高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用学案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用学案设计，共22页。学案主要包含了呼吸作用的实质，探究酵母菌细胞呼吸的方式，细胞呼吸的过程，细胞呼吸原理的应用等内容，欢迎下载使用。


一、呼吸作用的实质
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，又叫细胞呼吸。
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌：在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
(2)反应过程
酵母菌eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(有氧条件下：葡萄糖→CO2＋H2O＋能量,无氧条件下：葡萄糖→酒精＋CO2＋能量))
(3)产物的检测
2.实验步骤
提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是
无氧条件下？酵母菌在有氧和无氧条件下细
胞呼吸的产物是什么？
↓
作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验
(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设
↓
eq \a\vs4\al(设计实验)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(（1）配制酵母菌培养液,（2）检测CO2产生，装置如下图所示：,,（3）检验酒精的产生：自锥形瓶A、B中各取2 mL,滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别,滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶,液→振荡并观察溶液的颜色变化))
↓
实验现象eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(（1）甲、乙两装置中澄清的石灰水都变混浊，,且甲中混浊程度大且快,（2）2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号,试管不变色))
↓
实验结论：eq \a\vs4\al(葡萄糖)—eq \b\lc\|(\a\vs4\al\c1(\(――→,\s\up9(\a\vs4\al(有O2)))CO2（大量）＋H2O,\(――→,\s\up9(\a\vs4\al(无O2)))酒精＋CO2（少量）))
三、细胞呼吸的过程
1．有氧呼吸
(1)主要场所——线粒体(写出代表的结构名称)
(2)化学反应式
C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
(3)物质转化过程
(4)能量转化
2．无氧呼吸
(1)条件：无氧条件下。
(2)场所：细胞质基质。
(3)过程
①第一阶段：葡萄糖eq \(――→,\s\up9(酶))丙酮酸＋[H](与有氧呼吸的第一阶段完全相同)
②第二阶段：
(4)类型
①乳酸发酵：C6H12O6eq \(――→,\s\up9(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
②酒精发酵：C6H12O6eq \(――→,\s\up9(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
四、细胞呼吸原理的应用
(1)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。( × )
(2)有氧条件下，酵母菌产生ATP的主要部位是线粒体。( √ )
(3)有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( × )
(4)无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。( × )
(5)新鲜的蔬菜、水果应该在低温、无氧环境下保存。( × )
(6)种子风干脱水后呼吸强度减弱。( √ )
知识点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
下图甲、乙为探究酵母菌细胞呼吸方式的两个实验装置。
(1)条件：甲装置为有氧条件，必须持续通入空气，以保证氧气的充足。乙装置为无氧条件。
(2)试剂
①处为质量分数为10%的NaOH溶液，作用是吸收通入空气中的CO2，避免空气中的CO2影响实验结果。
②处为澄清石灰水。
③处为澄清石灰水。
发展素养
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的影响。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。
探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，设置有氧和无氧两个条件，该实验的对照类型是什么？(科学探究——水平二)
提示：相互对照实验。
1．(2020·甘肃天水一中高一检测)下列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是( )
A．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
C．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式
D．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
解析：选C。CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，A正确；在该实验中，温度、pH、培养液浓度等都属于无关变量，无关变量需相同且适宜，B正确；酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水变混浊，因此通过观察澄清石灰水是否变混浊不能判断酵母菌的呼吸方式，C错误；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正确。
2．(2020·河南濮阳高一期末)一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中，并用带有两个孔的塞子封口，如下图所示。随着反应进行，指示剂的颜色开始改变(该指示剂遇酸变红)。下列判断正确的是( )
A．保温瓶内的温度将一直慢慢升高
B．保温瓶中氧气的含量对酵母菌细胞呼吸的类型有重要的影响
C．实验可用来测定酵母菌细胞呼吸释放的CO2量
D．指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关，与葡萄糖的量有关
答案：B
知识点二 细胞呼吸的过程分析
1．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
