第08讲 细胞呼吸 课件

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第三单元·细胞的能量供应和利用第8讲　细胞呼吸说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量；通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。活动：探究酵母菌细胞呼吸的方式。课标要求——明考向 以物质和能量观，说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化。通过归纳和概括，阐明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，掌握分类比较的研究方法，并能尝试构建有氧呼吸过程的模型。通过“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力。分析影响细胞呼吸的因素，根据细胞呼吸原理，指导生产和生活。生命观念科学思维科学探究社会责任探究酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的类型及过程细胞呼吸的影响因素及应用思维导学探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)做馒头、面包、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用 ( )(2)呼吸产物CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 ( )(3)探究酵母细胞呼吸的方式，有氧和无氧一个是实验组，一个是对照组 ( )(4)酵母菌只能在有氧条件下生存 ( )(5)酒精能直接使重铬酸钾溶液变成灰绿色 ( ) (6)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精 ( )(7)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的变混浊快慢判断细胞呼吸的方式 ( )(8)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式方式 ( )√×××√×√×长句默写1．利用酵母菌生产葡萄酒时，酒精含量不会一直增加，当达到12%～16%时，发酵就停止了，其原因最可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．在细胞呼吸实验中，如果实验材料是植物的种子，常对实验装置和种子进行_________处理，目的是_________________________________________。如果实验材料为绿色植物，实验装置应____________处理，目的____________________________。 酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下，随着发酵产物(如酒精)增多，营养物质减少及酸碱度发生变化等，其繁殖速度逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终会停止排除微生物的呼吸作用对实验结果的影响消毒 排除光合作用的影响遮光(黑暗)基础梳理1．实验原理溴麝香草酚蓝灰绿色酒精真菌2．实验步骤与结论重铬酸钾澄清的石灰水　澄清的石灰水　葡萄糖耗尽B中氧气清除空气中的CO2　对比实验高快没有低慢灰绿色快酒精和CO2有氧和无氧提醒　葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。演示视频：探究酵母菌的呼吸方式科学方法对比实验对比实验1. “液滴移动法”探究细胞呼吸的类型(1)实验设计(2)原理作用（3）结果结论只进行产生乳酸的无氧呼吸只进行产生酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸(4)注意事项①若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。③如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。④通过液滴移动的距离还可估算出呼吸强度，例如装置一液滴左移3个单位，装置二液滴右移2个单位，装置三液滴不动，则有氧呼吸和无氧呼吸分别消耗0.5和1个单位的葡萄糖。⑤若物理因素存在干扰时，还应考虑。例如在④中，装置三液滴右移1个单位，则装置一、二液滴实际分别移动4、1个单位（同向相减，反向相加）。⑥呼吸底物与着色液移动的关系脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，着色液移动更明显。素养培优1．教材规定实验中的“显色”归纳斐林试剂染色质（体）+ →红色醋酸洋红 ←溴麝香草酚蓝溶液+CO2由蓝变绿再变黄脂肪+苏丹Ⅲ→ 橘黄色脂肪+ →红色苏丹Ⅳ重铬酸钾 ←碘液+支链淀粉橙红色二苯胺直链淀粉+碘液→ 蓝黑色 +甲紫溶液→紫色染色质（体）紫色←双缩脲试剂+ 蛋白质素养提升1．在检测酒精的实验中，为什么将酵母菌培养的时间延长以耗尽溶液中的葡萄糖？(必修1　P91“文字信息”)提示：因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？空气泵进入乙的空气有什么要求？(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？(3)实验的无关变量有哪些？提示：(1)自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝。空气泵进入乙的空气应除去CO2。(2)实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少。检测的结果是甲中石灰水变混浊快，乙中石灰水变混浊慢。(3)实验的无关变量有酵母菌和葡萄糖溶液、温度等环境因素。结合酵母菌细胞呼吸方式的探究，考查科学探究D检测无氧呼吸的产物——乙醇应从甲瓶中取出发酵液，滴加到试管中，再往试管中滴加酸性重铬酸钾溶液，而不是在甲瓶中直接加入酸性重铬酸钾溶液，A错误；溴麝香草酚蓝溶液遇到CO2时的颜色变化为由蓝变绿再变黄，B错误；取酵母菌培养液加斐林试剂后，需要水浴加热才能出现砖红色沉淀，C错误；甲瓶添加的纤维素水解液是定量的，增加酵母菌的数量只能提高乙醇的生成速率，不能提高乙醇最大产量，D正确。1.(2021·广东卷，9改编)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(下图)。下列叙述正确的是(　　)A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C.取酵母菌培养液加斐林试剂后出现砖红色沉淀D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量2.某小组欲探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生CO2，提供的实验装置如图，且每套均有数个。下列相关叙述错误的是(　　)A.有氧条件下的装置顺序可以是③①②B.该实验的观测指标为澄清石灰水是否变混浊C.无氧条件下的装置顺序为④②D.还可用酸性重铬酸钾溶液作本实验的检验试剂D空气中的CO2对实验结果有干扰，欲探究酵母菌在有氧条件下能否产生CO2，可将空气通过③装置，使空气中的CO2被吸收，除去CO2的空气通过①装置中的长管为酵母菌有氧呼吸提供O2，短管是气体进入②装置的通道，A正确；该实验的目的是探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生CO2，再结合题图可知，观测指标为澄清石灰水是否变混浊，B正确；④装置可为酵母菌细胞呼吸提供无氧环境，④装置中的玻璃管是气体进入②装置的通道，C正确；CO2还可以用溴麝香草酚蓝溶液来检验，酸性重铬酸钾溶液是用来检测酒精的，D错误。3.为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所　需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾　溶液后变成灰绿色C在t1→t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率基本相同，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B正确；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C错误；据图可知，酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D正确。