1、第十一课时 ATP的主要来源细胞呼吸（2）、（影响呼吸作用的因素）探究酵母菌细胞呼吸的方式1细胞呼吸 2.实验：探究酵母菌细胞呼吸方式考点一 影响细胞呼吸的因素【回扣教材】1包扎伤口时，需要选用_消毒纱布或_“创可贴”等敷料。2对于板结的土壤要_；如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行_，时间长了，_就会对根细胞产生毒害作用，使根系_。3皮肤伤口较深或被锈钉扎伤后，_会大量繁殖，患者应及时请医生处理。4无氧运动中，肌细胞因氧不足，还要靠_来获取能量。透气的松软的及时松土透气无氧呼吸产生酒精酒精变黑、腐烂破伤风芽孢杆菌无氧呼吸【知识拓展】一、呼吸速率呼吸速率的计算公式：呼吸速率单位时间内释放
2、的 CO2 量或吸收的 O2 量二、影响细胞呼吸的环境因素1.呼吸速率与温度的关系(如图)(1)最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。(2)生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。2.呼吸速率与 O2 浓度的关系及应用(1)O2 浓度低时，无氧呼吸占优势；随 O2 浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当 O2 浓度达到一定值后，随 O2 浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。(2)生产上常利用适当
3、降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。3.呼吸速率与含水量的关系(如图)(1)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。(2)在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。特别提醒 种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。不同种类的植物呼吸速率不同；同一植物的不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生长发
4、育时期呼吸速率不同。【典例精析】【例 1】下图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2 的吸收量和 CO2 的释放量之间的相互关系，其中线段XYYZ，则在氧浓度为 a 时()A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的 CO2 多D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等B【解析】消耗等量的葡萄糖有氧呼吸与无氧呼吸释放的二氧化碳之比是 31，因此产生等量的二氧化碳，消耗的葡萄糖之比是 13，A 错误；有氧呼吸是有机物彻底氧化分解，释放的能量多，B 正确，；XYYZ，XZ是二氧化碳释放量，YZ 是氧气的吸收量，有氧呼吸过程中氧气的吸收量与释放二氧化碳的
5、量相等，因此该植物有氧呼吸产生的二氧化碳是 YZ，无氧呼吸释放的二氧化碳是 XY，二者相同，C 错误；有氧呼吸是有机物彻底氧化分解，释放的能量多，D 错误。考点二“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验【回扣教材】1酵母菌是一种_，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于_菌。在氧气充足的条件下，酵母菌通过有氧呼吸产生大量的_和_；在无氧条件下，酵母菌通过_产生_和_；在_的情况下，无氧呼吸和有氧呼吸同时进行。单细胞真菌兼性厌氧二氧化碳水无氧呼吸酒精二氧化碳氧气浓度较低2检测 CO2 的产生：可使用_或溴麝香草酚蓝水溶液，CO2 可使后者发生的颜色变化是_。3检测酒精的产生：可使用橙色的_溶液，其在_条件下
6、与酒精发生化学反应，变成_。澄清石灰水由蓝变绿再变黄重铬酸钾酸性灰绿色(2)实验中的关键步骤将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过 3 个锥形瓶，既保证 O2 的充分供应，又使进入 A瓶的空气先经过 NaOH 的锥形瓶，洗除空气中的 CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的 CO2 所致。B 瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将 B 瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的 CO2 通入澄清的石灰水。二、酵母菌细胞呼吸类型的判断(1)若只产生 CO2，不消耗 O2，则只进行无氧呼吸(图中 A 点)。(2)若产生 CO2的物质的量比吸收
7、 O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在(图中 AC 段)。(3)若产生 CO2 的物质的量与吸收 O2 的物质的量相等，则只进行有氧呼吸(图中 C 点以后)。(4)B 点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用 CO2释放量表示)。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。【典例精析】【例 2】有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的 O2 时，产生的酒精和 CO2 的量如下图所示，据图中信息推断错误的是()A.氧浓度为 a 时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸B.当氧浓度为 b 和 d 时，酵母菌细胞呼吸的类型会不同C.当氧浓度为 c 时，无氧呼吸与有氧
8、呼吸消耗的葡萄糖比为 12D.a、b、c、d 不同氧浓度下，细胞都产生H和 ATPC【解析】分析题图曲线可知，在氧浓度为 a 时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精是 9，细胞呼吸产生的二氧化碳也是 9，说明酵母菌没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸，A 正确；当氧浓度为 b 时，产生的二氧化碳量都大于产生的酒精量，说明酵母菌在这个氧浓度下既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，而当氧浓度为 d 时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，B 正确；当氧浓度为 c 时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的二氧化碳之比为69，则消耗的葡萄糖之比为 31.5，即 21，C 错误；a、b、c、d 不同氧浓度下，酵母菌都进行了呼吸作用，
