高中生物第5章第3节第2课时无氧呼吸细胞呼吸的影响因素及其应用学案新人教版必修1.docx

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高中生物第5章第3节第2课时无氧呼吸细胞呼吸的影响因素及其应用学案新人教版必修1

第2课时　无氧呼吸、细胞呼吸的影响因素及其应用

一、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

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：

C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）＋少量能量。

（2）酒精发酵：

C6H12O6

2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量。

5.概念

无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。

归纳总结　有氧呼吸和无氧呼吸的比较

项目

有氧呼吸

无氧呼吸

不

同

点

条件

需氧

无氧条件

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

需酶和适宜温度

本质

氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需

过程

第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同

意义

为生物体的各项生命活动提供能量

（1）无氧呼吸的产物不一定相同（　　）

（2）人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2（　　）

（3）无氧呼吸是不彻底的氧化分解，一些能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）√

1.无氧呼吸有无[H]的积累？

无氧呼吸第一阶段[H]的作用是什么？

提示　没有。

第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。

2.无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？

提示　无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸或酒精中。

3.剧烈运动后的肌肉酸疼是怎样造成的？

提示　剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸，造成肌肉酸疼。

二、细胞呼吸原理的应用及影响细胞呼吸的因素

1.细胞呼吸原理的应用

类型

应用

原理

有

氧

呼

吸

提倡有氧运动

不会因剧烈运动时无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力

农作物栽培时及时松土透气

根的有氧呼吸（产生大量能量）促进无机盐（矿质离子）的吸收

稻田定期排水

避免根无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，使其腐烂

生产醋酸、味精等

利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸

发面

在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口

无

氧

呼

吸

选用“创可贴”、透气消毒纱布包扎伤口

为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合

伤口过深或被锈钉扎伤，需及时治疗

避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风

制作酸菜、酸奶、泡菜等

利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸

2.影响细胞呼吸的因素

（1）影响细胞呼吸的内部因素：

酶的种类和数量。

（2）影响细胞呼吸的外部因素主要有：

氧气、温度、CO2和水分等。

名称

曲线

解读

温度

温度主要影响呼吸酶的活性。

一般而言，在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强

O2浓度

O2浓度为零时只进行无氧呼吸；O2浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上，只进行有氧呼吸

CO2浓度

增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用。

这可以从化学平衡的角度进行解释

水

在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强

（1）温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的（　　）

（2）农田长期水淹后造成的植物烂根与无氧呼吸有关（　　）

（3）无氧和零下低温环境有利于水果保鲜（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×

如图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答下列问题：

（1）图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是__________________________。

（2）在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随O2浓度变化而变化的曲线。

（3）若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比________（填“一样多”“更多”或“更少”），有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________倍。

（4）在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是________________________。

你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输。

提示　

（1）O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸很弱

（2）如图（点线）所示（所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点）

（3）一样多　

（4）降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗　R

1.（2018·广东珠海模拟）如图是酵母菌细胞呼吸示意图，下列相关叙述正确的是（　　）

A.甲条件下葡萄糖释放的能量大部分转移到ATP中

B.乙条件下葡萄糖内的能量只流向酒精和ATP

C.甲、乙条件下产生物质a的部位是不同的

D.试剂X是酸性重铬酸钾溶液

答案　C

解析　甲条件下葡萄糖释放的能量，少部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失，A错误；乙条件下葡萄糖内的能量大部分未释放出来，仍储存在酒精中，释放的能量少部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失，B错误；甲、乙条件下产生物质a（CO2）的部位是不同的，无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质，有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质，C正确；酸性重铬酸钾溶液可用于检测酒精，不能用于检测CO2，试剂X是溴麝香草酚蓝水溶液或澄清的石灰水，用于检测CO2，D错误。

