2023版高三一輪總復習生物人教版必修1 第3單元 第3講細胞呼吸的原理和應用

第3講細胞呼吸的原理和應用[課標要求]說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量實驗：探究酵母菌的呼吸方式[核心素養(yǎng)](教師用書獨具)1．通過歸納和概括，闡明有氧呼吸和無氧呼吸的概念，并能嘗試構(gòu)建有氧呼吸過程的模型，進而以物質(zhì)和能量觀，說出細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化。(生命觀念科學思維)2．學會探究酵母菌的細胞呼吸方式的方法。(科學探究)3．根據(jù)細胞呼吸原理，指導生產(chǎn)和生活。(社會責任)考點1細胞呼吸的方式和過程一、細胞呼吸細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。其實質(zhì)是細胞內(nèi)的有機物氧化分解，并釋放能量。二、有氧呼吸1．概念：細胞在氧的參與下，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．有氧呼吸的總反應式(標出氧元素的來源和去路)。4．與體外有機物燃燒相比，有氧呼吸具有的不同特點(1)反應過程：溫和；(2)能量釋放：有機物中能量逐步釋放；(3)能量轉(zhuǎn)化：釋放的能量一部分儲存在ATP中。5．放能：1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ的能量，可以使977.28kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。三、無氧呼吸1．概念：是指細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：全過程是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。3．過程4．反應式(1)產(chǎn)物為酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\UP8(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。(2)產(chǎn)物為乳酸：C6H12O6eq\o(→,\s\UP8(酶))2C3H6O3＋少量能量。5．能量(1)只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。(2)葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。6．不同生物或器官的無氧呼吸產(chǎn)物1．沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸。(×)提示：原核細胞沒有線粒體也能進行有氧呼吸。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．同有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少。(×)提示：無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量。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。(√)7．細胞呼吸是細胞代謝的樞紐。(√)1．分析有氧呼吸和無氧呼吸過程中能量的釋放和轉(zhuǎn)化，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？(必修1P93～P94“思考·討論”)提示：①有氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量全部釋放出來；釋放的能量主要以熱能的形式散失了。②無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉(zhuǎn)移到乳酸或酒精中沒有釋放出來；釋放的能量主要以熱能形式散失了。2．有氧呼吸與無氧呼吸過程在哪一個階段是相同的？聯(lián)想到地球的早期大氣以及原核細胞的結(jié)構(gòu)，推測生物類型和代謝類型進化順序。(必修1P96“拓展應用”)提示：有氧呼吸與無氧呼吸過程的第一階段相同。生物進化順序：原核生物→真核生物；代謝進化順序：無氧呼吸→有氧呼吸。1．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_________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：種子有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水2．如果是以脂肪為底物進行有氧呼吸，消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。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1．有氧呼吸和無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點條件需氧無氧場所細胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段)細胞質(zhì)基質(zhì)分解程度葡萄糖被徹底分解葡萄糖分解不徹底產(chǎn)物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量釋放大量少量相同點反應條件需酶和適宜溫度本質(zhì)氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動所需過程第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同意義為生物體的各項生命活動提供能量2．細胞呼吸反應式中各物質(zhì)量的比例關(guān)系(1)反應式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\UP8(酶))6CO2＋12H2O＋能量。②無氧呼吸：C6H12O6eq\o(→,\s\UP8(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量；C6H12O6eq\o(→,\s\UP8(酶))2C3H6O3＋少量能量。