙組中B瓶先密封放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是耗盡瓶中原有的氧氣。CO2檢測：觀察兩組裝置中澄清石灰水的變化。酒精檢測：取A、B瓶中濾液各2 mL分別注入兩支干凈的試管中，向兩試管中分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，并輕輕振蕩，使它們混合均勻，觀察試管中溶液的顏色變化。(3)實驗現(xiàn)象條件澄清石灰水的變化兩試管的變化甲組變混濁快無變化乙組變混濁慢出現(xiàn)灰綠色(4)實驗結(jié)論酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快，在無氧條件下產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。1檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2，可判斷其呼吸方式。()提示：酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物中都有CO2。2在酸性條件下，酒精會使重鉻酸鉀溶液由藍(lán)變綠再變黃。()提示：應(yīng)該是由橙色變成灰綠色。3檢測CO2的產(chǎn)生除澄清石灰水外，還可以用溴麝香草酚藍(lán)水溶液檢測。()4在探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗中可直接向酵母菌培養(yǎng)液中添加酸性的重鉻酸鉀溶液檢測酒精。 ()提示：應(yīng)各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支試管中，加酸性的重鉻酸鉀溶液檢測。5在探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗中可依據(jù)澄清石灰水的混濁程度判斷細(xì)胞呼吸的方式。 ()1細(xì)胞呼吸速率的測定(1)實驗裝置(2)實驗原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，刻度管內(nèi)的液滴左移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。(3)誤差的校正為排除溫度、氣壓等無關(guān)變量的干擾，可設(shè)置對照裝置。對照裝置與上述裝置相比，不同點是用等量的死亡的種子代替萌發(fā)的小麥種子，其余均相同。2細(xì)胞呼吸方式的實驗探究(1)實驗裝置(以發(fā)芽種子為例)(2)實驗原理裝置一中NaOH溶液的作用是吸收細(xì)胞呼吸所產(chǎn)生的CO2，著色液滴移動的距離代表發(fā)芽種子細(xì)胞呼吸吸收O2的量。裝置二中著色液滴移動的距離代表植物細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的量與吸收O2量的差值。(3)實驗現(xiàn)象和結(jié)論實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸1用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當(dāng)酒精含量達(dá)到12%16%時，發(fā)酵就停止了，試分析其原因是什么。提示：酵母菌在無氧及其他條件合適的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物(如酒精)增多，營養(yǎng)物質(zhì)的減少及酸堿度發(fā)生變化等影響，其繁殖速度逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終會停止。2為驗證酵母菌細(xì)胞中線粒體對相關(guān)物質(zhì)的利用情況，現(xiàn)從酵母菌細(xì)胞中分離得到的具有活性的線粒體為實驗材料進(jìn)行如下實驗。組別步驟一步驟二步驟三1加入線粒體加入葡萄糖加入溴麝香草酚藍(lán)水溶液，一段時間后觀察溶液顏色的變化情況2加入線粒體加入丙酮酸(1)從酵母菌細(xì)胞中分離得到線粒體常用的實驗方法是什么？(2)請預(yù)期兩組實驗的實驗結(jié)果，并簡述判斷理由。提示：(1)差速離心法。(2)第1組溶液為藍(lán)色，第2組溶液顏色由藍(lán)變綠再變黃，第1組中由于葡萄糖不能進(jìn)入線粒體被利用，所以無CO2生成；第2組丙酮酸可進(jìn)入線粒體被利用，生成CO2，使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。考查探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的教材實驗1(2019衡水金卷)下列關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實驗的敘述，正確的是()A選擇酵母菌為實驗材料是因為酵母菌是自養(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)B通過設(shè)置有氧(對照組)和無氧(實驗組)的對照，易于判斷酵母菌的呼吸方式C將進(jìn)氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進(jìn)行氣密性檢查，確保不漏氣D實驗的因變量是澄清石灰水是否變混濁和加入酸性重鉻酸鉀溶液后樣液的顏色變化C在探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實驗中，選擇酵母菌作為實驗材料是因為酵母菌具有兼性厭氧且易于培養(yǎng)的特點，但它不是自養(yǎng)型微生物，A項錯誤；在該實驗中所設(shè)置的有氧組和無氧組都是實驗組，是為了相互對比，易于判斷酵母菌的呼吸方式，B項錯誤；為了保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，將進(jìn)氣管、排氣管與錐形瓶連接后通常需要進(jìn)行氣密性檢查，確保不漏氣，C項正確；本實驗的因變量是酵母菌CO2產(chǎn)生的快慢和是否有酒精生成，D項錯誤。2(2019寧夏育才中學(xué)月考)為了探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，某同學(xué)將實驗材料和用具按如圖所示安裝好。