细胞呼吸的方式和有氧呼吸

细胞呼吸的方式和有氧呼吸一、细胞呼吸1．概念2．两种类型二、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．酵母菌细胞呼吸的方式：酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

2．产物3．呼吸产物的检测4．实验结论三、有氧呼吸1．有氧呼吸的主要场所——线粒体（1）写出图中序号代表的结构名称：2．有氧呼吸的过程3．有氧呼吸化学反应式氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。

1. 有氧运动如慢跑、游泳等被学者称为保护大脑的清道夫，结合所学知识判断：【小题1】1. 有氧呼吸的场所是线粒体。

①【小题2】1. 有氧呼吸过程中，氧气参与了第三阶段的反应，其场所为线粒体内膜。

①【小题3】1. 有氧运动能保证大脑有足量的氧气供应。

①[知识点]细胞呼吸[答案]【小题1】错误【小题2】正确【小题3】正确[解析]【小题1】有氧呼吸的主要场所是线粒体，如需氧（好氧）型细菌，其有氧呼吸场所在细胞质基质，该表述错误。

【小题2】有氧呼吸过程中，氧气参与了第三阶段的反应，其场所为线粒体内膜，[H]与氧气反应生成水，同时释放大量能量，该表述正确。

【小题3】有氧运动能促进血液循环，保证大脑有足量的氧气供应，该表述正确。

探究点一探究酵母菌细胞呼吸的方式[情境探究]1. 图甲、图乙是探究酵母菌细胞呼吸方式实验的装置图，回答下列问题。

【小题1】1. 装置甲可以探究酵母菌的①呼吸，甲装置中，NaOH溶液的作用是②。

装置乙可以探究酵母菌的③呼吸。

【小题2】1. 设计实验【小题3】1. 该实验的无关变量有哪些？如何控制无关变量？①【小题4】1. 该实验有没有对照组？①[知识点]细胞呼吸[答案]【小题1】有氧除去通入A锥形瓶中空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的影响无氧【小题2】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CO2产生的多少溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短是否有酒精产生橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。

可通过观察溶液颜色是否变化来确定【小题3】无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等；无关变量应保持相同且适宜【小题4】该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照[解析]【小题1】装置甲通入了空气，可以探究酵母菌的有氧呼吸过程；NaOH溶液可以吸收空气中的CO2，故作用是除去通入A锥形瓶中空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的影响。

装置乙未通入空气，探究的是酵母菌的无氧呼吸。

【小题2】该实验的目的是探究酵母菌细胞呼吸的方式，酵母菌是兼性厌氧型的生物，即可进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸，故自变量是有无氧气。

该实验的有氧条件是用橡皮球（或气泵）充气，无氧条件需要装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间。

有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2多，无氧呼吸可产生酒精，故实验的因变量是CO2产生的多少与是否有酒精产生；CO2的多少可通过澄清石灰水的混浊程度来检测，也可以通过溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短来检测；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色，可通过观察溶液颜色是否变化来确定是否有酒精生成。

【小题3】无关变量是对实验结果可能存在影响，而我们不研究的变量，需要控制相同且适宜的范围，包括温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等。

【小题4】设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。

本实验中设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响，故该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照。

[归纳总结]1．实验设计思路（1）对比实验（相互对照实验）：两个实验组，分别为有氧条件和无氧条件。

（2）分析结果，得出结论2．实验操作的提醒及目的[典题精练]1. 下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是（）A. 通过设置有氧和无氧两组实验互为对比，用于判断酵母菌的呼吸方式B. 实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C. 实验的因变量可以是澄清石灰水是否变混浊D. 实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气[知识点]细胞呼吸[答案]C[解析]探究酵母菌细胞呼吸方式实验原理：（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式；（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄．根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况；（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。

A、生物实验的原则之一是对照原则，所以通过设置有氧和无氧两组实验进行互相对照，易于判断酵母菌的呼吸方式，A正确；B、生物实验的原则之一是控制单一变量原则，该实验的自变量是有无氧气。

温度、pH、培养液浓度等属于无关变量，所以实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等，B正确；C、有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以实验的因变量不能是澄清石灰水是否变混浊，C错误。