(2)相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和＝3∶4。④產(chǎn)生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為無氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。1．為驗證酵母菌細胞中線粒體對葡萄糖和丙酮酸的利用情況，現(xiàn)從酵母菌細胞中分離得到的具有活性的線粒體為實驗材料進行如下實驗(除下表所示不同外，其他條件相同且適宜)。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)從酵母菌細胞中分離得到線粒體的常用方法是什么？(2)請預期兩組實驗的實驗結(jié)果，并簡述判斷理由(實驗結(jié)果中要寫出具體的顏色變化)。提示：(1)差速離心法。(2)第1組溶液為藍色，第2組溶液顏色由藍變綠再變黃，第1組中由于葡萄糖不能進入線粒體被利用，所以無CO2生成，第2組丙酮酸可進入線粒體被利用，生成CO2。2．某同學做了如下實驗：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溶液(注：甲烯藍氧化態(tài)為藍色，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管中的子葉藍色變淺。(1)B管中子葉藍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[H]能使甲烯藍還原。(2)A管中子葉細胞的酶失活，無呼吸作用。實驗中設(shè)置A管的目的是作對照實驗?？疾榧毎粑姆绞胶瓦^程1．(2021·河南名校聯(lián)考)下列有關(guān)骨骼肌細胞呼吸作用的敘述，正確的是()A．無氧呼吸過程中，葡萄糖分子中的大部分能量以熱能形式散失B．在劇烈運動過程中，骨骼肌細胞釋放的CO2量大于吸收的O2量C．無氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸的過程中伴隨有ATP的合成D．在不同條件下，催化丙酮酸的酶不同，說明不同的酶可作用于同一底物D[骨骼肌細胞中，葡萄糖通過無氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，葡萄糖分子里的大部分能量儲存在乳酸中，其余的能量一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，一部分以熱能的形式散失，A項錯誤；在劇烈運動過程中，骨骼肌細胞既進行有氧呼吸，又進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，不產(chǎn)生CO2，因此，在劇烈運動過程中，骨骼肌細胞釋放的CO2量等于吸收的O2量，B項錯誤；無氧呼吸的第二階段無ATP的產(chǎn)生，C項錯誤；在不同條件下，催化丙酮酸分解或轉(zhuǎn)化的酶不同，說明不同的酶可作用于同一底物，D項正確。]2．(2021·山東實驗中學檢測)金魚能在嚴重缺氧的環(huán)境中生存若干天，肌細胞和其他組織細胞中無氧呼吸的產(chǎn)物不同。如圖表示金魚缺氧狀態(tài)下，細胞中部分代謝途徑，下列相關(guān)敘述正確的是()A．②過程不需要O2的參與，產(chǎn)生的“物質(zhì)X”是丙酮酸B．過程①②均有能量釋放，大部分用于合成ATPC．過程③⑤無氧呼吸產(chǎn)物不同是因為細胞內(nèi)反應的場所不同D．若給肌細胞提供18O標記的O2，不會在CO2中檢測到18OA[在嚴重缺氧的環(huán)境中，金魚的肌細胞和其他細胞進行無氧呼吸，在無氧呼吸的第一階段，葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸，該過程不需要O2的參與，A項正確；過程①沒有能量釋放，過程②有能量釋放，但是釋放的能量用于合成ATP的不是大部分，B項錯誤；過程③⑤無氧呼吸產(chǎn)物不同是因為酶不同，在細胞內(nèi)反應的場所都是細胞質(zhì)基質(zhì)，C項錯誤；若給肌細胞提供18O標記的O2，進入Heq\o\al(18,2)O中，經(jīng)過有氧呼吸的第二階段會進入CO2中，D項錯誤。]細胞呼吸的場所與過程的四點提醒(1)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，但需氧型原核生物無線粒體，也能進行有氧呼吸。(2)無線粒體的真核生物(或細胞)只能進行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細胞等。(3)細胞呼吸釋放的能量，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。有氧呼吸和無氧呼吸的綜合分析3．(2021·濰坊檢測)某同學在做“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗時，將完全相同的甲、乙、丙、丁四瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液(葡萄糖足夠用)，分別通入不同濃度的氧氣維持相同時間，測得實驗結(jié)果如下表。分析正確的是()氧濃度(%)甲乙丙丁產(chǎn)生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol產(chǎn)生酒精的量9mol6.5mol6mol0molA．甲瓶中酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率B．乙瓶中酵母菌有氧呼吸速率大于無氧呼吸速率C．丙瓶中酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍D．