資源簡介

課時分層訓練(十八)　細胞呼吸的原理和應用
知識點1　細胞呼吸的原理
1．某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養液中進行實驗，不可能得到的結果是(　　)
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生
C．該菌在無氧條件下能夠產生乙醇
D．該菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2
B　[酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下都能生存和繁殖，A不符合題意；酵母菌無氧呼吸的第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合題意；酵母菌在無氧條件下進行發酵，產生CO2和乙醇，C不符合題意；酵母菌有氧呼吸產生CO2和水，無氧呼吸產生CO2和乙醇，兩個過程都有CO2產生，D不符合題意。]
2．有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培養液，當通入不同濃度的O2時，其產生的酒精和CO2的量如下表所示。下列敘述錯誤的是(　　)
O2濃度/% a b c d
產生CO2的量/mol 9 12.5 15 30
產生酒精的量/mol 9 6.5 6 0
A．O2濃度為b時，經有氧呼吸產生的CO2為6 mol
B．O2濃度為d時，只進行有氧呼吸
C．O2濃度為c時，消耗的葡萄糖有50%用于酒精發酵
D．a值約為0
C　[據有氧呼吸和無氧呼吸反應式可知，有氧呼吸不產生酒精，所以O2濃度為d時只進行有氧呼吸；酵母菌進行酒精發酵產生等物質的量的酒精和CO2，所以a 濃度時只進行無氧呼吸，a值約為0；b濃度時，無氧呼吸產生CO2的量為6.5 mol，則有氧呼吸產生CO2的量為12.5－6.5＝6 mol；c濃度時，無氧呼吸產生CO2的量為6 mol，消耗葡萄糖的量為6÷2＝3 mol，有氧呼吸產生CO2的量為15－6＝9 mol，消耗葡萄糖的量為9÷6＝1.5 mol，故有2/3的葡萄糖用于酒精發酵，C錯誤。]
知識點2　影響細胞呼吸的因素
3．甲、乙兩幅圖是某同學繪制的不同環境因素與呼吸作用間關系的坐標曲線，該同學依據曲線作出的下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖甲中的變量①可表示含水量，蔬菜保鮮時應降低含水量
B．圖甲中的變量①可表示O2濃度，無氧條件下呼吸速率最低，適合儲藏
C．圖乙中的變量②可表示溫度，大棚種植時夜間適當降溫，有利于增產
D．圖乙中的變量②不可表示O2濃度
B　[圖甲呼吸速率隨著變量①含水量的升高而升高，蔬菜保鮮時應降低含水量，A正確；圖甲中的變量①表示O2濃度時，無氧條件下只進行無氧呼吸，呼吸速率不是最低，不適合儲藏，B錯誤；圖乙中的變量②表示溫度時，大棚種植時夜間適當降溫，以降低細胞呼吸速率，有利于增產，C正確；圖乙中的變量②不能表示O2濃度，O2促進細胞呼吸，O2濃度高，呼吸速率不會下降，D正確。]
知識點3　細胞呼吸原理的應用
4．根據細胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是(　　)
A．包扎傷口選用透氣的創可貼
B．花盆中的土壤需要經常松土
C．真空包裝食品以延長保質期
D．采用快速短跑進行有氧運動
D　[處理傷口選用透氣的創可貼，防止破傷風芽孢桿菌等厭氧菌的繁殖，A正確；定期給花盆中的土壤松土可促進根部細胞的有氧呼吸，釋放大量的能量，從而促進根部對無機鹽的吸收，B正確；真空包裝食品可抑制微生物的繁殖，延長保質期，C正確；快速短跑屬于劇烈運動，肌細胞因無氧呼吸產生乳酸，不完全是有氧運動，D錯誤。]
5．買罐頭食品時，發現罐頭蓋上印有“如發現蓋子鼓起，請勿選購”的字樣。引起蓋子鼓起最可能的原因是(　　)
