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![[医学]有氧呼吸和无氧呼吸的区别图](https://img.taocdn.com/s1/m/e5aecb5ccc175527072208af.png)
第2讲ATP的主要来源——细胞呼吸[考纲要求] 1.细胞呼吸(Ⅱ)。
2.试验：探究酵母菌的呼吸方式。
考点1细胞呼吸的类型和过程1．有氧呼吸(1)有氧呼吸的过程与场所(2)反应式2．无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。
(2)条件：无氧和多种酶。
(3)过程第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。
其次阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成CO2和酒精，或转化成乳酸。
(4)反应式①产物为酒精：C6H12O6酶,2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
②产物为乳酸：C6H12O6酶,2C3H6O3＋少量能量。
【思考】作物栽培时要准时松土透气，稻田需要定期排水，这样有什么好处？提示作物栽培时要准时松土透气，有利于根系的有氧呼吸，促进根对无机盐的吸取；稻田需要定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞产生毒害作用，使根腐烂。
1．正误推断(1)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(2021·全国卷Ⅱ)(√)(2)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时细胞的呼吸作用(2022·上海卷)(×)(3)种子风干脱水后呼吸强度增加(2011·海南卷)(×)(4)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·全国卷)(×)(5)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·全国卷)(×)(6)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·全国卷)(×)2．下列反应在真核生物的细胞质基质和线粒体内均能完成的是A．葡萄糖→丙酮酸B．丙酮酸→CO2＋[H]C．ADP＋Pi＋能量→ATP D．[H]＋O2→H2O解析葡萄糖→丙酮酸只发生在细胞质基质中；丙酮酸→CO2＋[H]及[H]＋O2→H2O只发生在线粒体中；细胞质基质和线粒体在进行细胞呼吸的过程中都会产生能量。
答案 C1．细胞呼吸的过程2．写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路3．比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同点有氧呼吸无氧呼吸区分场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件氧气，多种酶无氧气，多种酶物质变化葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2能量变化释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 联系二者第一阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物，释放能量，产生ATP【易混易错】有关细胞呼吸的4个易错点(1)有H2O生成的肯定是有氧呼吸，有CO2生成的肯定不是乳酸发酵。
【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。
细胞呼吸的类型与过程1．有氧呼吸过程2．无氧呼吸过程(1)第一阶段与有氧呼吸完全相同。
(2)第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。
不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶不同。
3．有氧呼吸与无氧呼吸的比较1．不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。
动物和人体无氧呼吸的产物是乳酸。
微生物的无氧呼吸称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。
2．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。
3．有氧呼吸的三个阶段均有ATP 产生；无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 。
其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
4．有氧呼吸过程中H 2O 既是反应物(第二阶段利用)，又是生成物(第三阶段生成)，且生成的H 2O 中的氧全部来源于O 2。
5．有H 2O 生成一定是有氧呼吸，有CO 2生成一定不是乳酸发酵。
6．呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失，对动物可用于维持体温。
7．水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。
考点2根据CO 2释放量和O 2消耗量判断细胞呼吸状况(底物为葡萄糖)22 2．以上的根据是葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸的方程式，不包括其他有机物质。
