資源簡介

5.3細胞呼吸的原理和應用學案
【預習新知】
（一）細胞呼吸的方式
一、細胞呼吸的概念
1.發生場所： 。 2.實質： 的氧化分解。
3.物質變化：有機物生成 。 4.能量變化： 。
二、探究酵母菌細胞呼吸的方式
1.實驗原理
（1）酵母菌的代謝類型：在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于 。
（2）細胞呼吸方式的判斷：在有氧和無氧條件下，細胞呼吸的產物不同，以此來確定酵母菌細胞呼吸的方式。
2.產物檢測
試劑 實驗現象
CO2 澄清石灰水 變 （根據石灰水的混濁程度，可檢測CO2的產生情況）
溴麝香草酚藍溶液 （根據溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，可檢測CO2的產生情況）
酒精 重鉻酸鉀溶液（酸性條件）
3.實驗結論
（1）酵母菌在 和 條件下都能進行細胞呼吸。
（2）在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量二氧化碳和 。
（3）在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精，還產生少量的 。
三、細胞呼吸分為 和 兩種。
（二）有氧呼吸
一、線粒體的結構和功能
1.線粒體增大膜面積的方式和意義：內膜的某些部位向內腔折疊形成 ，增大有氧呼吸酶的 。
2.有氧呼吸的酶分布在： 。
3.線粒體的功能：進行 的主要場所。
二、有氧呼吸
1.概念：細胞在O2參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生 ，釋放 ，生成大量 的過程。
2.過程
第一階段 第二階段 第三階段
場所 細胞質基質 線粒體內膜
反應物 葡萄糖 丙酮酸、水 [H]、O2
生成物 丙酮酸、[H]、 ATP CO2、[H]、 H2O、ATP
能量 能量 能量 能量
3.反應總式： 。
三、同有機物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸具有不同的特點：有氧呼吸過程 ；有機物中的能量經過一系列的化學反應逐步釋放；這些能量有相當一部分儲存在 中。
（三）無氧呼吸
1．場所： 。
2．類型和過程
類型 酒精發酵 乳酸發酵
第一階段 葡萄糖→ ＋ ＋少量能量
第二階段 丙酮酸→ ＋CO2 丙酮酸→
反應式 C6H12O6 C6H12O6
實例 某些植物、酵母菌等 高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜根、玉米胚、乳酸菌等
總結：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
場所
分解程度
產物
能量釋放
相 同 點 反應條件
本質
過程
意義
（三）細胞呼吸原理的應用
和 都屬于細胞呼吸。
細胞呼吸的實質：細胞呼吸是指 在細胞內經過一系列 ，生成 或其他產物，釋放 并生成 的過程。
3、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 反應場所 第一個階段在 中，第二和第三個階段在 中
反應條件 需要 、酶和適宜的溫度 不需要 ，需要酶和適宜的溫度
分解產物 ， 酒精和 ，或
釋放能量 1 mol葡萄糖釋放2870 kJ能量，其中1161 kJ的能量儲存在 中 1 mol葡萄糖釋196.65 kJ能量（生成乳酸）或225.94 k能量（生成酒精），其中均有61.08 kJ的能量儲存在 中
特點 有機物 ，能量完全釋放 有機物 ，能量沒有完全釋放
相同點 實質 分解 ，釋放 ，合成
聯系 第一個階段相同，即葡糖分解為丙酮酸和[H]的階段完全相同
意義 ①為生物體的各項生命活動提供能量 ②為生物體內其他化合物的合成提供原料 ③維持恒溫動物的體溫
【鞏固訓練】
1.具有細胞結構的生物通過細胞呼吸獲得ATP，以下敘述錯誤的是( )
A.葡萄糖等有機物徹底氧化分解的過程中會生成大量ATP
B.葡萄糖所含的能量在無氧呼吸中大多以熱能的形式散失
C.有氧呼吸逐步緩慢釋放的能量可以逐步地轉移到ATP中
D.慢跑時肌纖維產生的ATP主要來自線粒體內膜,需O2參與
