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22班20班24班呼吸作用补充题目

概揽全局，细化“呼吸”

　　细胞呼吸依据是否需要氧气分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。

它既是ATP主要来源也是前后知识的纽带，对于细胞的正常生命活动来说不可或缺。

现对细胞呼吸相关知识作以表解梳理，以便同学们能够综合掌握本部分内容。

1细胞呼吸——基础篇

1.1有氧呼吸过程三阶段的比较

比较阶段

场所

 反应物

生成物

释放能量

需氧与否

第一阶段

细胞质基质

主要是葡萄糖

丙酮酸+少量的[H]

少量2ATP

不需要

第二阶段

线粒体基质

丙酮酸+水

CO2+[H]

少量2ATP

需氧推动但不参与反应

第三阶段

线粒体内膜

[H]+O2

H2O

大量34ATP

需要且参与反应

拓展延伸：

注意：

有氧呼吸“三阶段”中：

“两气（氧气和二氧化碳）一液（水）的变化”、元素的转移和物质、能量的变化。

⑴“两气一液”的变化

①两气的变化：

第二阶段CO2生成；第三阶段O2参与反应；

②一液的变化：

反应物和生成物中都有水，第二阶段反应物中的水参与丙酮酸的反应；第三阶段生成物中的水，是[H]和O2结合生成的。

⑵元素的转移

①“氧元素”的转移：

氧气→产物水和葡萄糖和反应物中水→产物二氧化碳；②“氢元素”的转移：

葡萄糖和反应物中水→产物水。

③“氢元素”的转移：

葡萄糖→产物二氧化碳。

⑶物质和能量变化

线粒体中氧化分解的是丙酮酸，而葡萄糖不能；

②能量是逐步释放的，第一、二阶段释放的少，第三阶段释放得最多。

1.2无氧呼吸中乳酸发酵和酒精发酵的比较

无氧呼吸

场所

 反应物

生成物

释放能量（ATP数）

乳酸发酵

细胞质基质

主要是葡萄糖

酒精、CO2

少量ATP（2个）

酒精发酵

细胞质基质

主要是葡萄糖

乳酸

少量ATP（2个）

特别提醒：

①微生物的无氧呼吸称为发酵。

产生酒精的为酒精发酵，产生乳酸的称乳酸发酵。

高等动、植物在缺氧条件下短时间内或部分组织内也能进行无氧呼吸，以保证生物体在缺氧条件下的能量供应。

②无氧呼吸释放能量少的原因是大部分能量存留在简单有机物如酒精或乳酸中。

③人体内具有输氧的红细胞，自身还可以无氧呼吸方式得到能量，为生物体的生理活动及其功能适应提供了极好的例证。

2细胞呼吸——核心篇

2.1有氧呼吸和无氧呼吸的比较一：

比较项目

有氧呼吸

无氧呼吸

不同点

定义

细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。

细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，释放能量，生成少量ATP的过程。

场所

先在细胞质基质，后在线粒体中进行

全过程都在细胞质基质中进行

条件

需分子氧、多种酶

缺氧或无氧环境、多种酶

物质

葡萄糖彻底氧化分解，形成CO2和H2O

葡萄糖分解不彻底，形成乳酸或酒精、CO2等

能量

释放大量能量，形成大量ATP

释放少量能量，形成少量ATP

特点

受O2和温度等因素的影响

有氧存在时，无氧呼吸受抑制

相同点

联系

第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行，之后在不同条件、不同场所、沿不同途径，在不同的酶作用下形成不同的产物

实质

分解有机物，释放能量，合成ATP

意义

为生命活动提供能量，为物质转化提供原料

2.2有氧呼吸和无氧呼吸的比较二

呼吸类型

化学方程式

代表生物

有氧呼吸

人、动物和大多数的植物

无氧呼吸

乳酸发酵

人、动物，马铃薯块茎和甜菜块根，乳酸菌

酒精发酵

多数植物组织，酵母菌

特别提醒：

无论是无氧呼吸还是有氧呼吸,都是氧化还原反应。

氧化，不在于有无分子氧参加，其本质实际上是物质得失电子的问题，对于一个有机化学反应，可以有一个较为简单的方法判断是氧化反应还是还原反应，若一个有机化合物去氢或加氧，这个物质就是被氧化了，如果一个有机化合物加氢或去氧，这个物质就是被还原了。