A．好氧型細菌呼吸，產生CO2和H2O
B．微生物呼吸，產生CO2和C2H5OH
C．乳酸菌呼吸，產生CO2和C3H6O3
D．酵母菌呼吸，產生CO2和H2O
B　[“罐頭食品”意味著密閉的無氧環境，殘留的微生物進行無氧呼吸，蓋子鼓起即是某種微生物進行無氧呼吸產生CO2所致。好氧型細菌進行有氧呼吸；乳酸菌進行無氧呼吸產生乳酸，不生成CO2；酵母菌進行無氧呼吸產生CO2和C2H5OH。]
6．下列水果和蔬菜的保鮮措施中，與抑制有氧呼吸無關的是(　　)
A．鴨梨套袋擺放
B．對蘋果進行打蠟
C．定期往蔬菜上灑水
D．將蔬菜存放在加冰的泡沫箱中
C　[鴨梨套袋擺放可以減少與空氣的接觸，抑制其進行有氧呼吸，減少有機物的消耗，A不符合題意；對蘋果進行打蠟可以隔絕空氣，抑制其進行有氧呼吸，減少有機物的消耗，B不符合題意；定期往蔬菜上灑水是為了讓蔬菜細胞吸收水分保持堅挺，不是為了抑制其進行有氧呼吸，C符合題意；將蔬菜存放在加冰的泡沫箱中，由于溫度較低，酶的活性降低，因此可以抑制其進行有氧呼吸，D不符合題意。]
7．下列關于細胞呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．水稻根部主要進行無氧呼吸，所以能長期適應缺氧環境
B．荔枝在無氧、保持干燥、零下低溫的環境中，可延長保鮮時間
C．快速登山時，人體主要是從分解有機物產生乳酸的過程中獲得能量
D．玉米秸稈經酵母菌發酵可產生酒精，是通過酵母菌的無氧呼吸實現的
D　[水稻根部若長期在缺氧環境中進行無氧呼吸，會導致酒精大量積累，從而造成爛根；荔枝在零下低溫時，果肉結冰，不易保存；人在進行登山運動時仍然是以有氧呼吸為主，A、B、C錯誤。玉米秸稈經酵母菌發酵產生酒精，是通過酵母菌的無氧呼吸實現的，D正確。]
8．采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應，逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的儲藏期。下列敘述錯誤的是(　　)
A．常溫下鮮梨含水量大，環境溫度較高，呼吸代謝旺盛，不耐儲藏
B．密封條件下，梨呼吸作用導致O2減少，CO2增多，利于保鮮
C．冷藏時，梨細胞的自由水增多，導致各種代謝活動減緩
D．低溫抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐變減緩
C　[常溫下鮮梨含水量大，環境溫度較高，呼吸代謝旺盛，細胞消耗的有機物增多，不耐儲藏，A正確；密封條件下，梨呼吸作用導致O2減少，CO2增多，抑制呼吸，使有氧呼吸減弱，消耗的有機物減少，故利于保鮮，B正確；細胞中自由水的含量越多，則細胞代謝越旺盛，C錯誤；酶活性的發揮需要適宜的溫度等條件，結合題意“果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應，逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的儲藏期”可知，低溫抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐變減緩，D正確。]
9．下表為細胞呼吸原理在生活生產實踐中的應用，其中錯誤的是(　　)
選項 措施 目的
A 稻田排水 避免無氧呼吸產物傷害根細胞
B 種子曬干后再儲藏 降低含水量，減小細胞呼吸強度
C 被銹釘扎傷后注射破傷風抗毒血清 防止破傷風芽孢桿菌繁殖引起破傷風
D 農田松土 有利于土壤微生物的呼吸作用，減少溫室效應
D　[稻田需要定期排水，如果稻田中的氧氣不足，水稻根部細胞會因缺氧而變黑、腐爛，A正確；種子曬干后細胞內水分減少，細胞代謝速率減慢，有機物的消耗減少，因此種子曬干可降低細胞呼吸的強度，有利于種子儲藏，B正確；被銹釘扎傷或皮膚破損較深時應及時到醫院治療，如清理傷口、敷藥、注射破傷風抗毒血清，防止破傷風芽孢桿菌大量繁殖，C正確；農田松土有利于土壤中的微生物接觸更多空氣，會加速其有氧呼吸產生二氧化碳，可能會加劇溫室效應，D錯誤。]