D、实验中需要将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气，D 正确。

故选C。

2. 下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关叙述错误的是（）A. 甲装置试管中有酒精产生B. 甲装置中澄清石灰水不会变浑浊C. 乙装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2D. 根据实验结果可以判断乙装置中酵母菌进行有氧呼吸[知识点]细胞呼吸[答案]B[解析]分析题图：装置甲探究的是酵母菌的无氧呼吸，其中澄清石灰水的作用是检测无氧呼吸产生的二氧化碳；装置乙探究的是酵母菌的有氧呼吸，其中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳，澄清石灰水的作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳。

A、装置甲探究的是酵母菌的无氧呼吸，会产生酒精和二氧化碳，故甲装置试管中有酒精产生，A正确；B、装置甲探究的是酵母菌的无氧呼吸，会产生酒精和二氧化碳，澄清石灰水会变浑浊，B 错误；C、乙装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，C正确；D、由于有氧呼吸产生的二氧化碳更多，石灰水变得更浑浊，故根据实验结果可以判断乙装置中酵母菌进行有氧呼吸，D正确。

故选B。

探究点二有氧呼吸[情境探究]1. 阅读教材及教材图有氧呼吸过程示意图，完成如下所示有氧呼吸过程模型构建。

【小题1】1. 糖类（葡萄糖）为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？①【小题2】1. 有氧呼吸过程中，H2O参与第二阶段反应，在第三阶段产生；[H]在①阶段产生，参与②阶段的反应；O2只参与③阶段反应，CO2是在④阶段产生的。

【小题3】1. 若用放射性同位素18O分别标记有氧呼吸中C6H12O6中的氧和O2中的氧，放射性会分别出现在哪种产物中？①[知识点]细胞呼吸[答案]【小题1】因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体（或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶）【小题2】第一、二第三第三第二【小题3】C6H1218O6→C18O2；18O2→H218O[解析]【小题1】生化反应的进行需要酶的催化，因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体（或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶），故糖类（葡萄糖）为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段。

【小题2】有氧呼吸过程中，H2O参与第二阶段反应，在第三阶段产生，[H]在第一、二阶段产生，参与第三阶段的反应，与氧气生成水；O2只参与有氧呼吸第三阶段反应，CO2是在第二阶段产生的。

【小题3】在有氧呼吸中，葡萄糖先被分解为丙酮酸，丙酮酸再与水生成二氧化碳，所以有氧呼吸中葡萄糖的氧原子转移途径为葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，即C6H1218O6→C18O2；在有氧呼吸中，氧气参与第三阶段与还原氢结合生成水，所以有氧呼吸中氧气的氧原子转移途径为氧气→水，即18O2→H218O。

[归纳总结]1．有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路2．总反应式剖析[典题精练]1. 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]与氧气产生水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[知识点]细胞呼吸[答案]B[解析]有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。

有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。

A、[H]与氧气结合生成水发生在线粒体内膜上，A错误；B、C6H12O6分解为丙酮酸和[H]是有氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，不发生在线粒体中，B正确；C、丙酮酸与水反应生成CO2和[H]是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质中，C错误；D、ADP与Pi反应形成ATP在细胞质基质和线粒体中都可以发生，D错误。

故选B。

2. 图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是（）A. ①②④中能量值最大的是②B. ③代表的物质是氧气C. 产生①②过程的场所是线粒体D. 酵母菌能完成图示全过程[知识点]细胞呼吸[答案]D[解析]葡萄糖→丙酮酸和[H]，是有氧呼吸的第一阶段，①是该阶段释放的能量，场所是细胞质基质；由丙酮酸+③→[H]和二氧化碳是有氧呼吸的第二阶段，③是反应物水，②是该阶段释放的能量，该阶段的场所是线粒体基质；由[H]和⑤→⑥的过程是有氧呼吸的第三阶段，⑤是氧气，⑥是产物水，④是该阶段释放的能量，该阶段发生的场所是线粒体内膜。

A、有氧呼吸过程中第三阶段释放的能量最多，即④最多，A错误；B、图中③表示水，B错误；C、产生①的场所是细胞质基质，产生②的场所是线粒体基质，C错误；D、酵母菌能够进行有氧呼吸，即能够完成图中的全过程，D正确。

故选D。

[课堂小结][课堂巩固]1. 酵母菌在氧气充足时细胞呼吸的产物是（）A. CO2和H2OB. 酒精和CO2C. 乳酸D. 丙酮酸和[H][知识点]细胞呼吸[答案]A[解析]酵母菌是兼性厌氧真菌，在氧气充足的情况下进行有氧呼吸，有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中，叫做糖酵解。

反应式：C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中。

这一阶段也不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。