以下關(guān)于該實驗的說法，不正確的是()甲組 乙組A甲、乙兩組實驗探究的分別是酵母菌在有氧、無氧條件下的呼吸方式B加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2C將橙色的重鉻酸鉀溶液滴入B瓶中變成灰綠色，證明有酒精產(chǎn)生D乙組中B瓶先封口放置一段時間的目的是消耗B瓶中的O2以形成無氧的環(huán)境C甲組營造的是有氧環(huán)境，乙組營造的是無氧環(huán)境，A正確；甲組加入NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2，即排除空氣中的CO2對實驗結(jié)果的干擾，B正確；橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色，C錯誤；乙組中B瓶先封口放置一段時間的目的是消耗B瓶中的O2以形成無氧的環(huán)境，D正確?？疾樘骄拷湍妇?xì)胞呼吸方式的拓展實驗3(2019濰坊期末)某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計了如圖的實驗裝置(不考慮其他因素的影響)。以下說法錯誤的是()甲乙A甲裝置有色液滴不動，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸B甲裝置有色液滴左移，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸C乙裝置有色液滴不動，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸D乙裝置有色液滴右移，說明酵母菌中一定存在無氧呼吸B甲裝置中放入的是NaOH溶液和酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，NaOH溶液能吸收CO2，有色液滴的移動量代表O2的吸收量。乙裝置放入的是清水和酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，清水不能吸收CO2，乙裝置中酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，吸收的O2和釋放的CO2量相等，有色液滴不移動，乙裝置中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，釋放CO2會造成有色液滴右移。4(2019河南洛陽月考)某實驗小組為“探究酵母菌呼吸方式”，設(shè)計如圖所示的實驗裝置。實驗中，先向氣球中加入10 mL酵母菌培養(yǎng)液，再向氣球中注入一定量的氧氣，扎緊氣球，置于裝有20 溫水的燒杯中，再將整個裝置置于20 的恒溫水浴中，記錄實驗開始30 min后燒杯中液面變化量。下列敘述錯誤的是 ()A若酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸，則液面應(yīng)該下降B該裝置還可以用來“探究酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的最適溫度”C若30 min后液面沒有變化是因為酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸D需設(shè)置一個氣球中加入等量煮沸過的酵母菌培養(yǎng)液的相同裝置作為對照A若酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸，無氧呼吸不吸收氧氣，但是釋放二氧化碳，因此會導(dǎo)致氣球的體積增大，燒杯中的液面應(yīng)該上升；可設(shè)置多個該實驗裝置，自變量為不同梯度的溫度，因變量為燒杯液面上升的高度，用來“探究酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的最適溫度”；有氧呼吸過程中吸收的氧氣量等于釋放的二氧化碳量，而無氧呼吸只釋放二氧化碳，因此若30 min后液面沒有變化是因為酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸；需設(shè)置一個氣球中加入等量煮沸過的酵母菌培養(yǎng)液的相同裝置作為對照，以校對物理因素對實驗結(jié)果的影響?？疾榧?xì)胞呼吸速率的測定及其他實驗5(2019淄博模擬)某同學(xué)用如圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用的毛細(xì)管橫截面積為1 mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25 水浴中，10 min后關(guān)閉軟管夾，隨后每隔5 min記錄一次毛細(xì)管中液滴移動的位置，結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是 ()實驗時間(min)101520253035液滴移動距離(mm)032.565100130162.5A.圖中X為NaOH溶液，軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動B在2030 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5 mm3/minC如將X換為清水，并向試管充入N2即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率D增設(shè)的對照實驗只需將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環(huán)境中B題圖中X為NaOH溶液，軟管夾關(guān)閉后液滴將向左移動，A項錯誤；在2030 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為(13065)1106.5(mm3/min)，B項正確；果蠅幼蟲無氧呼吸產(chǎn)生乳酸不產(chǎn)生CO2，無論是否進(jìn)行無氧呼吸液滴都不會移動，C項錯誤；對照實驗中應(yīng)將裝置中的果蠅幼蟲換成等數(shù)量的死幼蟲，并將該裝置置于相同環(huán)境中，重復(fù)上述實驗，D項錯誤。6酵母菌為兼性厭氧型單細(xì)胞真菌，某研究小組用它進(jìn)行了如下三組實驗。圖甲為在注射器中加入5 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，吸入10 mL空氣后加塞密閉，一段時間后，發(fā)現(xiàn)針筒內(nèi)的氣體體積增加。