[温馨提醒]
(1)有氧呼吸过程中各元素的去向和来源
(2)无氧呼吸第二阶段不产生ATP和[H]，第一阶段产生的[H]还原丙酮酸产生酒精和CO2或乳酸。
(3)不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳，如马铃薯块茎、玉米胚、甜菜根等的无氧呼吸产物为乳酸。
2．判断细胞呼吸方式的三大依据
3．有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算
(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数：无氧呼吸∶有氧呼吸＝1∶3。
(2)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2摩尔数：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
发展素养
运动成为当今人们生活的一种时尚，人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动，请从有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因。(科学思维——水平二)
提示：有氧呼吸的产物是CO2和H2O，对于机体的影响较小且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸的产物为乳酸，其对机体不利且有机物中的能量仅释放一部分。
1．(2020·吉林长春模拟)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
解析：选D。题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体中，无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。
2．(2020·湖南岳阳模拟)下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量的变化结果。下列说法正确的是( )
A．在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸
B．在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D．在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
解析：选D。甲条件下只释放CO2，不吸收O2，进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸，A错误；乙条件下O2吸收量为6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，无氧呼吸CO2释放量为8－6＝2，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，有氧呼吸和无氧呼吸中消耗的葡萄糖相等，B错误；丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度达到了最大值，C错误；乙条件下释放的CO2来自细胞的细胞质基质和线粒体，D正确。
3．下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A．氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，只进行有氧呼吸
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案：B
知识点三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
1．温度
(1)分析：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。如下图所示，细胞呼吸的最适宜温度一般在25～35 ℃之间。
(2)应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①低温储存食品,②大棚栽培在夜间和阴天适当降温,③温水和面发酵快))
2．氧气
(1)分析：如下图所示，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(2)应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①中耕松土促进植物根部有氧呼吸,②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,③低氧仓储粮食、水果和蔬菜))
3．水分
(1)eq \a\vs4\al(分析)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应,②水作为生物化学反应的介质影响反应的进行,③在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加, 而加快，随含水量的减少而减慢))
(2)eq \a\vs4\al(应用)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(①粮食在收仓前要进行晾晒处理,②干种子萌发前进行浸泡处理))
4．二氧化碳
(1)分析：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行，如下图所示。
(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
发展素养
1．鲜果保鲜时常往包装袋中冲入适量CO2(或N2)，你知道这样做的原理是什么吗？(科学思维——水平二)
提示：在鲜果包装袋中充入CO2(或N2)可抑制细胞的有氧呼吸，减少有机物的消耗，有利于鲜果的保鲜。
2．农业上有一句关于锄地(中耕松土)的谚语“锄头下面有肥”，请结合所学知识分析该谚语的合理性。(社会责任——水平二)
提示：定期进行松土可增加土壤中的氧气浓度，能促进根细胞的有氧呼吸，为矿质元素吸收供应能量，从而提高农作物的产量。
1．(2020·天水高一检测)下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是( )
A．从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表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
解析：选B。甲图中B点时细胞呼吸的相对速率最高，该点对应的温度是细胞呼吸最旺盛时的温度，A正确；乙图中，曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；不论是有氧呼吸还是无氧呼吸，利用的有机物均主要是葡萄糖，C正确；由乙图中的曲线Ⅱ可知，当O2浓度达到一定值时，随O2浓度的增加，细胞呼吸速率不再增强，此时的限制因素可能是温度或呼吸酶数量，D正确。