失电子为氧化,得电子则为还原。

3细胞呼吸——拓展篇

3.1补充说明：

葡萄糖在体内“燃烧”（呼吸作用）与在体外燃烧的异同

比较项目

葡萄糖在体外燃烧

葡萄糖在体内氧化

不

同

点

作用条件

点燃

温和

是否可控

（能量释放）

不可控（能量瞬间释放）

由酶调控（能量逐步释放）

能量去向

转化为光能和热能

大部分转化为热能，小部分储存在ATP中

产物种类

二氧化碳和水

有氧呼吸：

二氧化碳和水；无氧呼吸：

乳酸或酒精和二氧化碳等

相同点

化学本质完全相同，均为氧化放能反应

3.2光合作用和呼吸作用的区别和联系

比较项目

光合作用

呼吸作用

区

别

发生部位

含叶绿体的细胞

绝大多数活细胞

反应场所

叶绿体

（绿色植物特有的作用）

细胞质基质、线粒体

（所有生物都有的作用）

反应条件

在光下才能进行

与光无关，每时每刻都在进行

物质变化

将无机物（CO2和H2O）合成有机物（如C6H12O6）

将有机物（如C6H12O6）分解为无机物（H2O和CO2）

能量变化

将光能转变成化学能储存在所合成的有机物中

将储存在有机物中的化学能释放出来，一部分转移给ATP，一部分以热能形式散失

代谢类型

合成代谢

（植物体内的主要同化作用过程）

分解代谢

（动植物体内的主要异化作用过程）

实质

合成有机物、储存能量

分解有机物、释放能量

两者联系

图示

说明

光合作用的产物作为细胞呼吸的原料（有机物和O2均为细胞呼吸的原料）；呼吸作用也可为光合作用提供原料（二氧化碳），为光合作用产物的运输提供能量。

两者过程相反但不是简单的逆转；共同维持自然界的碳循环

特别提醒：

①光合作用和细胞呼吸都是氧化还原反应。

②光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。

③只要温度相同，有光照和无光照情况下，植物的呼吸作用强度相等

高考经典题型专题训练

一、植物组织细胞呼吸速率的测定与研究

1、测定原理

植物细胞呼吸的指标：

植物细胞呼吸吸收O2，释放CO2，细胞呼吸速率常用CO2释放量或O2的吸收量来表示。

一般利用U形管液面的变化来判定或通过玻璃管液滴的移动进行测定，装置如图所示。

由于细胞呼吸即吸收O2，又释放CO2，前者引起装置内气压的下降，后者引起气压的升高。

为了便于测定真实的呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。

为此，在测定过程中，往往用NaOH或KOH溶液吸收CO2，则容器中减少的体积即为被吸收的O2的体积，容器中气体体积减少，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。

所以单位时间内水滴向左移动的距离即为O2的吸收速率

2、物理误差的矫正

1）、如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

2）、如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测种子进行消毒处理。

3）、对照组的设置：

为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活（将种子煮熟），其他条件均不变。

典型例题

不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。

在科学研究中常用呼吸商：

RQ（RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气的体积）来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。

下面是测定种子呼吸商的两个装置图：

（1）、装置一中的小瓶中加入NaOH的目的是___________________________________。

（2）、若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验室，则应将装置放在何种条件下进行？

____________原因是____________________________________________________________。

（3）、小齐同学来做这个实验，她将同一种正在发芽的种子等量分入两个装置。

假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中着色液位置却不发生变化，则可推定该种子的发芽过程所消耗的能源物质主要是___________________；