考点3 影响细胞呼吸的因素及其应用1．内因：遗传因素(决定酶的种类和数量)(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
2．外因——环境因素(1)温度①温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。
呼吸速率与温度的关系如下图。
②生产上常用这一原理在低温下贮藏水果、蔬菜。
大大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。
(2)O 2的浓度①在O 2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。
呼吸作用又叫生物氧化、细胞呼吸，是生物体内的有机物（糖类、脂肪、蛋白质）在细胞内经过一系列氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程。
它能为生物体进行生命活动提供能量和体内其他化合物合成提供原料。
对呼吸作用进行实验探究，不仅有助于这部分知识的理解，还能够提高自身的科学探究能力。
本文将从七个方面对呼吸作用相关的实验题进行归类如下：1．验证生物体能否进行呼吸作用例1．为探究脊蛙（去脑、保留脊髓）肌肉是否能进行有氧呼吸，请依据所给的实验装置（K为止水夹）和材料，在给出的实验方法和步骤的基础上，继续完成探究实验，预测可能的实验结果，并回答问题。
材料和用品：刚制备的去内脏脊蛙、导线、手摇感应电机等方法步骤：步骤1：将A、B两根导线插入乙瓶瓶塞，将A导线下端的小钩，钩在刚制备的去内脏脊蛙背部肌肉上，带皮的蛙后肢接触食盐水，B导线的下端也接触食盐水，用凡士林密封瓶口；步骤2：步骤3：步骤4：结果预测和结论：①______________________________________________________________________②______________________________________________________________________该实验能否证明肌肉是否进行无氧呼吸，为什么？_______________________________________________________________________解析：该实验的目的是探究脊蛙（去脑、保留脊髓）肌肉是否能进行有氧呼吸。
由此确定该原理是细胞在有氧呼吸时消耗氧气，释放二氧化碳。
实验时提供氧气，检验是否有二氧化碳生成来确定肌肉细胞能否进行有氧呼吸。
根据题中给出的实验装置设计合理步骤：先提供氧气，再用感应电流断续刺激脊蛙，使其肌肉收缩增强代谢活动。
最后通过石灰水检验结果。
由于该实验属于“是否类”探究性实验，实验预期结果有两种可能。
肌肉无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，不能用此装置证明肌肉是否进行无氧呼吸。
答案：步骤2：调节止水夹K，使丁瓶内的水缓缓滴下，用以抽气，使空气由甲瓶经乙、丙瓶进入丁瓶。
步骤3：将A、B导线接上手摇感应电机，用感应电流断续刺激脊蛙，使其肌肉收缩增强代谢活动。
步骤4：观察丙瓶内石灰水的颜色变化。
结果预测和结论：①丙瓶内石灰水变浑浊，说明脊蛙的肌肉能进行有氧呼吸作用；②丙瓶内石灰水不变浑浊，说明脊蛙的肌肉不能进行有氧呼吸。
不能。
因为肌肉无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，观察不到实验现象。
2．测定生物体呼吸作用强度例2．植物幼苗在生长时，要进行呼吸作用。
请用简单方法来测量菜豆幼苗有氧呼吸强度的大小(以单位时间内的耗氧量表示)。
实验材料：带塞的玻璃钟罩，大、小烧杯，10%NaOH溶液，带刻度的玻璃导管、清水、微型盆栽菜豆幼苗。
①本实验可用如上图装置，但该装置中还缺少某个必要的组成部分，利用所给的器具和试剂，则添加该组成部分的操作是。
增加该组成部分的目的是：。
②本实验进行的原理是：。
③实验步骤：Ⅰ．取两个上述装置，编号为甲、乙。
对所用的盆栽菜豆幼苗，甲中放置正常生长的菜豆幼苗，乙中放置。
连接好玻璃导管后，调节水柱高度，使两装置一样高。
Ⅱ．，并开始计时。
Ⅲ．一段时间后，，根据实验结果测算出幼苗在这段时间内的呼吸强度。
④本实验设计对照组的目的是：。
解析：本实验目的是测量菜豆幼苗有氧呼吸强度的大小。
以单位时间内的耗氧量表示呼吸作用强度，结合所学的呼吸作用知识，和物理气压变化原理确定该实验原理为幼苗在黑暗中只进行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧气并释放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的碱液所吸收，致使容器中的气压减少，使玻璃管内水柱上升。
因此，必须消除菜豆幼苗呼吸作用产生的二氧化碳，才能测定其耗氧量，根据提供的材料有NaOH溶液，对于给出的装置添加的操作应是用小烧杯盛适量的10%NaOH溶液置于玻璃钟置内，利用它可以吸收幼苗呼吸作用释放出的二氧化碳。
实验过程中采用对比的方法，甲中放置正常生长的菜豆幼苗，乙中放置死的相同的盆栽菜豆幼苗，条件是都放在相同的黑暗环境中，最后在一段时间后测量水柱上升高度（反映装置中氧气的变化），根据实验结果测算出幼苗在这段时间内的呼吸强度。
本实验设计对照组的目的是排除外界温度、气压变化对实验结果的影响，即减少实验误差。
答案：①用小烧杯盛适量的10%NaOH溶液置于玻璃钟置内吸收幼苗呼吸作用释放出的CO2②幼苗在黑暗中只进行呼吸作用，呼吸作用消耗容器中的氧气并释放出二氧化碳，而二氧化碳又被容器中的碱液所吸收，致使容器中的气压减少，使玻璃管内水柱上升。
③Ⅰ．死的相同的盆栽菜豆幼苗Ⅱ．将两装置都放在相同的黑暗环境中Ⅲ．测量水柱上升高度④排除外界温度、气压变化对实验结果的影响(或：校正因外界温度、气压变化造成的实验误差)3．判断生物体呼吸作用的类型例3．实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精密的仪器，还要注意运用科学的方法。