2．有一种荔枝的储存保鲜技术叫作自发气体储藏法，做法是将荔枝装塑料袋密封后置于1～5 ℃条件下，可使荔枝在30～40 d内保持其色、香、味。请根据环境因素对呼吸作用影响的原理进行分析，下列叙述不正确的是( )
A．该措施可通过抑制呼吸作用增加有机物的消耗
B．自发气体环境是低O2和高CO2的环境
C．密闭低氧环境使荔枝呼吸作用强度较低
D．低温条件下酶活性下降，荔枝的呼吸作用减弱
答案：A
eq \a\vs4\al()
(1)有氧气存在时不一定只进行有氧呼吸。
①当氧气浓度较低时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，且无氧呼吸占优势。
②当氧气浓度较高时，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强，当氧气浓度增加到一定值时，只进行有氧呼吸。
(2)低温、低氧储存水果蔬菜，不代表氧气浓度和温度越低越好，应该是低氧和零上低温，既要抑制细胞呼吸，又要保持水果、蔬菜的营养和风味。
[随堂检测]
1．下列是“探究酵母菌呼吸方式”实验中产物的检测试剂及实验现象，对应错误的是( )
解析：选C。酵母菌的呼吸产物CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。检测酒精的试剂是酸性的重铬酸钾溶液，颜色变化是由橙色变为灰绿色。
2．下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是( )
A．①②④中数值最大的是①
B．③代表的物质名称是氧气
C．产生①②的场所是线粒体
D．某些原核生物能完成图示全过程
解析：选D。图中①②④表示有氧呼吸三个阶段产生的能量，其中[H]＋⑤反应的过程释放的能量④最多；产生能量①的场所是细胞质基质，而作为反应物的O2(图中⑤)参与的是有氧呼吸第三阶段，图中③是另一种反应物H2O；具有有氧呼吸酶的原核生物，如蓝细菌可完成有氧呼吸全过程。
3．酵母菌有氧呼吸产生CO2的场所与无氧呼吸产生CO2的场所分别位于( )
A．线粒体与叶绿体
B．叶绿体与细胞质基质
C．线粒体与细胞质基质
D．核糖体与线粒体
答案：C
4．下列细胞呼吸过程能产生乳酸的是( )
A．人的神经细胞进行有氧呼吸
B．人的骨骼肌细胞进行无氧呼吸
C．水稻的叶肉细胞进行有氧呼吸
D．水稻的根尖细胞进行无氧呼吸
答案：B
5．向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1 h后测得该容器中O2减少24 mL，CO2增加36 mL，则在这1 h内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( )
A．1/3倍 B．1/2倍
C．2倍 D．3/2倍
解析：选D。由反应式可知，有氧呼吸每消耗1 ml O2同时生成1 ml CO2，由于在相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，结合题意“1 h后测得该容器中O2减少24 mL”，说明有氧呼吸产生24 mLCO2，即消耗4个单位的葡萄糖，无氧呼吸产生的CO2为36－24＝12 mL，即消耗6个单位的葡萄糖，则在这1 h内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍。
6．细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下表中有关措施与目的，正确的是( )
解析：选C。种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗，而不是降低有机物的含量，A错误；酵母菌在有氧条件下，能快速繁殖，而在无氧条件下，有利于酒精发酵，B错误；水果保鲜的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低温是最好的方法，C正确；水稻定期排水，可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，但不能提高酶的活性，D错误。
7．(必修1 P96“概念检测”T2改编)下图表示酵母菌在细胞呼吸过程中，O2浓度与CO2释放量之间的关系。分析回答下列问题：
(1)图中A所代表的含义是_______________________________。
(2)图中______________对应的O2浓度是储存水果和蔬菜的最佳浓度。原因是________________________________________________________________。
答案：(1)O2浓度为零，只进行无氧呼吸时CO2的释放量
(2)B点 此点释放的CO2量最少，有机物消耗最少，较多的营养物质还存留在水果和蔬菜中
[课时作业]
A 合格性考试
1．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法正确的是( )
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行
B．装置乙在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C．装置乙中应让Ⅱ先放置一段时间，再与Ⅲ连接
D．装置甲中NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO2
解析：选C。黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响，A错误。装置乙中酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2可通过导管进入Ⅲ，但酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精保留在Ⅱ中，且酒精的检测要使用酸性重铬酸钾溶液，B错误。装置乙的Ⅱ在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ，这样做是为了消耗Ⅱ内的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰，C正确。装置甲中NaOH溶液的作用是使进入Ⅰ的空气先经过NaOH溶液处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰，D错误。
2．(2020·滨州高一检测)下图表示细胞内物质转化的部分过程，以下有关叙述不正确的是 ( )
A．图中的[H]主要在线粒体内产生
B．图中物质①是O2
C．用18O标记葡萄糖，产物水中检测不到放射性
D．图示过程会释放热能
解析：选B。有氧呼吸中[H]主要是在线粒体基质中产生的；图中物质①是H2O，参与有氧呼吸第二阶段；产物H2O中的O来自O2，葡萄糖中的18O最终进入CO2中；图示过程会释放热能。
3．酵母菌细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是( )
A．细胞质基质 B．线粒体基质
C．线粒体外膜 D．线粒体内膜
答案：D
4．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是( )
A．葡萄糖→丙酮酸→水
B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水