2.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（　　）

①都在线粒体中进行　②都需要酶　③都需要氧　④都产生ATP　⑤都经过生成丙酮酸的过程

A.①②⑤B.②③④C.②③⑤D.②④⑤

答案　D

解析　生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。

3.如图表示某高等植物的非绿色器官的细胞呼吸与O2浓度的关系，下列叙述不正确的是（　　）

A.氧浓度为a时，是植物种子储存的最佳O2浓度

B.氧浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸

C.如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在

D.曲线Ⅲ细胞呼吸发生的场所是线粒体和细胞质基质

答案　A

解析　分析题图可知，Ⅰ表示无氧呼吸释放的CO2量，Ⅱ表示细胞呼吸总量，Ⅲ表示有氧呼吸释放的CO2量。

CO2释放量最低时，细胞呼吸最弱，消耗的有机物最少，最适于储存植物种子，而氧气浓度为a时，CO2释放量不是最低，A项错误；当氧气浓度为b时，无氧呼吸完全被抑制，该器官只进行有氧呼吸，B项正确；如果是人体，只有有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸只产生乳酸，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在，C项正确；曲线Ⅲ是有氧呼吸，发生的场所是细胞质基质和线粒体，D项正确。

4.（2018·福建厦门期末）下列关于细胞呼吸原理的应用，不正确的是（　　）

A.用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的繁殖

B.稻田定期排水，可避免水稻幼根因缺氧产生乳酸，导致变黑、腐烂

C.花盆中土壤板结，需要及时松土透气，以促进根对无机盐的吸收

D.种子在低温、低氧、干燥环境中，可降低细胞呼吸，减少有机物消耗

答案　B

解析　用透气纱布包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖，A正确；稻田定期排水，可避免水稻幼根因缺氧进行无氧呼吸而产生酒精，导致变黑、腐烂，B错误；花盆中土壤板结，需要及时松土透气，增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其吸收土壤中的无机盐，C正确；种子在入库储藏以前，都要晒干，并且要把种子储藏在低温、低氧、干燥的环境中，这样做的目的是降低种子的细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长种子的储藏时间，D正确。

5.某豆科植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。

请据图回答问题：

（1）在12～24h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）胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。

答案　

（1）无氧　细胞质基质　酒精和二氧化碳　

（2）有氧

解析　

（1）据图可知，在12～24h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时细胞呼吸的主要方式是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。

（2）胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸的速率明显升高。

题组一　无氧呼吸

1.下列有关细胞呼吸的叙述中，错误的是（　　）

A.蛔虫寄生于人体小肠，同人体细胞一样，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸

B.哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，只能进行无氧呼吸

C.长跑时，人体产生的CO2仅仅是有氧呼吸的产物

D.发酵和无氧呼吸并不是同一概念

答案　A

解析　蛔虫只能进行无氧呼吸，A错误；哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，所以只能进行无氧呼吸，B正确；长跑时，人体产生的CO2仅仅是有氧呼吸的产物，C正确；通过酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸获得相关产物的过程叫做发酵，且广义的发酵还有有氧发酵，所以无氧呼吸和发酵不是同一概念，D正确。

2.如图为植物细胞中的某种代谢过程示意图，下列有关该代谢过程的说法不准确的是（　　）

A.该代谢过程在细胞质基质中进行

B.后面ATP的能量来自前面的ATP

C.代谢产物可进入线粒体中

D.该代谢过程也存在于乳酸菌中

答案　B

解析　该代谢过程为葡萄糖进行有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中，A项正确；代谢过程中合成的ATP中的能量都来源于有机物的分解，B项错误；产生的丙酮酸可进入线粒体继续进行有氧呼吸的第二、三阶段，C项正确；乳酸菌的无氧呼吸也可进行此过程，D项正确。

3.（2018·山东青岛二中期末）将酵母菌研磨成匀浆，离心后得到只含细胞质基质的上清液和含线粒体的沉淀物，分别放入甲、乙、丙三支试管中（如表），并置于适宜温度但隔绝空气的条件下一段时间。

下列叙述错误的是（　　）

试管编号

加入物质

甲

上清液＋葡萄糖溶液

乙

沉淀物＋葡萄糖溶液

丙

酵母菌＋葡萄糖溶液

A.丙试管中有少量CO2产生

B.乙试管中不发生反应

C.丙试管中有少量的ATP产生

D.甲试管中最终产物为CO2和H2O

答案　D

解析　甲试管中含有细胞质基质和葡萄糖溶液，在隔绝空气的条件下，可进行无氧呼吸，产生CO2和酒精；乙试管中含有线粒体和葡萄糖溶液，但葡萄糖不能进入线粒体，所以不发生反应；丙试管中是完整的酵母菌和葡萄糖溶液，在隔绝空气的条件下进行无氧呼吸产生少量CO2和ATP。