丁瓶中酵母菌只進行有氧呼吸未進行無氧呼吸D[甲瓶中酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生的酒精的量與二氧化碳的量相等，因此酵母菌只進行無氧呼吸，A錯誤；乙瓶中酵母菌產(chǎn)生的酒精的量為6.5mol，產(chǎn)生二氧化碳的量為12.5mol，說明酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量為6mol，因此酵母菌有氧呼吸速率小于無氧呼吸速率，B錯誤；丙瓶中酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精的量是6mol，產(chǎn)生的二氧化碳是15mol，因此有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳是9mol，有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖之比是(9÷6)∶(6÷2)＝1∶2，即無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍，C錯誤；丁瓶中酵母菌酒精的產(chǎn)生量為0，說明細胞不進行無氧呼吸，只進行有氧呼吸，D正確。]4．(2021·南通聯(lián)考)某學校社團活動小組為探究釀酒過程中酵母菌細胞呼吸速率隨發(fā)酵時間的變化情況，向容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌后密封，在適宜條件下培養(yǎng)，測得葡萄糖溶液中CO2和O2的相對含量隨時間的變化情況，實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)實驗結(jié)果的分析，正確的是()A．0→t1時間段內(nèi)有氧呼吸速率基本穩(wěn)定B．t1→t2時間段內(nèi)酵母菌只進行無氧呼吸C．t3時葡萄糖消耗速率小于t1時消耗速率D．最終容器中O2未用盡是因為酵母菌已死亡A[據(jù)圖分析可知，在0～t1時間段，容器內(nèi)O2濃度降低的速率基本保持穩(wěn)定，說明此時有氧呼吸速率基本穩(wěn)定，A正確；t1→t2時間段內(nèi)，酵母菌的有氧呼吸較強，無氧呼吸較弱，所以酵母菌存在有氧呼吸和無氧呼吸兩種細胞呼吸方式，B錯誤；t3時培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時大，是因為t3時產(chǎn)生CO2的速率與t1時相近，但t3時酵母菌的無氧呼吸增強，O2消耗變少，葡萄糖的消耗速率大，C錯誤；最后，容器中O2沒有消耗殆盡的原因可能是O2濃度過低，酵母菌無法進行有氧呼吸，D錯誤。]判斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)結(jié)合信息考查細胞呼吸的過程5．(2021·衡水中學檢測)電子傳遞鏈是一系列電子載體按對電子的親和力逐漸升高的順序組成的電子傳遞系統(tǒng)，其所有組成成分都嵌合于生物膜中。下面是細胞呼吸過程中電子傳遞鏈的部分示意圖。下列說法錯誤的是()A．圖示生物膜可能是線粒體內(nèi)膜B．圖示中的H＋來自葡萄糖的分解C．圖示過程發(fā)生于有氧呼吸第三階段D．圖中膜蛋白參與了物質(zhì)運輸和能量轉(zhuǎn)換B[圖示生物膜進行電子傳遞鏈過程，可能是線粒體內(nèi)膜，A正確；圖示中的H＋來自葡萄糖、丙酮酸和水的分解，B錯誤；圖示過程發(fā)生電子傳遞鏈過程，屬于有氧呼吸第三階段，C正確；由圖可知，圖中膜蛋白參與了物質(zhì)運輸和能量轉(zhuǎn)換，D正確。]6．(2021·江蘇百校聯(lián)考)菜粉蝶幼蟲細胞中NADH脫氫酶(一種催化[H]與氧反應的酶)對廣泛存在于植物的根皮部中的魚藤酮十分敏感。生產(chǎn)上常利用魚藤酮來防治害蟲。下列有關(guān)敘述正確的是()A．NADH脫氫酶分布在菜粉蝶幼蟲細胞的線粒體的基質(zhì)B．魚藤酮主要抑制菜粉蝶幼蟲細胞有氧呼吸的第三階段C．魚藤酮也會對植物的根皮部細胞產(chǎn)生很強的毒害作用D．魚藤酮可抑制菜粉蝶幼蟲細胞中丙酮酸形成CO2和[H]B[NADH脫氫酶催化[H]與氧反應屬于有氧呼吸的第三階段，因此該酶分布在線粒體的內(nèi)膜上，A項錯誤、B項正確；菜粉蝶幼蟲細胞中NADH脫氫酶對植物的根皮部中的魚藤酮十分敏感，植物細胞中的魚藤酮對植物細胞沒有不利影響，C項錯誤；魚藤酮抑制菜粉蝶幼蟲細胞有氧呼吸的第三階段，不抑制第二階段，D項錯誤。]考點2影響細胞呼吸的因素及應用一、溫度對細胞呼吸的影響1．原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性進而影響細胞呼吸速率。2．應用(1)保鮮：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延長保鮮時間。(2)提高產(chǎn)量：溫室中栽培蔬菜時，夜間適當降低溫度，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高蔬菜的產(chǎn)量。二、氧氣濃度對細胞呼吸的影響1．原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制(填“促進”或“抑制”)作用，對有氧呼吸過程有促進(填“促進”或“抑制”)作用。2．應用(1)選用透氣消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。(2)作物栽培中的中耕松土，保證根的正常細胞呼吸。(3)提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(4)稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。三、二氧化碳濃度對細胞呼吸的影響1．原理：CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。2．應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。四、水對細胞呼吸的影響1．原理(1)間接影響：許多生化反應需要在水中才能進行，自由水含量升高，細胞呼吸加快。(2)直接影響：水是有氧呼吸的反應物之一。2．應用(1)抑制細胞呼吸：曬干的種子自由水含量降低，細胞呼吸減慢，更有利于儲存。(2)促進細胞呼吸：浸泡種子有利于種子的萌發(fā)。1．同一葉片在不同生長發(fā)育時期，其細胞呼吸速率有差異。(√)2．嚴格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少。(×)提示：無氧環(huán)境中，細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：糧食種子應儲藏在干燥環(huán)境中。4．