10．圖甲表示幾種類型的細胞呼吸的部分物質變化示意圖，圖乙和圖丙分別表示溫度和O2濃度對細胞呼吸速率的影響曲線。請據圖回答下列問題：
(1)圖甲中酵母菌細胞可進行的過程是________(填序號)，能在人體骨骼肌細胞中進行的過程是________(填序號)。圖甲中過程④產生的ATP的去向是____________________。
(2)從圖乙中可以看出，細胞呼吸的最適溫度是________點對應的溫度。
(3)圖丙表示酵母菌的呼吸情況，則曲線Ⅱ表示________呼吸。如果在瓶中培養酵母菌時，測出瓶中放出CO2的體積與吸收O2的體積之比為5∶4，這是因為有________(以分數比例表示)的酵母菌在進行曲線Ⅰ所示的呼吸類型(假設酵母菌進行兩種細胞呼吸的速率相等)。
解析：根據題意和圖示分析可知，本題是三種細胞呼吸方式的比較和溫度、O2濃度對細胞呼吸速率的影響。(1)分析題圖甲可知，①是有氧呼吸，②是產生乳酸的無氧呼吸，③是產生酒精和CO2的無氧呼吸，酵母菌是兼性厭氧型生物，既可以進行有氧呼吸，也可以進行產生CO2和酒精的無氧呼吸，因此圖甲中酵母菌細胞中可以進行的過程是①③④；人體骨骼肌細胞可以進行有氧呼吸，也可以進行產生乳酸的無氧呼吸，因此圖甲中能在人體骨骼肌細胞中進行的過程是①②④。圖甲中過程④葡萄糖釋放的能量一部分儲存在ATP中，ATP是直接的能源物質，因此產生的ATP可以用于各項生命活動的進行。(2)分析題圖乙可知，B點細胞呼吸速率最高，所以B點對應的溫度是細胞呼吸的最適溫度。(3)分析題圖丙可知，曲線Ⅱ隨O2濃度的升高，細胞呼吸速率增強，所以曲線Ⅱ表示細胞的有氧呼吸，曲線Ⅰ表示細胞的無氧呼吸。根據酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的反應式，設酵母菌中有比例為X的部分進行有氧呼吸，比例為Y的部分進行無氧呼吸，則有關系式：(6X＋2Y)∶6X＝5∶4，解得X∶Y＝4∶3，因此進行無氧呼吸的酵母菌占總數的3/7。
答案：(1)①③④　①②④　用于(細胞或生物體)各項生命活動　(2)B　(3)有氧　3/7
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第3節
細胞呼吸的原理和應用(第2課時）
通過表格歸納，比較有氧呼吸和無氧呼吸過程的異同。
歸納細胞呼吸的概念，說明細胞呼吸的意義。
理解細胞呼吸的影響因素，關注細胞呼吸原理在生產生活實際中的應用。
問題探討
——我們在劇烈運動后常會肌肉發酸，為什么？
——加入乳酸菌后密封保存，牛奶為什么會變成酸奶？
在無氧條件下，細胞進行了無氧呼吸，產生了酒精或者乳酸。
——加入酵母后密封保存，為什么能制作酒？
一、無氧呼吸
【閱讀書本P94-95的內容，思考下列問題】
1.無氧呼吸最常利用的物質是什么？有幾種類型？
2.無氧呼吸可以概括的分為幾個階段？每個階段的場所各是什么？
3. 無氧呼吸各個階段，反應物和產物分別是什么？
4.無氧呼吸能量的去向有哪些？
一、無氧呼吸
細胞質基質
物質變化：
場所：
細胞質基質
物質變化：
酶
2C3H4O3
+4[H]
2C3H6O3(乳酸)
場所：
第一階段
第二階段
1.反應過程：
+4[H]
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
+少量能量
一、無氧呼吸
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸） +少量能量
①產生酒精：
②產生乳酸：
動物、乳酸菌、少部分植物(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)
無氧呼吸的產物不同是由于酶不同
2.總反應式：
酵母菌、植物