D．葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析：选D。有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，含18O的葡萄糖中的18O转移到丙酮酸中；再根据第二阶段丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，含18O的丙酮酸中的18O转移到CO2中，即18O转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2，D正确。
5．(2020·湖州高一检测)在马拉松长跑中，运动员骨骼肌肌纤维所消耗的能量主要来自( )
A．葡萄糖的有氧分解 B．丙酮酸的水解
C．葡萄糖的无氧分解 D．脂肪酸的氧化
解析：选A。马拉松长跑中需消耗大量的能量，但主要的能量来自葡萄糖的有氧分解，部分来自无氧呼吸和其他途径。
6．下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于( )
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
答案：C
7．(原创)下列关于葡萄糖eq \(――→,\s\up9(①))丙酮酸eq \(――→,\s\up9(②))二氧化碳过程的叙述，不正确的是( )
A．①②过程可在蓝细菌和某些细菌中进行
B．②过程可在线粒体或细胞质基质中进行
C．葡萄糖中的能量经①过程全部转移至丙酮酸中
D．酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程
解析：选C。蓝细菌细胞和硝化细菌等虽没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，A正确；原核生物中的第一、二阶段同时发生在细胞质基质中，真核生物中有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，B正确；葡萄糖中的能量在①过程中释放少部分，大部分储存在丙酮酸中，C错误；酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程，即有氧呼吸和无氧呼吸的第二阶段，并产生二氧化碳，D正确。
8．在某温度的恒温条件下，测得某密闭容器中苹果组织细胞的呼吸强度(用每100 g苹果组织一天的CO2释放量来表示)随O2浓度的变化情况如下图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．O2浓度为6%时，细胞只进行有氧呼吸
B．随O2浓度的增加，CO2的释放量先减少，后增加，最后趋于稳定
C．该温度下，细胞只进行无氧呼吸时释放的CO2比只进行有氧呼吸时多
D．O2浓度大于18%后，O2浓度不再是有氧呼吸的限制因素
解析：选A。当O2浓度大于6%时，随着O2浓度增加，CO2的释放量增加，说明O2浓度为6%时依然进行无氧呼吸，A错误；该图解的整体趋势是随着O2浓度的增加，CO2的释放量先减少，原因是无氧呼吸受到抑制，后增加，原因是促进有氧呼吸，最后趋于稳定，原因是酶的数量是有限的，B正确；由图解可知，O2浓度为0时，无氧呼吸释放的CO2的数值为20，O2浓度大于18%后，有氧呼吸释放的CO2数值为18左右，C正确；O2浓度大于18%后，O2浓度增加，但是有氧呼吸不再增加，说明O2此时不再是有氧呼吸的限制因素，D正确。
9．(2020·河南南阳一中高一期中)下图为真核细胞内葡萄糖彻底氧化分解的基本过程，其中A～F代表物质或能量，①②③④表示过程或场所，请据图回答下列问题：
(1)图中的A是__________，C是______，E是______。
(2)过程④发生在______________上，过程③发生在______________中；能产生[H]的过程是________(填序号)，[H]被利用的过程是________(填序号)。
(3)过程②中，物质D需穿过______层磷脂双分子层，若①③④表示场所，CO2浓度最高的部位是__________(填序号)。
(4)产物水中的氢来自______________(物质)；若给细胞供应18O2，经过较长一段时间后，含有18O的物质是__________(填字母)。
(5)写出葡萄糖由①到④的总反应方程式：____________________________。
(6)若陆生植物的根长期浸水，会导致烂根，主要原因是________________。
答案：(1)丙酮酸 CO2 能量
(2)线粒体内膜 线粒体基质 ①③ ④
(3)2 ③
(4)葡萄糖和水 C、F
(5)C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量
(6)无氧呼吸产生酒精毒害了根细胞
10．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。请据图回答下列问题：
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是 __________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_________________________________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
解析：(1)据图可知，在12～24 h期间，O2吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和CO2。(2)第12 h到胚根长出期间不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降。(3)胚根长出后，O2的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高。
答案：(1)无氧 细胞质基质 酒精和CO2
(2)减少 种子不进行光合作用，不能制造有机物，同时细胞呼吸消耗有机物，使有机物总量下降 (3)有氧
B 等级性考试
11．(2020·成都树德中学高一期末)某同学画了一个人体内部代谢过程示意图，请指出图中产生ATP的途径及一处错误的地方是( )
A．①②③④、人体内无③过程
B．①③④、人体内无②过程
C．①③④、人体内无③过程
D．①④、人体内无②过程
解析：选D。在有氧条件下，人体有氧呼吸产生CO2和水，释放大量能量；在无氧条件下，无氧呼吸产生C3H6O3，但无氧呼吸的第二阶段不能产生能量，故图中能产生ATP的途径是①④，人体内无②途经。
12．某实验兴趣小组探究了种子萌发初期种子质量的变化和所在密闭容器中温度的变化，结果见下表。下列叙述不正确的是( )
A．乙组种子不进行细胞呼吸，在该实验中起对照作用
B．甲组种子质量减少是由于细胞呼吸分解了有机物
C．甲组容器中温度上升是由于细胞呼吸吸收了能量
D．本实验结果说明种子萌发初期细胞呼吸强于萌发之前
答案：C
13．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化
B．细胞中eq \f(ATP,ADP)的值下降可促进细胞呼吸
C．细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质