溫室大棚中，可以通過夜間適當降溫來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。(√)5．破傷風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，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(×)提示：劇烈運動時，肌細胞主要進行有氧呼吸。水果、蔬菜和種子儲存條件有何不同？(必修1P95“思考·討論”)提示：水果、蔬菜需要低溫(零上)、低氧、高CO2濃度、適宜水分條件下儲存；種子需要低溫、低氧、高CO2濃度、干燥條件儲存。1．密封地窖能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯的原因是________________________________________________________________。提示：密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗2．松土能增進肥效的道理______________________________是__________________________________________________________。提示：松土能促進植物根細胞的細胞呼吸，促進根對土壤中礦質(zhì)元素的吸收1．內(nèi)部因素對細胞呼吸的影響2．溫度對細胞呼吸的影響曲線(1)a點為該酶的最適溫度，細胞呼吸速率最快。(2)溫度低于a時，隨溫度降低，酶活性下降，細胞呼吸受抑制。(3)溫度高于a時，隨溫度升高，酶活性下降，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。3．O2濃度對細胞呼吸的影響曲線(細胞呼吸以糖類為底物)(1)A點時，O2濃度為零，細胞進行無氧呼吸。(2)O2濃度為0～10%時，隨O2濃度的升高，無氧呼吸速率減慢；O2濃度為10%時，無氧呼吸停止。(3)O2濃度在0～20%時，隨O2濃度升高，有氧呼吸速率逐漸增強。(4)隨O2濃度的升高，細胞呼吸速率先減慢后加快，最后趨于穩(wěn)定。(5)O2濃度為5%左右時，細胞呼吸強度最弱。為研究溫度的變化對貯藏器官呼吸作用的影響，研究人員以馬鈴薯塊莖為材料，進行了如下實驗：實驗一：將兩組相同的馬鈴薯塊莖，分別置于低溫(4℃)和室溫(22℃)條件下貯藏10天，實驗二：將馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃后，再回到20℃環(huán)境中，測定CO2的釋放速率的變化(1)當馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃環(huán)境中，CO2的釋放速率下降(2)當馬鈴薯塊莖重新移回到20℃環(huán)境中，與之前20℃環(huán)境相比，CO2的釋放速率明顯升高。綜合上述實驗，提示：(1)溫度降低導致酶的活性下降，呼吸作用產(chǎn)生的CO2減少。(2)在0℃環(huán)境中淀粉酶含量增加，催化淀粉水解生成的還原糖增加，為之后20℃條件下呼吸作用提供更多的底物，呼吸作用較之前考查環(huán)境因素對細胞呼吸的影響1．(2021·河北選擇性考試改編)《齊民要術(shù)》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法(如圖)。目前我國果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣)，延長了果蔬保鮮時間、增加了農(nóng)民收益。下列敘述不正確的是()A．蔭坑和氣調(diào)冷藏庫環(huán)境減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風味物質(zhì)的分解B．蔭坑和氣調(diào)冷藏庫貯存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧氣參與的第一、二階段正常進行，第三階段受到抑制C．氣調(diào)冷藏庫中的低溫可以降低細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性D．氣調(diào)冷藏庫配備的氣體過濾裝置及時清除乙烯，可延長果蔬保鮮時間B[蔭坑和氣調(diào)冷藏庫環(huán)境均可通過降低溫度抑制與呼吸作用相關(guān)的酶的活性，大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣)降低氧氣濃度，有氧呼吸和無氧呼吸均減弱，從而減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風味物質(zhì)的分解，A正確；蔭坑和氣調(diào)冷藏庫貯存中的低溫可以降低呼吸作用相關(guān)酶的活性，大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣)降低氧氣濃度，其中酶的活性降低對有氧呼吸的三個階段均有影響，B錯誤；溫度會影響酶的活性，氣調(diào)冷藏庫中的低溫可以降低細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性，C正確；乙烯具有催熟作用，清除乙烯，可以延長果蔬保鮮時間，D正確。]2．(2021·濟寧一中檢測)將剛采摘的新鮮藍莓均分為兩份，放在1℃的冷庫內(nèi)貯藏，其中一份用高濃度的CO2處理48h，另一份則不做處理。從采摘后算起每10d取樣一次，測定其單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2吸收量，計算二者的比值得到如圖所示曲線。A．比值大于1，表明藍莓既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸B．第20d對照組藍莓產(chǎn)生的乙醇量高于CO2處理組C．第40d對照組藍莓有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖多D．貯藏藍莓前用高濃度的CO2短時處理，能抑制其在貯藏時的無氧呼吸C[當CO2釋放量大于O2吸收量時，表明既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；由圖可知，第20d對照組CO2/O2大于1，表明藍莓進行了無氧呼吸，有乙醇產(chǎn)生，而CO2處理組CO2/O2為1，表明沒有進行無氧呼吸，沒有乙醇產(chǎn)生；第40d時，對照組藍莓CO2釋放量和O2吸收量比值約等于2，此時無氧呼吸消耗的葡萄糖大約為有氧呼吸的3倍；分析可知，貯藏藍莓前用高濃度的CO2短時處理，能抑制其無氧呼吸。]