3.能量去向：
無氧呼吸
葡萄糖有機物中穩定的化學能
大部分以熱能的形式散失
少部分儲存在ATP
特別注意：無氧呼吸僅第一階段釋放少量能量 ，生成少量ATP。
少量能量
大部分儲存酒精或乳酸中
一、無氧呼吸
呼吸方式 有氧呼吸 無氧呼吸
不
同
點 場所
條件
產物
能量
ATP
產生
階段
相
同
點 聯系
實質
細胞質基質、線粒體
細胞質基質
需要O2、多種酶
不需要O2、多種酶
葡萄糖徹底分解為CO2和H2O
葡萄糖不徹底分解，形成乳酸
或酒精和CO2
釋放大量能量
釋放少量能量，大部分能量儲存在
乳酸或酒精中
有氧呼吸的三個階段均產生ATP
僅在第一階段產生ATP
分解有機物，釋放能量
第一階段反應場所和過程完全相同
有氧呼吸與無氧呼吸的比較
一、無氧呼吸
細胞呼吸是指 在 內經過一系列的 分解，生成 或其他產物，釋放 并生成 的過程。
有機物
細胞
氧化
二氧化碳
能量
ATP
細胞呼吸
細胞呼吸的意義
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
b.是生物體代謝的樞紐
細胞呼吸
能
量
熱能
散失
能量
轉移
ATP
ADP
Pi
能
量
細胞分裂
生長發育
主動運輸
肌肉收縮
神經沖動的傳導
C6H12O6
CO2＋H2O
a.為生物體提供能量
【對點練習】
1．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是淀粉分解產生的葡萄糖，下列關于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　)
D
A．若產生的CO2與乙醇的分子數相等，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的分子數與釋放CO2的相等
C．若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸，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的分子數比釋放CO2的多
一、無氧呼吸
2．如圖表示某植物儲存糖類的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，測得CO2和O2體積變化的相對值，下列敘述錯誤的是(　　)
【對點練習】
C
A．氧濃度為a時，只進行無氧呼吸
B．氧濃度為b時，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無氧呼吸的1/5倍
C．氧濃度為c時，有氧呼吸消耗葡萄糖的量比無氧呼吸多
D．氧濃度為d時，沒有酒精產生
一、無氧呼吸
二、細胞呼吸原理的應用
【閱讀書本P54-55思考·討論中的資料，思考下列問題】
①美西螈的皮膚顏色與表皮細胞內黑色素的合成有什么關系 這一合成過程是由細胞核還是細胞質控制的
②從資料2可以看出細胞核與細胞的分裂、分化有什么關系
③分析資料3你可以得出什么結論
④資料4說明傘藻的形態結構特點取決于細胞核還是細胞質
二、細胞呼吸原理的應用
包扎傷口時，需用透氣的創可貼包扎傷口。防止厭氧微生物滋生。
利用微生物在有氧或無氧條件下繁殖或積累其他代謝產物。
松土(通氣)：促進根的有氧呼吸，有利于無機鹽的主動運輸；避免酒精積累毒害植物生長。
二、細胞呼吸原理的應用
水果、糧食的儲存。
零上低溫、低氧、高CO2
皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌容易大量繁殖。遇到這種情況，需及時清理傷口、敷藥并注射破傷風抗毒血清。
破傷風桿菌和乳酸菌是厭氧菌，只能進行無氧呼吸，O2對其細胞呼吸有抑制作用。
無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠無氧呼吸來獲取能量，會引起人有肌肉酸脹乏力的感覺。