D．检测CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸
解析：选B。种子萌发过程中，代谢更旺盛，细胞呼吸速率明显加快，A错误； 细胞中eq \f(ATP,ADP)的值下降，则说明细胞需要消耗能量，可促进细胞呼吸，B正确；细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧呼吸)，C错误；乳酸菌进行乳酸发酵只产生乳酸，不产生CO2，D错误。
14．松土是农作物栽培的传统耕作措施。下列相关叙述不合理的是( )
A．可以增加土壤的透气性，促进植物对无机盐的吸收
B．能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解
C．容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素
D．降低土壤微生物的呼吸作用强度，减少二氧化碳排放
解析：选D。松土可增加土壤缝隙中空气的含量，使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而促进植物根系对无机盐的吸收，A正确；松土透气有利于土壤中好氧微生物的生长、繁殖，能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，B正确；松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素，C正确；松土可增加土壤透气性，促进土壤中好氧微生物的呼吸作用，增加二氧化碳排放，D错误。
15．(2020·河南濮阳高一期末)两个生物兴趣小组分别对酵母菌的细胞呼吸进行了如下探究实验。请分析回答下列问题：
(1)甲兴趣小组想探究的具体问题：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套有数个)实验装置，如上图Ⅰ(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依次是______________________。
②B瓶中澄清的石灰水还可用________________代替。
(2)乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置(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。
①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为图Ⅲ)如何设计？
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
答案：(1)①C→A→B(或C→B→A→B) ②溴麝香草酚蓝溶液 (2)①装置除用等量的清水代替10%NaOH溶液，其他设计与图Ⅱ装置相同 ②a.向左移 b．不移动 c．向右移 d．向左移 e．向右移
课标要求
核心素养
素养对接
素养水平
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式。
2．概述有氧呼吸的三个阶段。
3．概述无氧呼吸的过程和类型。
4．了解细胞呼吸原理的应用。
生命观念：认同线粒体的结构特点与其作为有氧呼吸的主要场所相适应。
水平一
科学思维：构建有氧呼吸和无氧呼吸的过程模型，理解二者之间的关系。
水平三
社会责任：运用细胞呼吸原理，对生活和生产中的应用实例作出科学解释。
水平三
产物
试剂
现象
CO2
澄清石灰水
变混浊
溴麝香草酚蓝溶液
蓝→绿→黄
酒精
酸性重铬酸钾溶液
橙色变灰绿色
应用
原理
提倡有氧运动
因为剧烈运动时，无氧呼吸积累过多乳酸，使肌肉酸胀乏力
及时松土透气
增加根细胞的有氧呼吸，产生更多能量，促进无机盐(矿质离子)吸收
预防破伤风
破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，需及时到医院治疗
生产各种酒
利用麦芽、粮食和酵母菌等，在控制通气的情况下生产各种酒
用“创可贴”、透气消毒纱布包扎伤口
为伤口创造有氧环境，避免厌氧菌繁殖，有利于伤口愈合
储藏水果、粮食
往往通过降低温度、降低氧气含量等措施来减弱其呼吸作用，以延长保质期
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
条件
需要氧气
不需要氧气
场所
细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)
细胞质基质
分解程度
葡萄糖被彻底分解
葡萄糖分解不彻底
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量释放
大量能量
少量能量
相
同
点
反应条件
需要酶和适宜温度
本质
氧化分解有机物，释放能量，生成ATP
过程
第一阶段完全相同
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
CO2释放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，是兼性厌氧型生物。
CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq \(――→,\s\up9(酶))6CO2＋12H2O＋能量。
无氧呼吸的两种反应类型
(1)C6H12O6eq \(――→,\s\up9(酶))2C3H6O3＋少量能量；
(2)C6H12O6eq \(――→,\s\up9(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
温度主要影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸作用。
氧气浓度为零时，细胞只进行无氧呼吸；随着氧气浓度的增加，有氧呼吸增强，无氧呼吸受到抑制；之后，细胞只进行有氧呼吸。
随着二氧化碳浓度增加，呼吸速率下降。
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。
组别
产物
检测试剂
实验现象
A
CO2
澄清的石灰水
变混浊
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
酸性重铬酸钾
橙色→灰绿色
选项
应用
措施
目的
A
储藏种子
晒干
降低有机物含量，抑制细胞呼吸
B
酵母菌酿酒
密封
加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C
水果保鲜
低温
降低酶的活性，抑制细胞呼吸
D
水稻生长
定期排水
提高酶的活性，促进有氧呼吸
初始种子
质量/g
现在种子
质量/g
2 h前
的温度/℃
现在的
温度/℃
甲组
萌发的种子
30
25.5
26
32
乙组
煮熟的种子
30
29.7
26
26
序号
装置中红色液滴的移动现象
结论
图Ⅱ
图Ⅲ
1
a.______
不移动
只进行有氧呼吸
2
b.______
c.______
只进行无氧呼吸
3
d.______
e.______
既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