9、都产生了H和 ATP，D 正确。课时练习十一一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的 O2，乙发酵罐中没有O2，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中 O2 和酒精的物质的量，记录数据并绘成下面的坐标图。据此分析下列说法中正确的是()CA.在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的 CO2 量之比为 65B.甲发酵罐实验结果表明在有 O2 存在时酵母菌无法进行无氧呼吸C.甲、乙两发酵罐分别在 5 h 和 3 h 时无氧呼吸速率最快D.该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的 O2 可以提高酒精的产量【解析】由于实验开始时甲
10、发酵罐中的 O2 总量为 6 mol，根据有氧呼吸的反应式可知，消耗 6 mol O2 可产生6 mol CO2；反应完成后，甲发酵罐中生成的酒精量为 18 mol，同时生成的 CO2 量也为 18 mol。实验结束时甲发酵罐中产生的 CO2 的总量为 61824(mol)，乙发酵罐中生成 CO2 的总量为 15 mol，因此二者之比为 85。从图中曲线可知，甲发酵罐约在 2 h 时开始产生酒精，而 O2约在 3.5 h 时才被消耗完，说明 23.5 h 时两种呼吸方式共存。酒精的产生速率可作为衡量酵母菌无氧呼吸速率的指标，结合图示可知，产生酒精的曲线斜率最大时，酒精产生的速率最快，则甲、乙分
11、别对应曲线中的 5 h 和 3 h；当 O2 量充足时，酵母菌只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，而酵母菌只有进行无氧呼吸时才能产生酒精。2.下图的四条曲线中，“水稻 A、水稻 B”分别表示水稻幼苗在不同氧体积分数时 CO2 释放量的变化情况，“小麦 A、小麦 B”分别表示小麦幼苗在不同氧体积分数时 CO2 释放量的变化情况，下列叙述不正确的是()CA.该曲线表明直接影响植物呼吸作用类型的因素是氧气浓度B.图中小麦 A 和水稻 B 两条曲线表示有氧呼吸时的速率C.在氧体积分数为 7.8%时，水稻幼苗有氧呼吸消耗的葡萄糖等于无氧呼吸消耗葡萄糖量D.在氧体积分数为 7.8%时，水稻幼苗有氧呼吸生成的 A
12、TP 数量是无氧呼吸的 6 倍以上3.“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是()A.ab 段为有氧呼吸，bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd 段为无氧呼吸B.运动强度大于 c 后，肌肉细胞 CO2 的产生量将大于 O2 消耗量DC.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能的形式散失，其余储存在 ATP 中D.若运动强度长期超过 c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力【解析】每个时段的呼吸均以有氧呼吸为主，人体无氧呼吸不产生 CO
13、2，无氧呼吸中的能量大部分储存在不彻底的氧化产物中，A、B、C 均错误。4.呼吸作用对生命活动意义重大，下面关于细胞呼吸的叙述正确的是()A.线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸B.水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度C.黑藻细胞中有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质D.细胞呼吸中有机物的分解必须有水和氧气参与才能释放储存的能量C【解析】线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞也能进行有氧呼吸，如好氧细菌等，A 错误；水果贮藏在完全低氧的环境中，细胞呼吸消耗的糖类最少，可将损失减小到最低程度，B 错误；黑藻属于被子植物是真核生物，其细胞
14、中有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质，C 正确；细胞呼吸中丙酮酸的分解必须有水和氧气参与才能释放储存的能量，D 错误。5.甲图、乙图均表示氧浓度对呼吸作用(底物为葡萄糖)的影响。下列相关叙述中正确的是()A.甲图中，氧浓度为 a 时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精B.甲图中，氧浓度为 d 时只进行有氧呼吸C.乙图中，储存种子或水果时，A 点对应的氧浓度最适宜D.根据乙图可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸B【解析】从甲图中可以看出，在氧浓度为 a 时，只释放 CO2 而不吸收 O2，说明只进行无氧呼吸，但能产生CO2 的无氧呼吸不可能产生乳酸，A 错
15、误。甲图中，氧浓度为 d 时，O2 的吸收量等于 CO2 的释放量，说明只进行有氧呼吸，B 正确。乙图中，A 点对应的氧浓度为 0，此时只进行无氧呼吸，产生的酒精对细胞不利，所以氧浓度为 0 时不适于储存种子或水果，C 错误。氧气不会抑制有氧呼吸，D 错误。6.若酵母菌呼吸消耗的 O2 与释放的 CO2 量如图所示，图中四种状态下，有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值，正确的是()A.甲，15 B.乙，13C.丙，23 D.丁，23C【解析】由题意可知，甲状态下，消耗的 O2 为 1，释放的 CO2 为 6，由此可计算出有氧呼吸消耗葡萄糖的量为 1/6，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(6
16、1)/25/2，二者比值为 115，A 项错误；乙状态下，消耗的 O2 为 2，释放的 CO2 为 6，由此可计算出有氧呼吸消耗葡萄糖的量为 2/6，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(62)/22，二者比值为 16，B 项错误；丙状态下，消耗的 O2 为 4，释放的 CO2 为 6，由此可计算出有氧呼吸消耗葡萄糖的量为 4/6，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(64)/21，二者比值为 23，C 项正确；丁状态下，消耗的 O2 与释放的CO2 比值为 11，由此可知此时酵母菌只进行有氧呼吸，D 项错误。7.1 个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为 a，其中 44%用于 ADP 转化为 ATP，若 1 个葡萄糖分子在