细胞呼吸的类型及过程(1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解 ( )(2)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸 ( )(3)葡萄糖是细胞呼吸唯一能利用的物质 ( )(4)有氧呼吸产生的能量大部分储存在ATP中 ( )(5)线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O ( )(6)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累 ( )(7)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖( )(8)同有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少 ( )(9)人在剧烈运动时产生的CO2只来自有氧呼吸 ( )××××√×××√长句默写1.(必修1 P93)有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，___________________________________________________________________________________________________________________。2.请书写有氧呼吸和无氧呼吸的反应式。(1)有氧呼吸： 。(2)产酒精的无氧呼吸： 。(3)产乳酸的无氧呼吸： 。3．如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是__________________________________________________________________________________________________________。 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 与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量基础梳理1.呼吸作用实质及类型氧化分解　ATP　氧化分解2.有氧呼吸 (1)概念：是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_____________，释放能量，生成_________的过程。二氧化碳和水大量ATP细胞质基质少量能量　线粒体基质　少量能量　线粒体内膜　大量能量 (2)过程(3)写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路(4)能量转化ATP　热能3．无氧呼吸细胞质基质　乳酸　酒精和CO2　2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　细胞质基质　1 mol葡萄糖释放196.65kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08 kJ左右转移至ATP中4．不同生物无氧呼吸产物乳酸　基因　酒精和CO2　　 易错警示有关细胞呼吸的6个易错点(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。(2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同或基因的选择性表达。(3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。(5)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(6)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。1．过程图解2．比较有氧呼吸与无氧呼吸[科学思维]一二三一二3.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析4.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系(2)比例关系 (以葡萄糖为呼吸底物)①有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。③消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。④消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。素养培优1.判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)线粒体呼吸链主要由线粒体呼吸链酶组成，由于线粒体中需要经呼吸链氧化和电子传递的主要是NADH和FADH2，所以可将呼吸链分为NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链，右图是这两条呼吸链相关路径。2.线粒体呼吸链素养提升1.从结构与功能的角度分析细胞呼吸各个阶段为什么发生在不同的场所？提示：由于参与各个阶段需要的条件（如酶）的分布不同2．分析有氧呼吸和无氧呼吸过程中能量的释放和转化，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？(必修1 P93～P94“思考·讨论”)提示：①有氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量全部释放出来；释放的能量主要以热能的形式散失了。②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；释放的能量主要以热能形式散失了。3．有氧呼吸与无氧呼吸过程在哪一个阶段是相同的？联想到地球的早期大气以及原核细胞的结构，推测生物类型和代谢类型进化顺序。(必修1　P96“拓展应用”)提示：有氧呼吸与无氧呼吸过程的第一阶段相同。生物进化顺序：原核生物→真核生物；代谢进化顺序：无氧呼吸→有氧呼吸。4．某同学做了如下实验：取A、B两支试管。在A管中加入煮熟的蚕豆子叶，B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色)，一段时间后倒出溶液，两管中的子叶都呈蓝色，然后，两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现A管中的子叶不变色，B管中的子叶蓝色变浅。请思考分析：(1)B管中子叶蓝色变浅的原因是什么？(2)A管子叶为什么不变色？实验中设置A管的目的是什么？提示：(1)B管中子叶在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝还原。(2)A管中子叶细胞的酶失活，无呼吸作用。实验中设置A管的目的是作对照实验。结合细胞呼吸过程，考查生命观念B酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合题意；酵母菌在无氧条件下进行发酵，产生CO2和乙醇，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和乙醇，两个过程都有CO2产生，D不符合题意。1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　) A.该菌在有氧条件下能够繁殖 B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生 C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇 D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO22．(2023·衡水中学检测)电子传递链是一系列电子载体按对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。下面是细胞呼吸过程中电子传递链的部分示意图。下列说法错误的是A．图示生物膜可能是线粒体内膜B．图示中的H＋来自葡萄糖的分解C．图示过程发生于有氧呼吸第三阶段D．