圖乙為號、號試管中均加入3 mL蒸餾水和少許0.1%溴麝香草酚藍(lán)(簡稱BTB)溶液，直至溶液呈藍(lán)綠色時為止(當(dāng)環(huán)境偏酸性時，BTB溶液呈黃色)。甲 乙(1)圖甲中，實驗起初一段時間內(nèi)，針筒內(nèi)的氣體體積未發(fā)生變化，但溶液中有氣泡產(chǎn)生，與氣泡產(chǎn)生有關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是_。實驗一段時間后，發(fā)現(xiàn)針筒內(nèi)的氣體體積開始增加，此時酵母菌細(xì)胞開始進(jìn)行_呼吸。(2)圖乙中，號試管內(nèi)溶液顏色變化是由藍(lán)綠色變成_，設(shè)置號試管的作用是作為_。(3)若要證明甲、乙兩組裝置中釋放的氣泡是酵母菌產(chǎn)生的，都需要設(shè)置一個對照組同步實驗，對照組的設(shè)置為另取一相同裝置，將容器中含酵母菌的培養(yǎng)液換成_，其他條件相同。解析(1)實驗起初一段時間內(nèi)，由于注射器內(nèi)有足夠的氧氣，酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，有氧呼吸吸收的氧氣與消耗的二氧化碳的體積相同，因此針筒內(nèi)的氣體體積未發(fā)生變化，但溶液中有氣泡產(chǎn)生，是由于有氧呼吸產(chǎn)生了二氧化碳，產(chǎn)生二氧化碳的結(jié)構(gòu)是線粒體基質(zhì)。實驗一段時間后，氧氣逐漸被消耗，發(fā)現(xiàn)針筒內(nèi)的氣體體積開始增加，此時酵母菌細(xì)胞開始進(jìn)行無氧呼吸。(2)溴麝香草酚藍(lán)溶液是用于檢測二氧化碳的，由于酵母菌在細(xì)胞呼吸過程中能產(chǎn)生CO2，因此一段時間后號試管中的溶液由藍(lán)綠色逐漸變成黃色。設(shè)置號試管的作用是作為對照。(3)若要證明甲、乙兩組裝置中釋放的氣泡是酵母菌產(chǎn)生的，都需要設(shè)置一個對照組同步實驗，對照組的設(shè)置為另取一相同裝置，將容器中含酵母菌的培養(yǎng)液換成等量含滅活酵母菌的培養(yǎng)液，其他條件相同。答案(1)線粒體(基質(zhì))無氧(2)黃色對照(3)等量含滅活酵母菌的培養(yǎng)液1.有氧呼吸的場所并非只是線粒體：真核細(xì)胞有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；原核細(xì)胞無線粒體，有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)中和細(xì)胞膜上進(jìn)行。2葡萄糖分子不能直接進(jìn)入線粒體被分解，必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸才能進(jìn)入線粒體被分解。3無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP，第二階段不產(chǎn)生ATP，還要消耗第一階段產(chǎn)生的H。4人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物，人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無CO2。5無氧呼吸有機物氧化分解不徹底，還有大量能量儲存在乳酸或者酒精中。6O2濃度為零時，細(xì)胞呼吸強度并不為零，因為此時細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。1.有氧呼吸反應(yīng)式：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。2無氧呼吸反應(yīng)式：C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量，C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。3有氧呼吸三個階段均能產(chǎn)生ATP，第三階段產(chǎn)生ATP最多。4有水產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸。5有氧呼吸和無氧呼吸的實質(zhì)都是氧化分解有機物，釋放能量，形成ATP。6不同生物細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)物不同的直接原因是所含酶的種類不同。7O2抑制細(xì)胞無氧呼吸，促進(jìn)細(xì)胞有氧呼吸。真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2019全國卷)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā)，得到n株黃化苗。那么，與萌發(fā)前的這n粒干種子相比，這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現(xiàn)為()A有機物總量減少，呼吸強度增強B有機物總量增加，呼吸強度增強C有機物總量減少，呼吸強度減弱D有機物總量增加，呼吸強度減弱A種子在黑暗中萌發(fā)得到黃化苗，該過程中細(xì)胞代謝增強，呼吸強度增加，由于整個過程中不能進(jìn)行光合作用，而且細(xì)胞呼吸需要消耗有機物，所以有機物總量減少，A正確，B、C、D錯誤。2(2019全國卷)馬鈴薯塊莖儲藏不當(dāng)會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是()A馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖B馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來C馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATPD馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生B在馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第一階段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二階段在相應(yīng)酶的催化下，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，B選項正確；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，葡萄糖是細(xì)胞呼吸的原料而不是產(chǎn)物，A選項錯誤；在馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第一階段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且釋放出少量能量，C選項錯誤；一般來說，氧氣濃度的升高會抑制細(xì)胞的無氧呼吸，故馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高不會增加酸味的產(chǎn)生，D選項錯誤。