細胞呼吸原理的應用3．(2021·湖南選擇性考試)下列有關(guān)細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是()A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、B．農(nóng)作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用B[早稻浸種催芽過程中，常用40℃4．(2021·濰坊五校聯(lián)考)《糧油儲藏技術(shù)規(guī)范國家標準(GB/T29890-2013)》為我國糧油儲藏安全提供了重要技術(shù)保障，對糧溫、水分含量、糧堆氣體成分及濃度等作出了明確規(guī)定。其中部分術(shù)語和定義如下表。下列有關(guān)敘述錯誤的是()術(shù)語定義安全水分某種糧食或油料在常規(guī)儲存條件下，能夠在當?shù)匕踩认亩话l(fā)熱、不霉變的水分含量低氧糧堆空氣中氧氣濃度高于2%而不高于12%的狀態(tài)低溫儲藏平均糧溫常年保持在15℃及以上，局部最高糧溫不超過20A．保持安全水分主要是通過減少自由水的含量實現(xiàn)的B．儲藏期間若水分含量過高，糧食會因呼吸代謝增強而發(fā)熱使霉菌更易生長繁殖C．糧堆空氣中氧氣濃度高于2%不高于12%的狀態(tài)，主要是保證有氧呼吸強度最低D．糧溫不超過20℃C[細胞內(nèi)水主要以自由水的形式存在，自由水的含量與細胞代謝有關(guān)，所以保持安全水分主要是通過減少自由水的含量實現(xiàn)的，A正確；儲藏期間若水分含量過高，呼吸代謝增強，種子發(fā)熱使霉菌更易生長繁殖，B正確；糧堆空氣中氧氣濃度高于2%不高于12%的狀態(tài)，主要是保證呼吸強度最低，C錯誤；低溫使酶的活性降低，從而降低代謝速率，D正確。]考點3細胞呼吸的相關(guān)實驗探究酵母菌的細胞呼吸方式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)量分數(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①甲組中空氣先通過NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2。②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。③CO2檢測：觀察兩組裝置中澄清石灰水的變化。④酒精檢測：取A、B瓶中濾液各2mL分別注入兩支干凈的試管中，向兩試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g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①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。②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．在酸性條件下，酒精會使重鉻酸鉀溶液由藍變綠再變黃。(×)提示：應該是由橙色變成灰綠色。2．檢測CO2的產(chǎn)生除澄清石灰水外，還可以用溴麝香草酚藍溶液檢測。(√)3．在探究酵母菌細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：應各取2mL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。4．在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可依據(jù)澄清石灰水的變混濁快慢判斷細胞呼吸的方式。 (√)1．在檢測酒精的實驗中，為什么將酵母菌培養(yǎng)的時間延長以耗盡溶液中的葡萄糖？(必修1P91“文字信息”)提示：因為葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發(fā)生顏色變化。2．對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有：________(填序號)。(必修1P92“科學方法”)①探究酵母菌細胞呼吸的方式；②魯賓和卡門的同位素標記法實驗；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗；④比較過氧化氫在不同條件下的分解。提示：①②③1．在細胞呼吸實驗中，如果實驗材料為綠色植物，實驗裝置應怎樣處理？目的是什么_______________________________________________________？___________________________________________________________________。提示：實驗裝置應遮光(黑暗)處理。目的是排除光合作用的影響2．在細胞呼吸實驗中，如果實驗材料是植物的種子，常對實驗裝置和種子進行消毒處理，目的是__________________________________________________________________________________________________________________。提示：排除微生物的呼吸作用對實驗結(jié)果的影響1．細胞呼吸速率的測定(1)實驗裝置(2)實驗原理：組織細胞呼吸作用吸收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．細胞呼吸方式的實驗探究(1)實驗裝置(以萌發(fā)種子為例)(2)實驗原理①裝置一中NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸所產(chǎn)生的CO2，著色液滴移動的距離代表發(fā)芽種子細胞呼吸吸收O2的量。②裝置二中著色液滴移動的距離代表植物細胞呼吸產(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行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸下面是探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置。