2.下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是( )
A.適當提高水果貯藏環境中的O2濃度會減少酒精的生成量
B.利用密封保鮮袋保存車厘子，可減少水分散失降低細胞呼吸速率
C.農作物種子貯藏在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長
D.與玉米種子相比花生種子萌發時呼吸作用需要大量氧氣，播種時宜淺播
3.在細胞呼吸過程中，若有CO2放出，下列敘述錯誤的是( )
A.一定有水產生 B.不一定發生無氧呼吸
C.一定不在生物膜上進行 D.不一定在線粒體中進行
4.某生物興趣小組利用酵母菌探究細胞呼吸類型，實驗裝置如圖所示，下列說法錯誤的是( )
A.選用酵母菌作為實驗材料是因為其為兼性厭氧型生物
B.甲裝置加入油脂的作用是隔絕空氣，屬于對照組
C.乙裝置中NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2
D.兩裝置均可以用溴麝香草酚藍水溶液替換澄清石灰水
5.下圖是探究酵母菌呼吸方式的裝置，下列說法不正確的是( )
A.1號裝置用于測定酵母菌O2消耗量，2號裝置用于測定酵母菌CO2釋放量
B.若1號裝置液滴向左移動，2號裝置液滴向右移動，則酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸
C.若1號裝置液滴不移動，2號裝置液滴向右移動，則酵母菌只進行無氧呼吸
D.若1號裝置液滴向左移動，2號裝置液滴不移動，則酵母菌只進行有氧呼吸
6.人體運動強度與氧氣消耗量和血液中乳酸含量的關系如圖。下列說法正確的是( )
A.運動狀態下，肌肉細胞CO2的產生量大于O2的消耗量
B.無氧呼吸時葡萄糖中的能量大部分以熱能散失，其余儲存在ATP中
C.運動強度為c時，有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸的3倍
D.若運動強度長時間超過c，肌細胞積累大量乳酸使肌肉有酸痛感
7.酵母菌在密閉容器內以葡萄糖為底物的呼吸速率變化過程如圖所示。下列有關分析不合理的是( )
A.0～6h，容器內氣體的體積保持不變，培養液的pH變小
B.7h時，有氧呼吸產生的ATP的數量大于無氧呼吸產生的
C.6～8h，可用酸性重鉻酸鉀溶液來檢測無氧呼吸是否產生了酒精
D.10h時，酵母菌無氧呼吸分解葡萄糖釋放了部分能量
8.人體劇烈運動時骨骼肌細胞可以通過無氧呼吸將葡萄糖分解為( )
A.CO2 B.酒精
C.H2O D.乳酸
9.酵母菌屬于兼性厭氧菌。下列關于酵母菌細胞呼吸的敘述，錯誤的是( )
A.有氧呼吸和無氧呼吸都在第二階段產生CO2
B.有氧呼吸和無氧呼吸都能產生中間產物丙酮酸
C.有氧呼吸的每個階段都能產生ATP和[H]
D.有氧呼吸和無氧呼吸第一階段完全相同
10.細胞呼吸的原理在生產和生活中得到了廣泛的應用。下列有關敘述錯誤的是( )
A.密封缺氧的環境有利于酵母菌大量增殖和產生酒精
B.適時中耕可疏松土壤、改善通氣狀況，有利于農作物根系生長
C.降低溫度和氧含量可以使糧食的呼吸作用減弱，延長其保質期
D.有氧運動能避免肌細胞進行無氧呼吸產生較多乳酸，導致肌肉酸脹
參考答案
1.答案：B
解析：A.一摩爾葡萄糖在細胞內徹底氧化分解能釋放能量2870KJ，其中有977.28KJ用來合成ATP，其他的有機物也同樣，在徹底氧化分解后，會生成大量ATP，故A正確;B.葡萄糖等有機物在無氧呼吸時會產生酒精或乳酸，釋放少量能量，大部分能量儲存在酒精或乳酸中，故B錯誤;C.葡萄糖有氧呼吸過程中，第一階段是將葡萄糖分解成丙酮酸和及NADH，釋放少量能量，第二階段丙酮酸與水徹底分解成二氧化碳和NADH，釋放少量能量，第三階段是前兩個階段生成的NADH與氧氣結合生成水，釋放大量能量，每個階段釋放的能量都有一部分用來合成ATP，故C正確;D.慢跑是有氧運動，主要由有氧呼吸供能。即在氧氣供應充足的情況下，葡萄糖能夠徹底氧化分解，其中有氧呼吸第三階段是NADH與氧氣結合生成水，釋放的能量最多，該階段進行的場所是線粒體內膜，故D正確。
2.答案：C
解析：種子應該在低氧、低溫的條件下儲藏,此時的呼吸速率較低,C錯誤。
