【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 CO 2 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⎩⎪⎨⎪⎧①酵母菌培养液的配制：注意控制单一变量↓②检测CO 2的产生↓③检测酒精的产生：注意适当延长培养时间(4)实验结论①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

②产物⎩⎪⎨⎪⎧有氧条件：大量的二氧化碳和水。

无氧条件：产生酒精，还产生少量的二氧化碳。

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( ) (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。

①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 。

②C 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①外膜；②内膜形成的嵴；③线粒体基质。

(2)与有氧呼吸有关的酶分布在②③。

(3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。

2．化学反应式C 6H 12O 6＋6H 2O ＋6O 2――→酶6CO 2＋12H 2O ＋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①荧光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。

②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A TP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，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A TP。

(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[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：C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O――→酶6CO 2＋12H 2O ＋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。

4．CO 2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CO 2B ．酒精与酸性重铬酸钾溶液混合后，溶液出现灰绿色C ．CO 2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()A．[H]与氧气生成水B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H]C．丙酮酸分解为CO2和[H]D．ADP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A TP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，D错误。

4．下图中①②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→①→甲→②→CO2A．①和②都具有双层生物膜B．②中所含的酶在乳酸菌中都能找到C．①和②中都能产生[H]D．甲一定进入线粒体答案C解析①是有氧呼吸的第一阶段的场所细胞质基质，②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；②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________个阶段，其中[H]和O 2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②③分别是________、________。

答案 (1)C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量 (2)三 三 (3)三 线粒体内膜 (4)H 2O CO 2A 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。