理由是_______________________________________________________________________________

若装置一和装置二中的着色液均向左移动，则该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是____

理由是________________________________________________________________________。

（4）、装置二的作用是__________________________________________________________。

解析：

（1）根据题干所给信息，本实验要通过测定种子的呼吸商，来证明生物的有氧呼吸的能源物质不同。

根据呼吸商的计算公式，要求呼吸商必须先求出种子发芽时，进行细胞呼吸消耗的O2的体积和释放CO2的体积。

装置一中的小瓶中加入NaOH的目的是吸收发芽种子呼吸产生的CO2，根据着色液移动的刻度测出细胞呼吸消耗的O2的体积。

装置二的作用是比较种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2的体积和释放CO2的体积的变化大小，作为对照。

（2）、若发芽的种子已长出幼苗，幼苗可进行光合作用，进行该实验时，为防止植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定，整个装置应处于黑暗条件下。

（3）、据装置二中着色液位置不变说明种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2的体积和释放CO2的体积相等，呼吸商为1.只有当一葡萄糖（或糖类）为能源物质进行有氧呼吸时，细胞呼吸消耗的O2的体积和释放CO2的体积才相等。

脂肪的元素组成中，碳、氢百分比含量高，氧占得比例小，氧化分解时耗氧多（释放的能量也多），呼吸商小于1。

因此若发现装置一与装置二着色液均向左移动，说明种子进行有氧呼吸，且细胞呼吸消耗的O2的体积大于释放CO2的体积，呼吸商小于1，消耗的能源物质主要是脂肪（或脂质）。

知能拓展

用脂肪（或脂质）含量比较高的种子，如油料种子做测定实验，则，液滴移动更明显。

（因其消耗氧更多）

实战演练

1．为了探究植物体呼吸强度的变化规律，研究人员在不同的温度和空气不同的氧含量下，测定了一定大小的新鲜菠菜叶的二氧化碳释放量（表中为相对值），其数据如下表所示。

请据其分析回答：

CO2O2

温度

0.1%

1.0%

3.0%

10.0%

20.0%

40.0%

3℃

6.2

3.6

1.2

4.4

5.4

5.3

10℃

31.2

53.7

5.9

21.5

33.6

32.6

20℃

46.4

35.2

6.4

38.9

65.5

67.2

30℃

59.8

41.4

8.8

56.6

100

102

40℃

48.2

17.3

7.1

42.4

74.2

73.5

（1）为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化，在实验环境条件上应特别注意的是什么？

为什么？

（2）研究人员在对数据分析时，发现在温度、氧含量分别为　　　　的条件下所测数据最可能是错误的。

（3）图中数据反映出当氧含量从20%上升到40%时，植物的呼吸强度一般

。

其原因。

（4）就图中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是　　　　　　　　　　　。

此条件下植物细胞内二氧化碳的产生场所是。

2.将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。

若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。

（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成_____________，再通过__________作用为种子萌发提供能量。

（2）萌发过程中在______小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为_____mg。

（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为_____mg·粒-1·d-1。

（4）若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是____，原因是______________________。

3.细胞有氧呼吸作用的底物（有机物）种类及含量的差异，会导致呼吸作用释放的CO2量与吸收的O2量之比发生差异，这可用呼吸熵表示：

呼吸熵（RQ）＝呼吸作用释放的CO2量/呼吸作用吸收的O2量，为了测定种子萌发时的呼吸熵，现准备了3只锥形瓶（容积充分大，不考虑瓶内氧气的耗尽）、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等，并组装成下面的三套装置。

其中甲实验装置设计如下：

锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。

瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片，再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上，加入适量蒸馏水。

整个装置密封，并放置到20℃恒温环境中培养。

（1）小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是________________________________。

（2）由于发芽小麦种子（已消毒）的呼吸作用，甲装置内的气体发生了变化，使得墨滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是________________。

（3）甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵，由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的另一种气体的变化，从而测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，请将下面主要的方法步骤补充完整：