4.（2018·山东日照五中期末）下列有关有氧呼吸和无氧呼吸的叙述中，不正确的是（　　）

A.都有葡萄糖分解成丙酮酸的过程

B.都产生二氧化碳和水

C.都是有机物的氧化分解

D.都有能量释放，并产生ATP

答案　B

解析　有氧呼吸的产物为二氧化碳和水，但无氧呼吸的产物为二氧化碳和酒精（酒精发酵）或者乳酸（乳酸发酵），故B项错误。

5.（2019·辽宁大连二十四中高一上期末）如图所示，在适宜的温度条件下，下列装置中都放入干酵母（内有活酵母菌），其中适于产生酒精的装置是（　　）

答案　A

解析　干酵母中的酵母菌由于体内自由水少，代谢缓慢，故应向装置中加入水。

酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧时进行有氧呼吸，在无氧时进行无氧呼吸。

酒精是酵母菌无氧呼吸的产物，因此，适于产生酒精的装置应与空气隔绝，故A正确。

题组二　影响细胞呼吸的因素及应用

6.（2018·清远高一检测）下列有关细胞呼吸的叙述中，正确的是（　　）

A.无氧、干燥的环境细胞呼吸最弱，有利于果蔬储藏

B.水稻根部主要进行无氧呼吸，以适应缺氧环境

C.马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量

D.用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的无氧呼吸

答案　D

解析　无氧环境中，细胞进行无氧呼吸，大量消耗有机物，不利于果蔬储藏，果蔬应储藏在低氧、一定湿度的环境中，A错误；水稻根部主要进行有氧呼吸，但在缺氧时也能进行无氧呼吸，以适应缺氧环境，B错误；马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量，C错误；酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳，故用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，利用了酵母菌的无氧呼吸，D正确。

7.在马拉松长跑中，运动员骨骼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

答案　A

解析　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，部分能量来自无氧呼吸和其他途径。

8.（2019·厦门高一检测）有一瓶加入了酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（实线表示酒精的生成量，虚线表示CO2的生成量），在氧浓度为a时（　　）

A.酵母菌只进行无氧呼吸

B.有氧呼吸产生了15molCO2

C.酵母菌能够将酒精彻底氧化分解，释放CO2和能量

D.酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的2倍

答案　D

解析　氧浓度为a时，生成CO2和酒精，且CO2生成量大于酒精生成量，则酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，A错误；氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精是6mol，则无氧呼吸产生的CO2也是6mol，有氧呼吸产生的CO2则是15－6＝9（mol），B错误；酵母菌在氧浓度为a时，只能够将部分葡萄糖彻底氧化分解，释放能量，产生CO2和水，但不能将酒精彻底氧化分解，C错误；在氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸产生的CO2是6mol，有氧呼吸产生的CO2是9mol，根据细胞呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5mol，所以酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的2倍，D正确。

9.（2018·黑龙江大庆铁人中学期末）如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

B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍

C.氧浓度为c时，不进行无氧呼吸

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

解析　植物的非绿色器官不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸。

当氧浓度为a时，O2吸收量为0，无氧呼吸较强，放出的CO2较多，不适于储藏该植物器官，A错误；氧浓度为b时，O2吸收量与CO2释放量之比为3∶8，由于有氧呼吸O2吸收量与CO2释放量相等，故无氧呼吸CO2释放量为5，消耗葡萄糖的量为2.5，而有氧呼吸消耗葡萄糖的量为0.5，B正确；当氧浓度为c时，同时进行无氧呼吸与有氧呼吸，C错误；当氧浓度为d时，只进行有氧呼吸，D错误。