图中膜蛋白参与了物质运输和能量转换B图示生物膜进行电子传递链过程，可能是线粒体内膜，A正确；图示中的H＋来自葡萄糖、丙酮酸和水的分解，B错误；图示过程发生电子传递链过程，属于有氧呼吸第三阶段，C正确；由图可知，图中膜蛋白参与了物质运输和能量转换，D正确。3.与传统的水稻、小麦等粮食作物相比，玉米具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。下图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图，下列相关叙述正确的是A.晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞产生的物质b只可参与光合作用B.人体细胞中也可产生物质c，c进入血浆后，血浆pH也会基本稳定C.被水淹的玉米根进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量只有2个去路D.检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾的盐酸溶液B由题图可推知，物质a为CO2，物质b为水，晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞可进行光合作用，发生水的光解，也可进行细胞呼吸，水在有氧呼吸第二阶段参与反应，A错误；检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，不能用盐酸溶液代替浓硫酸溶液，D错误。附加题:(不定项)癌细胞即使在氧气充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。研究表明，癌细胞和正常分化的细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖的量和正常细胞不同。如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，下列分析中错误的是A．若研制药物抑制癌症患者体内细胞的异常代谢途径，可选用图中①④⑤为作用位点B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量的ATPC．葡萄糖通过细胞膜上的载体蛋白A进入细胞，生成的五碳糖可作为合成DNA的原料D．发生“瓦堡效应”的癌细胞吸收的葡萄糖比正常细胞的多，且过程④⑤可同时进行AB分析题图可知，①⑤是正常细胞所必需的，所以若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的①⑤不宜选为作用位点，A错误；癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；分析题图可知，葡萄糖进入细胞后通过途径②形成五碳糖，进而合成脱氧核苷酸，作为DNA复制的原料，C正确；发生“瓦堡效应”的癌细胞吸收的葡萄糖比正常细胞的多，且过程⑤和④可同时进行，D正确。围绕细胞呼吸类型的判断，考查科学思维D在反应物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，B正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞无氧呼吸产物是乳酸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；在反应物是葡萄糖的情况下，有氧呼吸中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。4.(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(　　)A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多(1)肌肉收缩最初的能量应来自细胞中的存量ATP直接水解提供能量，人体细胞中ATP的产生部位有细胞质基质和线粒体。(2)据图分析，曲线A是(存量ATP)的含量变化，是细胞中的直接能源物质，肌肉收缩所需的能量直接由其提供，曲线B代表的过程可在较短时间内提供能量，是在呼吸的第一阶段产生的能量，但随着运动时间的延长无法持续提供能量，说明这不是人体主要的呼吸类型，应是无氧呼吸，人体内无氧呼吸的产物是乳酸，曲线C是可以持续为人体提供稳定能量供应的呼吸方式，有氧呼吸5．(2021·重庆选择性考试适应性测试)如图为某运动员剧烈运动时，肌肉收缩过程中部分能量代谢的示意图。据图回答下列问题：(1)由图可知，肌肉收缩最初的能量来自细胞中的__________，该物质的产生部位有___________________________。(2)图中曲线B代表的细胞呼吸类型是____________，判断依据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________，该反应产物是________。(存量)ATP 细胞质基质和线粒体无氧呼吸 该过程可在较短时间内提供能量，是在呼吸的第一阶段产生的能量，但随着运动时间的延长无法持续提供能量，说明这不是人体主要的呼吸类型乳酸(3)运动员为提高运动能力，进行的高原训练，为的是提高血液中红细胞的含量，从而提高血液的运氧能力，使机体的有氧呼吸功能增加，有助于提高运动员的运动能力。(3)足球运动员为提高运动能力，通常进行3到4周的高原训练，这种训练方式主要提高C的能力，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 高原环境下空气中的O2含量低，人体内会通过增殖分化更多的红细胞，提高血液的运氧能力，使机体的有氧呼吸功能增加，有助于提高运动员的运动能力6.下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题：(1)酵母菌细胞内丙酮酸在_________________________(填场所)被消耗，从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？细胞质基质和线粒体基质丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP由题图可知，酶1催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳，说明酶1位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心，取上清液(主要成分是细胞质基质，含有酶1)分为甲、乙两组，一段时间后在两支试管加入等量葡萄糖，向甲试管通入O2，所以甲是实验组，乙是对照组。一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测。若甲试管由橙色变灰绿色即产生了酒精，说明O2对酶1没有抑制作用，如果甲试管不变色，说明O2对酶1有抑制作用。(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的_________________________进行检测。上清液 酸性的重铬酸钾溶液(3)按照上述实验过程，观察到___________________________，说明(2)中假说不成立，实验小组查阅资料发现，细胞质基质中的NADH还存在如下图2所示的转运过程，NADH在线粒体内积累，苹果酸的转运即会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。 甲、乙试管都显灰绿色请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因：O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生水，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程，当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质基质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，NADH的缺少导致丙酮酸不能转化成酒精(或氧气存在时，线粒体大量消耗NADH，导致细胞质基质中缺乏NADH)结合图1和图2分析，O2存在时，酶3催化有氧呼吸第三阶段，如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变，O2不能与线粒体NADH反应，NADH积累，苹果酸的转运会被抑制，细胞质基质的NADH就会在酶1的催化下合成酒精。