新教材高中生物课程讲义之细胞呼吸的方式和有氧呼吸.docx

1、新教材高中生物课程讲义之细胞呼吸的方式和有氧呼吸【新教材】细胞呼吸的方式和有氧呼吸一、细胞呼吸的方式1呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。2探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌细胞呼吸的方式(2)呼吸产物的检测检测产物试剂现象CO2澄清石灰水石灰水变混浊溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄酒精酸性条件下的重铬酸钾溶液橙色变灰绿色(3)实验步骤(4)实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。产物3细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。(1)配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母()(2)如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌进行有氧呼吸

2、()(3)橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色()(4)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组()答案(1)(2)(3)(4)设计实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。(1)自变量是什么？如何设置自变量？提示自变量是有无氧气。有氧条件：用橡皮球(或气泵)充气；无氧条件：装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间。(2)因变量是什么？如何检测因变量？提示因变量是二氧化碳产生的多少以及是否有酒精产生。检测二氧化碳产生的多少：观察澄清的石灰水变混浊的程度，也可用溴麝香草酚蓝溶液来鉴定(看溶液由蓝变绿再变黄的时间长短)；检测酒精是否产生：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

3、灰绿色。(3)无关变量有哪些？如何控制无关变量？提示无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等；无关变量保持相同且适宜。(4)某课外活动小组想探究酵母菌细胞有氧条件下的细胞呼吸情况，用如图装置作为备选装置。该课外活动小组应该选用的装置序号及正确排序是C、A、B。C装置中的质量分数为10%的NaOH溶液有什么作用？提示C装置中NaOH溶液吸收空气中二氧化碳，排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰。二、有氧呼吸1主要场所线粒体(1)写出序号代表的结构名称外膜；内膜形成的嵴；线粒体基质。(2)与有氧呼吸有关的酶分布在。(3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。2化学反应式C6H12O66H2O6O

4、26CO212H2O能量。3有氧呼吸过程4能量转化5有氧呼吸概念指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质()(2)真核细胞都进行有氧呼吸()(3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸()(4)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程()答案(1)(2)(3)(4)特别提醒(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和H后，丙酮酸才能在线粒体中进一步分解。(3)真核细胞中哺乳动物成

5、熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。1有氧呼吸过程分析：分析有氧呼吸的过程中物质和能量的变化。(1)实验一：将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液(细胞质基质)和沉淀物(线粒体)两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入3支试管内，往3支试管内分别加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管内的变化情况。组别自变量实验结果1号线粒体葡萄糖的量不变，没有荧光2号细胞质基质葡萄糖的量减少，有丙酮酸生成，微弱荧光出现3号线粒体和细胞质基质葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强荧光出现荧光

6、素和荧光素酶的作用是什么？提示荧光素和荧光素酶的作用是检测ATP含量的多少。分析实验结果，物质发生了什么变化，这些变化发生在哪个位置？能量又有怎样的变化？提示葡萄糖在细胞质基质中被分解成了丙酮酸，并且有少量ATP生成；在线粒体内丙酮酸被分解产生了CO2，并且有大量ATP生成。(2)实验二：使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。丙酮酸是在线粒体的什么部位分解的？你从实验结果能得到什么推论？组别自变量实验结果4号试管只含线粒体膜状结构丙酮酸的量不变，没有荧光出现5号试管只含线粒体基质丙酮酸减少，产生CO2，

7、微弱荧光出现6号试管有线粒体膜状结构和基质丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现提示在线粒体基质中丙酮酸被分解。推论1：丙酮酸分解发生在线粒体基质中，并且产生CO2，释放少量能量；推论2：线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构上继续发生反应合成较多的ATP。(3)实验三：超声波震碎了线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化H的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化H的功能。当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化H的功能。这些小颗粒后被证实是一系列线粒体内膜上的酶。通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生了什么样的反应？提示在线粒体内膜上发生了H的氧化，即

8、H和氧气发生反应。2写出有氧呼吸总反应方程式并标注反应物：葡萄糖、氧气、水中的氧的去向。提示1有氧呼吸的反应式：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。2真核生物有氧呼吸的三个阶段发生的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。3原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。4CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。5在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。1为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，小红将实验材料和用具按下图安装好。下列关于该实验的说法正确的是()A甲组和乙组是一组对比实验B甲组探究酵母菌的无氧呼吸C乙组探究酵母菌的有氧呼吸D甲、乙两组