提倡慢跑：促進肌細胞有氧呼吸，防止無氧呼吸產生乳酸使肌肉酸脹。
3．民以食為天，唐朝時就制定了關于粟米貯藏年限的法律條文。“諸倉窖貯積者，粟支九年；米及雜種支五年。下濕處，粟支五年；米及雜種支三年。貯經三年以上，一斛聽耗一升；五年以上，二升。其下濕處，稻谷及粳米各聽加耗一倍。”挖倉窖過程中，窖壁用火烘干后采取草木灰、木板、席、糠、席等五層防潮、保溫措施，糧食不易發熱、發芽、腐爛。下列敘述錯誤的是(　　)
A．糧食儲存應通過降低濕度來降低其呼吸強度，減少有機物的損耗
B．有氧呼吸中有機物分解釋放的能量大部分以熱能的形式散失
C．倉窖中的低溫環境可以降低細胞質基質和線粒體中酶的活性
D．倉窖密封后，有氧呼吸的第一、第二階段可正常進行，第三階段受到抑制
【對點練習】
D
二、細胞呼吸原理的應用
三、影響細胞呼吸的因素
1. 內因——遺傳因素
項目 規律 舉例
植物種類
生長發育時期
器官類型
不同種類的植物呼吸作用強度不同
旱生＜水生；陰生＜陽生
同一植物在不同的生長發育時期呼吸作用強度不同
幼苗、開花期 > 成熟期
同一植物的不同器官呼吸速率不同
生殖器官 > 營養器官
2. 外因——溫度
通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸作用強度。
呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。
呼吸酶活性下降，細胞呼吸受抑制。
細胞呼吸最強
最適溫度
低于最適溫度
超過最適溫度
三、影響細胞呼吸的因素
3. 外因——O2濃度
CO2
釋放量
CO2釋放總量
有氧呼吸
CO2釋放量
無氧呼吸消失點
5
10
15
20
0
A
B
無氧呼吸
CO2釋放量
P
C
Q
直接影響呼吸速率和呼吸性質，對無氧呼吸有抑制作用。
AP段下降的原因是：
氧氣濃度增加，有氧呼吸強度比較弱，無氧呼吸受到抑制，進而導致二氧化碳釋放總量減少。
氧氣濃度進一步增加，雖然無氧呼吸受到抑制，但是有氧呼吸強度增幅比較大進而導致二氧化碳釋放總量增加。
PB段上升的原因是：
三、影響細胞呼吸的因素
3. 外因——O2濃度
CO2
釋放量
CO2釋放總量
有氧呼吸
CO2釋放量
無氧呼吸消失點
5
10
15
20
0
A
B
無氧呼吸
CO2釋放量
P
C
Q
P點的含義？
P點對應O2濃度下，呼吸速率最低，有機物消耗最少。
應
用
儲存蔬菜、水果、糧食等，應控制氧氣濃P點對應O2濃度下(低氧)
Q點的含義？
有氧呼吸CO2釋放量與無氧呼吸CO2釋放量相等
有氧呼吸速率與無氧呼吸速率是否相等？
無氧：有氧=3：1
三、影響細胞呼吸的因素
4. 外因——含水量
在一定范圍內，細胞呼吸速率，隨含水量的增加而加快；超過一定范圍，細胞呼吸速率隨含水量的增加而減慢。
呼吸速率
含水量
①糧食儲存前要進行曬干處理。
②水果、蔬菜儲存時保持一定的濕度。
應
用
三、影響細胞呼吸的因素
5. 外因——CO2濃度
地窖中CO2濃度高，有利于蔬菜水果的儲存。
應
用
增加CO2的濃度對細胞呼吸有明顯的抑制作用
5
CO2（%）
1.0
0.5
10
15
20
O
三、影響細胞呼吸的因素
【對點練習】
4. 在a、b、c、d條件下,測得某植物種子萌發時CO2和O2體積變化的相對值如下表所示。若底物是葡萄糖,則下列敘述正確的是(　　)。
A.a條件下,呼吸產物除CO2外還有乙
醇或乳酸
B.b條件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比
無氧呼吸少
C.c條件下,種子消耗的葡萄糖最少
D.d條件下,產生的CO2來自細胞質基質和線粒體
B
條件 CO2釋放量 O2吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
三、影響細胞呼吸的因素

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