10.在生产和生活中，常常用到细胞呼吸的原理，下列各项中利用了细胞呼吸原理的是（　　）

①真空包装水果延长保质期　②酸奶的制作　③利用酵母菌酿酒　④给农作物施肥以增加其产量　⑤医学上通过通入氧气来驱赶肚子里的蛔虫　⑥消化不良时食用多酶片

A.①②③⑤

B.①②③⑥

C.②③④⑤

D.③④⑤⑥

答案　A

解析　给农作物施肥是为农作物提供矿质元素；多酶片中含多种酶类，消化不良时食用多酶片利用的是酶的催化作用，和细胞呼吸没有直接关系。

11.（2019·安徽合肥一中月考）生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A.反应①②③④都可在人体细胞中进行

B.图中反应均在细胞质基质内完成

C.反应①②必须在有氧条件下进行

D.粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为细胞呼吸产生了水

答案　D

解析　①②③④分别是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段，有氧呼吸第二、三阶段，产生酒精的无氧呼吸第二阶段，产生乳酸的无氧呼吸第二阶段。

人体细胞不能产生酒精，所以反应③不会发生在人体细胞中，A错误；真核细胞内反应②在线粒体中进行，其余反应均在细胞质基质中进行，B错误；反应①在无氧条件下也能进行，C错误；粮食储藏时，细胞呼吸产生水，粮堆湿度增大，D正确。

12.（2018·江西玉山一中期末）如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是（　　）

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

答案　B

解析　甲图中B点温度下植物细胞呼吸的相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛，A正确；随O2浓度增大，有氧呼吸增强，无氧呼吸被抑制，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖，C正确；因有氧呼吸受温度或呼吸酶数量限制，故曲线Ⅱ最终趋于平衡，D正确。

13.（2019·云南玉溪一中高一上期末）细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸，两者进行的场所、过程等均存在差异。

如图表示细胞部分结构和功能，据图回答下列问题：

（1）图中A是_____，B的利用发生在有氧呼吸的第_____阶段，B的产生部位是______。

（2）在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第________阶段产生的；产生ATP最多的是第________阶段。

（3）该细胞产生CO2的场所是______________________________________________________，如果有氧呼吸和无氧呼吸产生了等量的CO2，则所消耗的葡萄糖之比是________。

（4）结合图示过程，有氧呼吸的总反应式可写成_________________________________。

答案　

（1）丙酮酸　二　线粒体内膜　

（2）二　三　（3）细胞质基质、线粒体基质　1∶3　（4）C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量

解析　

（1）该图表示的是细胞呼吸，据细胞呼吸过程可知，A是丙酮酸，B是水，水的利用发生在有氧呼吸的第二阶段，水的产生部位是线粒体内膜。

（2）在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第二阶段产生的，产生ATP最多的是第三阶段。

（3）无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，如果两过程产生等量的CO2，则所消耗的葡萄糖之比是1∶3。

（4）结合图示过程，有氧呼吸的反应式可写成C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量。

14.（2018·郑州高一检测）如图表示北方的一个储藏白菜的地窖中，随着O2的消耗，CO2浓度的变化情况。

据此分析回答问题：

（1）AB段，O2消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行________呼吸。

（2）CD段，O2的浓度接近零，而CO2浓度仍在上升，白菜主要在进行________呼吸。

（3）BC段，O2浓度已很低，CO2浓度几乎不上升，原因是_______________________。

（4）较长时间储藏白菜，应把地窖里的O2浓度控制在________段范围内，若将地窖完全封闭，隔绝空气，则白菜将会__________，主要原因是_______________________________。

答案　

（1）有氧　

（2）无氧　（3）有氧呼吸微弱，而无氧呼吸又受到抑制　（4）BC　腐烂　无氧条件下白菜进行无氧呼吸产生酒精，导致细胞酒精中毒，白菜腐烂

解析　

（1）AB段，白菜在进行有氧呼吸，消耗O2，放出CO2，所以AB段O2消耗量很大，CO2浓度上升也很快。

（2）CD段，O2的浓度接近零，而CO2浓度仍在上升，这说明白菜主要在进行无氧呼吸（酒精发酵）。

（3）BC段，白菜的有氧呼吸微弱，而无氧呼吸又受到抑制，所以CO2浓度几乎不上升。

（4）较长时间储藏白菜，要尽量降低细胞呼吸强度，即要把地窖里的O2浓度控制BC段范围内。

如果完全隔绝空气，则白菜进行旺盛的酒精发酵，导致细胞酒精中毒，白菜将会腐烂。