9、中澄清的石灰水都变混浊，乙组混浊程度更大答案A解析甲组是探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸，属于对比实验，A正确，B、C错误；甲、乙两组中澄清的石灰水都变混浊，甲组混浊程度更大，D错误。2在一定条件下，某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是()A只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2B酒精与酸性重铬酸钾溶液混合后，溶液出现灰绿色CCO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄D用葡萄糖溶液培养酵母菌时，培养液的温度发生变化答案A解析酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧条件下，酵母菌都能进行增殖，A错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸

10、性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应使其变成灰绿色，B正确；酵母菌细胞呼吸产生的CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C正确；用葡萄糖溶液培养酵母菌时，酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸，都能释放出能量，使培养液的温度发生变化，D正确。3在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有()AH与氧气生成水BC6H12O6分解为丙酮酸和HC丙酮酸分解为CO2和HDADP与磷酸结合生成ATP答案B解析H与氧气结合生成水，发生在线粒体内膜上，A错误；C6H12O6分解为丙酮酸和H，发生在细胞质基质中，B正确；丙酮酸分解为CO2和H，发生在线粒体基质中，C错误；ADP与磷酸结合生成ATP的场所有细胞

11、质基质、线粒体基质和线粒体内膜，D错误。4下图中代表有氧呼吸的相关场所，甲代表有关物质，下列相关叙述正确的是()C6H12O6甲CO2A和都具有双层生物膜B中所含的酶在乳酸菌中都能找到C和中都能产生HD甲一定进入线粒体答案C解析是有氧呼吸的第一阶段的场所细胞质基质，是有氧呼吸第二阶段的场所线粒体基质，两者均没有膜结构，A错误；中所含的酶为有氧呼吸有关的酶，而乳酸菌进行无氧呼吸，B错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生H，C正确；甲不一定进入线粒体，如发生在原核细胞中，D错误。5下图是有氧呼吸过程的图解，请据图回答问题：(1)有氧呼吸的总反应式为_。(2)有氧呼吸的过程十分复杂，可以分为_个阶

12、段，其中H和O2结合的是第_阶段。(3)在有氧呼吸过程中，释放出大量能量的是第_阶段，反应的场所是_。(4)图中分别是_、_。答案(1)C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量(2)三三(3)三线粒体内膜(4)H2OCO2A组基础对点练题组一细胞呼吸的方式1细胞呼吸的实质是()A合成有机物，储藏能量B分解有机物，释放能量C合成有机物，释放能量D分解有机物，储藏能量答案B2在检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是()A二氧化碳使澄清的石灰水变混浊B二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄C乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色D乙醇在酸性

13、条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色答案C解析乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色。3.某生物实验小组为“探究酵母菌的呼吸方式”设计了如图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌的培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20 温水的烧杯中。再将整个装置置于20 的恒温水浴中，记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是()A还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照B若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C若酵母菌进行了无氧呼吸，则液面应该下降D该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的

14、最适温度”答案C解析若酵母菌只进行有氧呼吸，则消耗的氧气和产生的二氧化碳体积相等，不会引起液面变化；若同时进行了无氧呼吸，则产生二氧化碳多于消耗的氧气，气体体积增大，液面上升。4下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，正确的是()A选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌是自养、兼性厌氧型微生物，易于培养B通过设置有氧(对照组)和无氧(实验组)的对照，易于判断酵母菌的细胞呼吸方式C将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气D实验的因变量是澄清石灰水是否变混浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化答案C解析酵母菌是单细胞生物，属于异养、兼性厌氧型微生物，易于培养，A错误；通过设置有氧

15、和无氧两个实验组进行相互对照，易于判断酵母菌的细胞呼吸方式，B错误；将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气，C正确；实验的因变量是澄清石灰水的混浊程度和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化，D错误。题组二有氧呼吸5.如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是()A处产生CO2 B处产生ATP C处产生H D处发生H与O2的结合反应答案B解析为线粒体内外膜的间隙，不产生ATP；在处线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，产生CO2和H，释放少量能量；为线粒体内膜，完成有氧呼吸第三阶段，H与O2结合形成水，释放大量能量。6葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，将一只实验小鼠放入含有