3(2019海南高考)下列關(guān)于綠色植物的敘述，錯誤的是()A植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸 B植物細(xì)胞中ATP的合成都是在膜上進(jìn)行的C遮光培養(yǎng)可使植物葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降D植物幼莖的綠色部分能進(jìn)行光合作用和呼吸作用B有氧呼吸不需要光照，植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸，A正確；植物細(xì)胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)也可以合成ATP，B錯誤；合成葉綠素需要光照，遮光培養(yǎng)會導(dǎo)致光照減弱，會導(dǎo)致葉肉細(xì)胞的葉綠素含量下降，C正確；植物幼莖的綠色部分含有葉綠體，能進(jìn)行光合作用，所有的活細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用，D正確。4(2018全國卷)下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是()A植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無氧呼吸B食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失C有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸D植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATPC植物在黑暗中既可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無氧呼吸，A正確；食物鏈上某一營養(yǎng)級同化的能量大部分用于呼吸消耗，B正確；對于以糖類為底物的呼吸作用來說，有氧呼吸的產(chǎn)物是CO2和H2O，無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸或者酒精和CO2，C錯誤；植物光合作用的光反應(yīng)階段、有氧呼吸的第一、第二、第三階段以及無氧呼吸第一階段都可以合成ATP，D正確。5(2017海南高考)下列有關(guān)植物細(xì)胞呼吸作用的敘述，正確的是()A分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的小B若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2，說明細(xì)胞已停止無氧呼吸C適當(dāng)降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進(jìn)而減少有機物的消耗D利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸時，吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)不同C分生組織細(xì)胞進(jìn)行旺盛的分裂，呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的大，A錯誤；若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2，可能是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根，B錯誤；適當(dāng)降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進(jìn)而減少有機物的消耗，C正確；利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸時，吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)相同，D錯誤。6(2017海南高考)某染料(氧化型為無色，還原型為紅色)可用于種子生活力的鑒定。某同學(xué)將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組，并進(jìn)行染色實驗來了解種子的生活力，結(jié)果如表所示。分組甲組乙組處理種子與染料混合保溫種子煮沸后與染料混合保溫結(jié)果種子中的胚呈紅色種子中的胚未呈紅色下列敘述錯誤的是()A甲組的胚發(fā)生了氧化還原反應(yīng)B呼吸作用產(chǎn)生的NADH使染料變成紅色C乙組胚細(xì)胞膜上的載體蛋白能將染料運出細(xì)胞D種子中胚細(xì)胞代謝活動的強弱會影響染色效果C依題意染料可用于種子生活力的鑒定，染料若被氧化則呈無色，被還原則呈紅色，活細(xì)胞有細(xì)胞呼吸產(chǎn)生還原劑，染料被還原，故呈紅色，死種子沒有代謝，不能將染料還原。甲組細(xì)胞是活細(xì)胞，胚會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A正確；呼吸作用產(chǎn)生的NADH作為還原劑使染料變成紅色，B正確；乙組中的種子煮沸后細(xì)胞已經(jīng)死亡，細(xì)胞膜上的載體蛋白變性失活，細(xì)胞失去了選擇透過性，不能將染料運出細(xì)胞，C錯誤；依題意“染料可用于種子生活力的鑒定”可知，種子中胚細(xì)胞代謝活動的強弱會影響染色效果，D正確。