(1)本實驗的自變量是什么？石蠟(油)的作用是什么？空氣泵進入乙的空氣有什么要求？(2)實驗的因變量是什么？檢測的結(jié)果是什么？(3)實驗的無關(guān)變量有哪些？提示：(1)自變量是氧氣的有無。石蠟(油)的作用是將液體與空氣隔絕。空氣泵進入乙的空氣應除去CO2。(2)實驗的因變量是乙、丙中產(chǎn)生CO2的多少。檢測的結(jié)果是甲中石灰水變混濁快，乙中石灰水變混濁慢。(3)實驗的無關(guān)變量有酵母菌和葡萄糖溶液、溫度等環(huán)境因素。探究酵母菌細胞呼吸方式的教材實驗1．(2021·廣東選擇性考試改編)秸稈的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并探究其細胞呼吸(如圖)。下列敘述正確的是()A．培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成B．乙瓶的溶液由藍色變成紅色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2C．用臺盼藍染色后，染成藍色的為活酵母菌D．實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量D[檢測乙醇的生成，應取甲瓶中的濾液2mL注入試管中，再向試管中加入0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，使它們混合均勻，觀察試管中溶液顏色的變化，A錯誤；CO2可以使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，因此乙瓶的溶液不會變成紅色，B錯誤；由于細胞膜具有選擇透過性，被染成藍色的為死酵母菌，C錯誤；乙醇最大產(chǎn)量與甲瓶中葡萄糖的量有關(guān)，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D正確。]2．(2021·武漢質(zhì)檢)下列關(guān)于探究酵母菌細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．將進氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進行氣密性檢查，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)果的準確性，將進氣管、排氣管與錐形瓶連接后通常需要進行氣密性檢查，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。]考查探究細胞呼吸方式的拓展實驗3．如圖是某研究性學習小組為了探究酵母菌的細胞呼吸類型而設(shè)計的實驗裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì))，下列有關(guān)實驗裝置和結(jié)果的分析，不正確的是()A．通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸B．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進行無氧呼吸C．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸D．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，裝置2中液滴可能向左移D[燒杯中的NaOH溶液能吸收細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以液滴移動的距離代表細胞呼吸消耗O2的量，因此通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，由于水不吸收氣體也不釋放氣體，所以液滴移動的距離代表細胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值，如果液滴移動說明酵母菌進行了無氧呼吸，如果液滴不移動，說明酵母菌不進行無氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，說明有O2的消耗，可以推斷出酵母菌進行了有氧呼吸，裝置2中液滴右移，說明細胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量，推斷出酵母菌還進行了無氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，由于葡萄糖作底物不可能出現(xiàn)O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況，所以裝置2中液滴不可能向左移。]4．(2021·武漢檢測)下面三個裝置可用于研究萌發(fā)種子的呼吸作用方式及其產(chǎn)物，有關(guān)分析錯誤的是()甲乙丙A．甲裝置可用于探究呼吸作用是否釋放熱量B．乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸C．丙裝置可用于探究萌發(fā)種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2D．三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設(shè)置對照實驗B[甲裝置中含有溫度計，可用于探究呼吸作用是否產(chǎn)生熱量，A正確；乙裝置中NaOH可吸收呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，則有色液滴移動的距離代表呼吸作用消耗氧氣的量，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子是否進行有氧呼吸，但不能說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸，B錯誤；丙裝置中澄清石灰水可檢測二氧化碳，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2，C正確；微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設(shè)置對照實驗，D正確。]