16、18O2气体的容器中，18O2进入细胞后，最先出现的含18O的化合物是()A丙酮酸 B乳酸C二氧化碳 D水答案D解析根据有氧呼吸的第三阶段是氧气和H反应生成水可知，18O2进入细胞后，最先出现的含18O的化合物是水，故选D。7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葡萄糖丙酮酸二氧化碳答案D解析在细胞质基质中，含18O的葡萄糖在酶的作用下分解为丙酮酸和H，丙酮酸进入线粒体与水反应，彻底分解成二氧化碳，所以含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径应是葡萄糖丙酮酸二氧化碳，故选D。8有氧呼吸中产生二氧化碳的

17、阶段、氧气利用的阶段、水参与反应的阶段、有水生成的阶段分别是()第一阶段第二阶段第三阶段A BC D答案A解析有氧呼吸过程中二氧化碳产生于有氧呼吸的第二阶段；氧气在有氧呼吸第三阶段参与反应，与H结合形成水；水参与有氧呼吸第二阶段，与丙酮酸反应产生二氧化碳和H；有水生成的阶段是有氧呼吸的第三阶段。故选A。9如图表示有氧呼吸的过程，其中关于过程和过程共同点的叙述，正确的是()葡萄糖丙酮酸CO2H2O能量A都释放能量 B反应物相同C都产生O2 D产物相同答案A解析据图分析，过程表示有氧呼吸第一阶段，释放少量能量，过程是有氧呼吸第二、三阶段，释放大量能量，A正确；两个过程反应物不同，产物也不同，B、D

18、错误；两个过程都不产生氧气，其中过程消耗氧气，C错误。10如图表示线粒体的亚显微结构示意图，请据图分析回答：(1)线粒体由4_和_包被形成。其中后者向内腔折叠形成_，从而扩大了_的附着面积。(2)线粒体是_的主要场所，其中有关的酶分布在3_和1_中。(3)线粒体广泛存在于_细胞中。从数量来看，_的细胞中往往含量较多；从分布来看，细胞内部_的部位往往分布的较多。(4)不是所有的细胞都具有线粒体，下列细胞中没有线粒体的是_，能够进行有氧呼吸的是_。A乳酸菌B念珠蓝细菌C衣藻D变形虫E人的成熟的红细胞F蛔虫答案(1)外膜3内膜2嵴酶(2)有氧呼吸内膜线粒体基质(3)动、植物(真核)新陈代谢旺盛新陈代

19、谢旺盛(4)A、B、E、FB、C、DB组综合强化练1为研究酵母菌细胞呼吸的方式，某生物小组制作了下图中cf所示装置，判断不合理的是()A连接edcd，从e左侧通气，只有第二个d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸B将f封口放置一段时间后连接fd，d中澄清石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸C连接edcd，第一个d的作用是吸收空气中的CO2，第二个d中澄清石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸D上述两种连接方式的结果表明，酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都生成了CO2答案C解析连接edcd，第一个d的作用是检验空气中的二氧化碳是否被除净，且第二个d中石灰水变混浊只能说明有二氧化碳产生，不

20、能验证酵母菌进行了无氧呼吸，C错误。2如图为探究酵母菌细胞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实验因变量为CO2产量的多少C空气泵泵入的气体应先除去O2D乙、丙两试管中的培养液加入干酵母后应煮沸冷却除去CO2答案B解析本实验探究酵母菌细胞呼吸的方式，自变量为氧气的有无，A错误；因变量为CO2产生量的多少或者酒精的有无，B正确；气泵泵入的气体含有O2，但应先除去CO2，C错误；加入干酵母后煮沸冷却，会杀死加入的酵母菌，D错误。3下列关于人体细胞呼吸的叙述，错误的是()A有氧呼吸释放的CO2中的氧元素全部来自葡萄糖B有氧呼吸过程中产生的H在线粒体内膜上与O2结合生成水C

21、有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失D丙酮酸在线粒体基质中分解产生CO2答案A解析有氧呼吸反应过程中，O2中的氧元素全部用于产生水，有氧呼吸释放的CO2中的氧元素来自葡萄糖和参与反应的水，A错误。4线粒体是有氧呼吸的主要场所。下列关于线粒体结构和功能的叙述，正确的是()A与有氧呼吸有关的酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中B线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水C线粒体的内膜向内折叠成嵴扩大内膜面积D能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体答案C解析与有氧呼吸有关的酶主要分布在线粒体的内膜和基质中，A错误；线粒体可在有氧条件下将丙酮酸氧化分解为CO2和水，B错误；线粒体的内膜向内折