3.答案：A
解析：A、有水產生的呼吸方式一定是有氧呼吸,A錯誤。
4.答案：B
解析：選用酵母菌作為實驗材料是因為酵母菌為兼性厭氧型生物，能在有氧和無氧的條件下分別進行有氧呼吸和無氧呼吸；該實驗為對比實驗，兩組實驗都是實驗組；乙裝置中NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2，以確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌的有氧呼吸產生的；CO2可以使澄清石灰水變混濁，也可以使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，因此兩裝置均可以用溴麝香草酚藍水溶液替換澄清石灰水檢測CO2。
5.答案：A
解析：A、1號裝置用于測定酵母菌O2消耗量，2號裝置用于測定酵母菌CO2釋放量和O2消耗量，A錯誤；
B、若1號裝置液滴向左移動，說明消耗了氧氣進行了有氧呼吸，2號裝置液滴向右移動，說明產生了CO，進行了無氧呼吸，則若1號裝置液滴向左移動，2號裝置液滴向右移動，說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，B正確；
C、若1號裝置液滴不移動，說明沒有消耗氧氣；2號裝置液滴向右移動，說明產生了CO2，則酵母菌只進行無氧呼吸，C正確；
D、若1號裝置液滴向左移動，說明消耗了氧氣；2號裝置液滴不移動，說明消耗的氧氣與產生的CO2相等，沒有進行無氧呼吸，則酵母菌只進行有氧呼吸，D正確。
6.答案：D
解析：若運動強度長時間超過c,會因為乳酸增加而使肌肉酸脹乏力,D正確。
7.答案：C
解析：A、0～6h間，酵母菌只進行需氧呼吸，消耗的氧氣和釋放的二氧化碳相等，容器內氣體的體積保持不變，培養液的pH變小，A正確；
B、7h時，有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率，但是有氧呼吸產生的ATP的數量大于無氧呼吸產生的，B正確；
C、6～8h，酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸，培養液中的葡萄糖未消耗完。酸性重鉻酸鉀溶液能與葡萄糖反應，變成灰綠色，需要將培養液中的葡萄糖消耗完后，再用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酵母菌無氧呼吸是否產生了酒精，C錯誤；
D、10h時，只有有氧呼吸，酵母菌無氧呼吸分解葡萄糖釋放了部分能量，大部分能量儲存在酒精中，D正確。
故選C。
8.答案：D
解析：人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸，人在進行劇烈運動時，處于暫時相對缺氧狀態下的骨骼肌，可以通過無氧呼吸獲得少量能量，此時，葡萄糖分解為乳酸。
故選D。
9.答案：C
解析：A、酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸，細胞產生CO2都是在第二階段形成的，前者發生在細胞質基質中，后者發生在線粒體基質中，A正確；
BD、有氧呼吸第一階段的產物是丙酮酸和[H]，場所是細胞質基質，無氧呼吸第一階段的產物也是丙酮酸和[H]，場所是細胞質基質，所以有氧呼吸和無氧呼吸第一階段完全相同，BD正確；
C、有氧呼吸的每個階段都能產生ATP，但是只有第一階段和第二階段產生[H]，第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP，C錯誤。
故選C。
10.答案：A
解析：先通氣讓酵母菌進行有氧呼吸，有利于酵母菌的繁殖，后密封讓酵母菌進行無氧呼吸產生酒精；給莊稼適時中耕松土可以使土壤疏松，土壤縫隙中的空氣增多，有利于莊稼的根進行充分呼吸以及對水和無機鹽的吸收利用；溫度低、氧含量少水果的呼吸作用減弱，以減少呼吸作用對有機物的消耗，所以降低溫度和氧含量能延長水果的貯藏期；提倡慢跑等有氧運動，原因是人體細胞在缺氧條件下進行無氧呼吸，積累大量的乳酸，會使肌肉產生酸脹乏力的感覺；故選A。

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