17、有氧呼吸中产生了 b 个 ATP 分子，则 1 个高能磷酸键中所含能量为()A.2a/5b B.11a/25bC.11a/50b D.22a/25bB8.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A.消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP 少B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和 ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的 ATP，主要来自于线粒体基质D【解析】根据题意，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧
18、运动有关，可知快肌纤维进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸；所以消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的 ATP 少，A 正确；两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和 ATP，B 正确；短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉，C 正确；慢跑时慢肌纤维产生的 ATP，主要来自于线粒体内膜，D 错误。9.如右图所示为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，下列相关叙述错误的是()A.曲线 AB 段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体B.曲线 BC 段酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸C.乙醇含量过高是酵母菌种群数量从 C 点开始下降的主要原因之一D.T1T2
19、时间段消耗葡萄糖量迅速增加的原因是酵母菌进行有氧呼吸D10.呼吸商RQCO2释放量O2吸收量 可用来描述细胞呼吸过程中 O2 应状态的一种指标。如图表示某植物非绿色器官在不同 O2 浓度下单位时间内 O2 吸收量和 CO2 释放量。根据所给信息，下列判断正确的是()A.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解B.a 点固定 CO2 的场所是细胞质基质或线粒体基质C.b 点厌氧呼吸强度最低，最适合贮藏该植物器官D.c 点呼吸商为 1，说明该植物器官只进行有氧呼吸A【解析】A.氧化的底物不一定是葡萄糖，如果仅仅是葡萄糖，呼吸商是 1，A 正确；B.叶肉细胞既有叶绿体又有线粒体，CO2 的固定
20、发生在光合作用的暗反应阶段，场所是叶绿体基质；CO2 的产生发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，B 错误；C.为延长水果的保存时间，细胞呼吸强度应该最低，而不是厌氧呼吸最低，C 错误；D.仅以葡萄糖作为有氧呼吸底物时，氧气的吸收量则等于二氧化碳的释放量，呼吸商1，而氧化的底物不一定是葡萄糖，有氧呼吸和无氧呼吸都可能进行。D 错误。二、非选择题11.某研究小组利用如图所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究。图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度(假设水压对气体体积变化的影响忽略不计)。实验步骤：a.将 10 mL 酵母菌培养液和 10 mL 加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中。b
21、.将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图所示实验装置中。c.两组装置均放入 20 恒温水浴中。从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度。d.记录实验结果。实验分析：(1)该实验的自变量是，因变量是。(2)实验刚开始的短时间内，两组装置的刻度玻璃管液面均不发生变化的原因分别是：；。(3)一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面上升，原因是。酵母菌培养液是否煮沸是否产生气体及刻度玻璃管液面高度甲中酵母菌有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2相等，气球体积不变乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸甲中酵
22、母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大12.如下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下 CO2 的释放量和 O2 吸收量的变化(底物为葡萄糖)，请据图回答：注：实线表示 O2 吸收量；虚线表示 CO2 释放量(1)在外界氧浓度为 10%以下时，该器官的呼吸作用方式是。(2)实线和虚线相交于 C 点，对于 B、C 点，以下叙述正确的有(多选)()无氧呼吸和有氧呼吸BDA.C 点时，植物既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸B.C 点时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸被完全抑制C.B 点时，无氧呼吸强度最弱D.B 点时，植物细胞呼吸最弱(3)当外界氧浓度为 4%5%时，该器官 CO2 的释放量相对值为
23、 0.6，而 O2 的吸收量相对值为 0.4，此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的倍。(4)由此可见，保存水果、蔬菜，应控制空气流通，使氧浓度保持在。1.55%【解析】根据题意可知，若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量与产生的二氧化碳量比值为 11；若只进行无氧呼吸，则不消耗氧气但产生二氧化碳。(1)在外界氧浓度为 10%以下时，该器官消耗氧气，但产生的二氧化碳量与消耗的氧气量不是 11，说明其呼吸作用方式是无氧呼吸和有氧呼吸。(2)C 点时消耗的氧气量与产生的二氧化碳量比值为11，说明植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸被完全抑制，A 错误、B 正确；B 点时该器官释放的二氧化碳量最少，说明植物细胞呼吸最弱，C 错误、D 正确。(3)当外界氧浓度为 4%5%时，该器官 CO2 的释放量相对值为 0.6，而 O2 的吸收量相对值为 0.4，此时有氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为 0.4/6；有氧呼吸释放的二氧化碳量为 0.4，则无氧呼吸释放的二氧化碳量为 0.60.40.2，所以无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为 0.2/20.1；所以无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 0.1/(0.4/6)1.5 倍。(4)根据上述分析可知，氧浓度 5%时，消耗的有机物最少，适宜保存水果、蔬菜。