22、叠成嵴扩大内膜面积，为有氧呼吸有关的酶提供很多附着点，C正确；能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体，如蓝细菌，D错误。5细胞有氧呼吸产生的H与氧结合形成水，2,4二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响，但能抑制ATP合成。据此推测DNP的作用正确的是()A有氧呼吸第一阶段不会产生ATP，该过程不受DNP影响BDNP主要在线粒体基质中发挥作用，因为其形成ATP最多CDNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加DDNP抑制葡萄糖进入红细胞，进而抑制细胞有氧呼吸过程答案C解析有氧呼吸第一阶段能产生ATP，A错误；根据题意可知，DNP主要在线粒体内膜中发挥作用，抑制有氧呼吸第三阶段中ATP的合

23、成，B错误；DNP作用于组织细胞时，使线粒体内膜的酶无法催化形成ATP，结果以热能形式散失，故线粒体内膜上散失的热能将增加，C正确；DNP抑制有氧呼吸第三阶段ATP的合成，而红细胞只进行无氧呼吸，葡萄糖进入红细胞为协助扩散，故DNP对葡萄糖进入红细胞过程无影响，D错误。6如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图中物质是O2C用18O标记葡萄糖完成该过程后，产物水中检测不到18OD图示过程会释放热能答案B解析分析题图可知，与丙酮酸反应产生二氧化碳，因此是反应物水。7下图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条

24、件下细胞呼吸的情况。材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下的细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置步骤一步骤二步骤三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_B加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)表中表示酵母菌在有氧条件下细胞呼吸的装置的是_(填“A”或“B”)。(3)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B温度

25、大小关系是A_(填“”)B，则假设成立。(5)研究小组为了解酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量更多的原因，进行了进一步的研究，并了解到酵母菌呼吸过程是从分解葡萄糖开始的，有氧呼吸的全过程分为3个阶段。其中，第一阶段场所是_；在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第_阶段产生的。答案(1)不加石蜡油加入10 g活性干酵母(2)A(3)去除氧气自(4)(5)细胞质基质二解析(1)实验设计需遵循对照原则和单一变量原则，因此处应填：不加入石蜡油，处应填：加入10 g活性干酵母。(2)A组实验没有加入石蜡油，这样有氧气溶解在水里，酵母菌可以进行有氧呼吸。(3)B装置葡萄糖溶液煮沸的主

26、要目的是去除氧气，这样可以控制实验的自变量。(4)因为实验的假设为有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸放出热量多，因此若假设成立时，装置A、B温度大小关系是AB。(5)有氧呼吸第一阶段场所是细胞质基质；在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第二阶段产生的。8研究人员利用不同药物干扰线粒体膜上蛋白的功能，得到下图曲线。请回答问题：(1)线粒体是细胞进行_的主要场所。线粒体具有_层膜结构。有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上，H与氧结合形成水并释放大量能量，有一部分储存在_中。(2)据图可推测，药物O和R均会导致ATP合成量_，加入药物F，虽然耗氧速率上升，但此时ATP不能合成，其原因可能是药物F会导致线

27、粒体内膜发生氢离子的渗漏，使膜两侧的浓度差_。(3)对乙酰氨基酚(缩写为APAP)是一类感冒药。高浓度的APAP处理肝细胞后，测定_发现结果与药物O和R的处理结果相似，初步证实过量使用APAP会损伤肝细胞线粒体。答案(1)有氧呼吸双ATP(2)下降消失(3)线粒体的耗氧速率解析(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所，具有双层膜结构，有氧呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，还有一部分储存于ATP中。(2)从图中看出，加入O和R后，线粒体的耗氧速率降低，说明细胞呼吸减弱，因此ATP合成量下降。加入药物F虽然耗氧速率上升，但此时ATP不能合成，由于氢离子发生了渗漏，所以可以推测膜两侧的氢离子浓度差消失。(3)该实验用药物O和R处理后，是测定的线粒体的耗氧速率，所以用APAP处理后也应该测定线粒体的耗氧速率。