（1）为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。
请根据要求填空。
①实验目的：。
②实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。
③实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林④实验方法：将实验材料和用具按如图配置好实验装置，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计（绘装置图表示，并用简短的文字说明）⑤实验结果及预测：Ⅰ．；Ⅱ．；Ⅲ．。
解析：由题意可知本实验要解决的问题是探究种子萌发时进行的呼吸类型，这就是实验目的。
依据实验原理确定实验思路，在有无NaOH溶液（吸收二氧化碳）情况下，观察红色液滴是否移动及移动方向，从而确定种子萌发过程进行呼吸作用消耗氧气和生成二氧化碳情况，最后通过对比即可确定其呼吸作用类型。
由于该实验是探究性实验，所以实验结果有三种情况：如果装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；如果装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；如果装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
答案：（1）①探究种子萌发时所进行的呼吸类型④如图。
说明：强调等量的种子，即用等量的清水代替NaOH，观察红色液滴的移动情况。
⑤Ⅰ．装置一中的液滴左移，装置二的液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸；Ⅱ．装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸；Ⅲ．装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
4．探究生物呼吸作用的影响因素例4．根据下图动物呼吸作用强度测定装置、下列实验材料用具，完成哺乳动物呼吸作用强度与外界环境温度关系的实验并回答有关问题。
一、实验目的验证哺乳动物随外界环境温度升高呼吸强度降低。
二、实验原理1．哺乳动物的体温能在一定范围内保持相对的恒定，这种体温的相对恒定是由于完善的调节制。
制实现的机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。
当处于炎热环境中，皮肤里的接受刺激后，将兴奋传入_____________中的体温调节中枢，通过中枢的调节，使皮肤血管舒张，增加皮肤的血流量，从而使散热量增加，保持体温相对恒定。
2．动物产热的主要方式为细胞的有氧呼吸，请写出细胞有氧呼吸过程的反应式：____________________________________________。
3．动物有氧呼吸作用强度可以通过单位时间耗氧量作为标定，耗氧量可用动物呼吸作用强度测定装置进行测定并按内筒与外筒高度差计数。
三、实验材料与用具动物呼吸作用强度测定装置4套、恒温培养箱4个、大小生理状态相近的小白鼠4只、计时器、标签纸等。
四、实验步骤1．将4个恒温培养箱分别调节成10℃、20℃、30℃、40℃恒温，并编号为甲、乙、丙、丁组。
2．_____________________________________________________________。
3．_____________________________________________________________。
4．_____________________________________________________________。
五、实验结果设计表格用于结果统计：六、实验结论并进行解释1．结论_______________________________________________________。
2．解释__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：该实验的目的是验证哺乳动物随外界环境温度升高呼吸强度降低。
为什么呢？哺乳动物的体温能在一定范围内保持相对的恒定，这种体温的相对恒定是由于完善的调节制，实现的机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。
而体内热量来源于物质在细胞内氧化分解（呼吸作用），当外界温度升高时，哺乳动物体表温度与外界温度的温差变小，直接散热减少，产热量也相应降低。
同时处于炎热环境中，皮肤里的接受刺激后，将兴奋传入下丘脑中的体温调节中枢，通过中枢的调节，使皮肤血管舒张，增加皮肤的血流量，汗液分泌增加，从而使散热量增加，保持体温相对恒定。
要测定这种变化，通过给出的呼吸作用强度实验装置，在四种不同温度下，测定小鼠呼吸作用的耗氧量变化即可证明，实验步骤按照取材──实验处理──结果观察测定补充完整。
实验结果记录要根据实验分组情况记录每组的耗氧量变化。
实验结论对于验证性实验来说就是实验目的，解释应结合实验原理从体温调节和呼吸作用的联系入手。
答案：二、实验原理1．温觉感受器下丘脑 2．C6H12O6＋6H2O＋O2==6CO2+12H2O+能量四、实验步骤2．将4只大小生理状态相近的小白鼠分别装入4套呼吸作用强度测定装置3．将4套装有小白鼠的装置分别放人4个不同温度的恒温培养箱中4．计时一段时间：并观察记录数据五、表格组别甲乙丙丁耗氧量六、实验结论并进行解释1．结论：哺乳动物随外界环境温度升高呼吸强度降低2．解释：哺乳动物体温恒定是机体产热与散热保持动态平衡的结果，当外界温度升高时，散热量少，因而机体产热相应降低。