1．核心概念(1)(必修1P93)有氧呼吸：指細胞在氧的參與下，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)(必修1P94)酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫作發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫作酒精發(fā)酵；產(chǎn)生乳酸的叫作乳酸發(fā)酵。(3)(必修1P94)細胞呼吸：指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。2．結(jié)論語句(1)(必修1P92)有氧呼吸的主要場所是線粒體。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。(2)(必修1P94)無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP。(3)(必修1P94)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。1．(2021·全國甲卷)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進行實驗，不可能得到的結(jié)果是()A．該菌在有氧條件下能夠繁殖B．該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C．該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D．該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2B[酵母菌有細胞核，是真核生物，其代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型，與無氧條件相比，在有氧條件下，產(chǎn)生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合題意；酵母菌無氧呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，無氧呼吸第一階段產(chǎn)生丙酮酸、還原性的氫，并釋放少量的能量，第二階段丙酮酸被還原性氫還原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合題意、C不符合題意；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都在第二階段生成CO2，D不符合題意。]2．(2020·山東等級考)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP，這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是()A．“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖B．癌細胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會生成少量ATPC．癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質(zhì)基質(zhì)中被利用D．消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細胞少B[無氧呼吸消耗1分子葡萄糖只產(chǎn)生少量ATP，因此癌細胞要滿足其生命活動，需大量吸收葡萄糖，A正確；無氧呼吸的第二階段，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程中不生成ATP，無氧呼吸生成ATP的過程僅發(fā)生在第一階段，B錯誤；無氧呼吸過程中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；癌細胞主要進行無氧呼吸，其產(chǎn)生NADH的過程僅發(fā)生在第一階段，因此消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細胞少，D正確。]3．(2020·北京等級考適應性測試)研究發(fā)現(xiàn)，在線粒體內(nèi)膜兩側(cè)存在H＋濃度差。H＋順濃度梯度經(jīng)ATP合成酶轉(zhuǎn)移至線粒體基質(zhì)的同時，驅(qū)動ATP的合成(如圖)。根據(jù)圖示得出的下列結(jié)論中，錯誤的是()A．ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道B．H＋可直接穿過內(nèi)膜磷脂雙分子層C．此過程發(fā)生在有氧呼吸第三階段D．線粒體的內(nèi)、外膜功能存在差異B[從圖看出ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A項正確；H＋沒有直接穿過內(nèi)膜磷脂雙分子層，B項錯誤；線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的是有氧呼吸第三階段，C項正確；線粒體的內(nèi)膜上進行有氧呼吸第三階段，線粒體的外膜上不進行有氧呼吸第三階段，D項正確。]4．(2020·全國卷Ⅰ)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是()A．若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細胞只進行無氧呼吸B．若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C．若細胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放D．若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多D[在反應底物是葡萄糖的情況下，細胞進行有氧呼吸和產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，其中產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸產(chǎn)