①乙装置锥形瓶的小烧杯内放入____________。

②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作；

③测出________________。

④再计算出CO2释放量。

（4）若甲装置测出的实验数据（墨滴向右移动量）为X，乙装置测得的实验数据（墨滴向右移动量）为Y，则呼吸熵计算式为：

__________。

如果呼吸熵小于1，说明________。

据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子_______（大、等、小）于小麦种子。

（5）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，必须另设丙装置进行校正。

则应对丙装置作相应处理：

锥形瓶中________________，小烧杯内________________，其他处理与实验组完全相同，同时记录相同时间内的读数变化。

如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z，则氧气实际消耗量应为________________。

二、探究酵母菌的呼吸方式

1．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，属于兼性厌氧型生物。

酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。

（2）、CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

根据石灰水浑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液中CO2的产生情况。

（3）、酒精的检测：

橙色的重铬酸钾，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。

2.实验步骤

甲乙

（1）制备酵母液

取两份新鲜酵母，每份10g，分别放入两个编好号的500mL广口瓶或锥形瓶中，再向瓶中分别加入200mL质量分数为5％的葡萄糖溶液，制成酵母发酵液，简称酵母液。

（2）检测

①使用石灰水（或Ba（OH）2溶液）检测CO2的生成

a.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，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。

b.B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完毕，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。

②使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成

溴麝香草酚蓝溶液的配制：

在锥形瓶中加入5mL质量浓度为10-4g/mL的溴麝香草酚蓝溶液、100mL蒸馏水、1滴质量浓度为0．1g/mL的NaOH溶液。

此时溶液为蓝色。

注意：

仍使用装置甲和装置乙，但要将瓶中的石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液，按装置图将反应容器连接好，装置1和装置2要同时连通溴麝香草酚蓝溶液。

③检测酒精的生成

a.取2支试管，按装置标号分别给试管标上1、2号。

向1、2号试管中各加入0．1g重铬酸钾晶体，然后分别向2支试管中小心地加入0．5mL浓硫酸，振荡试管使晶体溶解，待溶液冷却后备用。

b.将装置1和装置2中的酵母液的葡萄糖液取出，分别过滤，将滤液盛在2支干净的试管中。

各取出2mL滤液，分别加入1、2号试管中，振荡试管。

看单位时间内溶液颜色的变化。

（3）、实验现象及分析

1））现象：

、甲、乙装置中石灰水变浑浊，装置甲浑浊快且程度高。

、装置甲和装置乙的溴麝香草酚蓝溶液均变成黄色。

但装置乙变黄所需时间更长。

1号试管始终程橙色,2号试管由橙色变为灰绿色。

2））分析：

酵母菌有氧和无氧都生成CO2；

、酵母菌在有氧时比无氧时放出的CO2多且快；

、无氧时酵母菌分解葡萄糖产生了酒精。

（4）实验结论：

见课本P79

经典例题

1（变式）.为研究酵母菌发酵的产物，某研究小组设计了如图所示的装置图。

①号、②号试管中均加入3mI蒸馏水和少许0．1％溴麝香草酚蓝（简称BTB）溶液，直至溶液呈蓝绿色时为止。

（当环境偏酸性时，BTB溶液呈黄色）请回答下列问题：

（1）该实验是否可以去掉②号试管?

。

请说明理由：

。

（2）①号试管的现象是，其作用是。

（3）该实验中需要等到煮沸的葡萄糖液冷却后才能加酵母菌，原因是。

（4）图乙中哪条曲线能正确表示气泡释放速率的变化?

。

（5）若要证明释放的气泡是酵母菌所产生的，就需要设置一个对照实验，该对照实验应在原

实验的基础上做哪些改动?