(4)高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒，结合图1和图2分析，是利用野生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成_____(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。酶3细胞呼吸的影响因素及应用(1)严格的无氧环境条件下细胞呼吸分解有机物最少，有利于水果保鲜 ( )(2)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异 (　　)(3)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清 ( )(4)剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸 ( )(5)种子萌发过程中氧气不足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 ( )(6)提倡有氧运动，原因之一是避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸 ( )(7)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏 ( )(8)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量 (　　) (9)中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用 (　　)×√√×√√×√√长句默写1．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是______________________________________________________________________________。2．松土能增进肥效的道理是__________________________________________________________________________________________。3．粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是_________________________________。4．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是________________________________________________________________________。 密封的地窖O2浓度低、CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 松土能增加土壤O2浓度，促进植物根细胞的细胞呼吸，促进根对土壤中矿质元素的吸收 种子在有氧呼吸过程中产生了水同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低，所以呼吸作用强度比顶部叶片弱基础梳理1.内部因素种类不同生长发育不同器官较低大于2.外部因素（1）温度细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_________进而影响细胞呼吸速率酶的活性①a点为该酶的___________，细胞呼吸速率最快。②温度低于a时，随温度降低，酶活性_____，细胞呼吸受_______。③温度高于a时，随温度升高，酶活性_____，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。最适温度　下降　抑制　下降　(2)O2浓度O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用①O2浓度低,____呼吸占优势，随着O2浓度增大， 无氧呼吸逐渐减弱直至消失，___呼吸不断加强直至饱和。②B点时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量；C、D点：横坐标相同，无氧呼吸停止。a.选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的______呼吸。b.中耕松土保证根的正常细胞呼吸。c.提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。d.稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生 ，防止中毒，烂根死亡。e.低氧(氧含量 左右)有利于蔬菜保鲜。抑制无氧有氧乳酸酒精无氧5%CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会______细胞呼吸。抑制（3） CO2浓度①保鲜：地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。②抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。随着CO2浓度增大，呼吸速率逐渐减弱(4)含水量水作为有氧呼吸的原料（直接）和环境因素（间接）影响细胞呼吸的速率一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越 ，细胞呼吸越强粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的 含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗；水果、蔬菜储存时保持一定的湿度；浸泡种子，增强呼吸，有利于种子的萌发旺盛自由水种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。素养培优多因素对呼吸速率影响曲线图的分析方法素养提升1.蔬菜保鲜与种子贮藏所需条件是否相同？提示　不完全相同，蔬菜保鲜与种子贮藏均需低氧，蔬菜保鲜应保持零度以上低温和适宜的环境湿度，而种子贮藏则应保持干燥，可以是零下低温。2．大豆种子萌发过程中，O2消耗量等于CO2释放量时，是无氧呼吸的消失点吗？提示：大豆种子富含脂肪，而脂肪氧化分解时耗氧量大于CO2释放量，故当二者相等时，大豆种子应该还在进行微弱的无氧呼吸。3．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是什么？提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。4.为什么包扎伤口应选用透气的纱布？提示　包扎伤口时选用透气的纱布，其目的是抑制微生物的无氧呼吸，避免厌氧微生物大量繁殖。5．夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？提示　黎明时分水中的溶解氧不足，水体表层的溶解氧相对较高，因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。6．(实践应用)酿酒业常用的菌种是酵母菌，在利用酵母菌酿酒时，发酵池往往封入一部分空气，为什么？ 提示　酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸，大量繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。　7．“松土”对农作物的意义和对全球气候的影响分别是什么？提示：松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维C常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，有机物消耗快，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨通过呼吸作用消耗O2，导致O2减少，CO2增多，有利于保鲜，B正确；冷藏时，梨细胞中的自由水减少、结合水增多，导致各种代谢活动减缓，C错误；低温可抑制梨中的酚氧化酶活性，使其催化的反应速率减慢，果肉褐变减缓，D正确。1.(2021·湖北卷，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是(　　)A.常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏B.密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜C.冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓2.(2021·河北卷，14改编)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是B荫坑和气调冷藏库降低了储藏温度和氧气浓度，降低了呼吸作用，减少了有机物消耗，减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库中温度较低，酶的活性较低，抑制了有氧呼吸的第一、二、三阶段，B错误；温度会影响酶的活性，荫坑和气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，减弱呼吸作用，C正确；乙烯具有催熟作用，气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可以延长果蔬保鲜时间，D正确。A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间3.(2023·湖南省联考)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是A.呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化B根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误；根据A项分析可知，B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。围绕细胞呼吸原理的应用，考查生命观念B早稻浸种催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并翻种，目的是给种子的细胞呼吸过程提供有利条件，即水分、适宜的温度和氧气，A正确；农作物种子入库贮藏时，为延长贮藏时间，应在零上低温、低氧条件下贮藏，种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，B错误；油料作物细胞中脂肪等含量较高，H元素含量较高，细胞呼吸时需要更多的氧气，因此油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失，降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，能起到保鲜作用，D正确。4.(2021·湖南卷，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　) A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用围绕细胞呼吸的应用，考查社会责任B做面包时需要利用酵母菌有氧呼吸产生大量二氧化碳使面包疏松多孔，不能维持密闭状态，A不合理；水稻田适时排水晒田可以保证根系的氧气供应，促进水稻根部细胞进行有氧呼吸，维持水稻正常生命活动，B合理；白天大棚内植物进行光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，此时给大棚通风可以保证二氧化碳的供应，C不合理；用不透气的消毒材料包扎伤口会使伤口处形成无氧环境，有利于破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的大量繁殖，造成伤口感染，D不合理。5.(2021·1月八省联考广东卷，2)下列所述生产与生活中的做法，合理的是(　　)A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气C.白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染据图分析，开始时只有二氧化碳的释放，没有氧气的吸收，表示只进行无氧呼吸；36h以前，二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，表示无氧呼吸大于有氧呼吸；36h以后二氧化碳的释放量和氧气的吸收量相等，表示只进行有氧呼吸。（1）自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应需要水的参与，水参与物质运输，因此干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快。6.干种子萌发过程中，CO2释放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的变化趋势如图所示（假设呼吸底物都是葡萄糖）。回答下列问题：（1）干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率________（填“增强”或“减弱”）。增强（2）根据以上分析可知，种子萌发过程中的12〜30h之间，细胞同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸。种子有氧呼吸过程中，O2的消耗发生在第三阶段，场所是线粒体内膜。6.干种子萌发过程中，CO2释放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的变化趋势如图所示（假设呼吸底物都是葡萄糖）。回答下列问题：（2）种子萌发过程中的12~30h之间，细胞呼吸的方式是____________________。种子有氧呼吸过程中，O2的消耗发生在____________（具体场所）。有氧呼吸和无氧呼吸 线粒体内膜 （2）若种子萌发过程缺氧，会进行无氧呼吸产生酒精，对细胞有毒害作用，且无氧呼吸产生的能量不足，不能满足生命活动所需，因此将导致种子萌发速度变慢甚至死亡。6.干种子萌发过程中，CO2释放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的变化趋势如图所示（假设呼吸底物都是葡萄糖）。回答下列问题：（2）若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是_______________________________________________________________________________________________________（答出2点即可）。 缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需；无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用（3）与种子萌发时相比，胚芽出土后的幼苗需要进行光合作用合成有机物，因此还需要适宜的光照，CO2和无机盐等环境条件。6.干种子萌发过程中，CO2释放量（QCO2）和O2吸收量（QO2）的变化趋势如图所示（假设呼吸底物都是葡萄糖）。回答下列问题：（3）与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括_______________________________。适宜的光照，CO2和无机盐核心概念(1)(必修1 P93)有氧呼吸：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。(2)(必修1 P94)酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵；产生乳酸的叫作乳酸发酵。(3)(必修1 P94)细胞呼吸：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。要点金句1．有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。2．葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。3．无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。4．人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的，人体内无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。5．储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。6．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。7．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应，变成灰绿色。