答案：

（1）、不可以因为②号试管起对照作用

（2）、由蓝绿色变成黄色检验CO2的生成

（3）、防止高温杀死酵母菌（4）、曲线B

（5）、不加酵母菌，其余操作与实验组相同

2、图19为某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计的实验装置。

实验中，先向气球中加入10ml。

酵母菌培养液，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30min后烧杯中液面的变化量。

试回答：

（1）该实验所涉及的自变量是________________。

（2）为消除各种环境因素的变化带来的实验误差，应设计一对照实验，对照实验与图19相比，不同之处是__________________________。

（3）实验开始30min，烧杯内液面没有发生变化，其原因是____________；再过一段时间，烧杯内液面上升，其原因是____________。

为进一步确认该过程的发生，可以采用___________溶液检测发酵液中的某种产物。

（4）若用题干中的实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，应作两处调整，一是气球中不注入氧气；二是   ___________。

检测的指标是________________。

答案：

（1）氧气的变化量（或：

有氧条件和无氧条件。

其余合理答案可酌情给分）  

（2）将气球中的酵母菌培养液换成加热煮沸后冷却的酵母菌培养液（或不含酵母菌的培养液。

其余合理答案可酌情给分）  （3）酵母菌只进行了有氧呼吸 酵母菌进行了无氧呼吸（其余合理答案可酌情给分）   重铬酸钾  （4）取若干相同装置，并置于不同温度的恒温水浴锅中      不同温度下烧杯中液面上升量    

随题解析：

（1）氧气的变化量（或：

有氧条件和无氧条件。

其余合理答案可酌情给分）  

（2）将气球中的酵母菌培养液换成加热煮沸后冷却的酵母菌培养液（或不含酵母菌的培养液。

其余合理答案可酌情给分）  （3）酵母菌只进行了有氧呼吸 酵母菌进行了无氧呼吸（其余合理答案可酌情给分）   重铬酸钾  （4）取若干相同装置，并置于不同温度的恒温水浴锅中      不同温度下烧杯中液面上升量

实战演练

1、某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如右图）。

下列分析错误的（　　）

A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果

B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境

C.若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降

D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中

2．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。

通过对表中数据分析可得出的结论是（　　）

氧浓度（%）

a

b

c

d

产生CO2的量

9mol

12.5mol

15mol

30mol

产生酒精的量

9mol

6.5mol

6mol

0mol

A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率

B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率

C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵

D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

3、（2007上海生物）右图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。

由图可知（）

①有多种酶参与②最适合pH是7 ③最适温度是40℃ ④50℃时酶逐渐失活 ⑤0℃时酶逐渐失活

A．①③    B．②⑤   C．③④    D．④⑤ 

4．溴代麝香草酚蓝（BTB）是一种灵敏的酸碱指示剂，对光不敏感。

其一定浓度的水溶液中性偏碱时呈淡蓝色，弱酸性时呈淡黄色。

向4支试管分别注入5mi淡蓝色BTB水溶液，根据下表的处理顺序操作。

注：

“＋”表示有，“－”表示无

在适宜黑藻生长的温度下放置2小时后．溶液呈现淡蓝色的试管有（）（多选）

A．试管1B．试管2C．试管3D．试管4

5、某班同学研究呼吸作用的速率，用呼吸计测量并计算氧气吸收速率，实验装置如图甲所示。

将装置放入25℃水浴中，打开软管夹，10min后关闭软管夹，随后每隔5min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如图乙所示。

（1）第一组同学研究温度对于蛆呼吸作用速率的影响。

①图中X处所用的化学药品是。

②10min后才关闭软管夹的原因是。

软管夹关闭后液滴向方向移动，原因是。

③实验所用毛细管横截面积为2.5

，在20～30min时氧气的平均吸收速率为。

（2）第二组同学用同样装置进行同样研究，只是实验所用蛆的质量不同，为了能比较两组同学的实验，应对实验结果作一定的处理，处理方法是　　。

8.某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。

他们进行了如下实验：

将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封（瓶中无氧气），按下图装置实验。

当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤,除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。

请分析回答：

（1）甲、乙两组的实验变量是_______________，实验中需控制的无关变量主要有_______