第4章 细胞的能量供应和利用（1）呼吸作用学案-初升高生物人教版（2019）教材衔接

第4章细胞的能量供应和利用（1）呼吸作用——初升高生物人教版（2019）教材衔接知识衔接回顾初中一、呼吸作用的过程二、呼吸作用是生物的共同特征在所有具有细胞结构的生物体内，有机物分解、提供能量的方式是基本相似的，都是通过细胞的呼吸作用。三、绿色植物在维持生物圈碳—氧平衡中的作用生物的呼吸作用及人类使用燃料时消耗大量氧气，释放二氧化碳；绿色植物通过光合作用不断消耗大气中的二氧化碳，将氧气排放到大气中，维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。衔接高中一、细胞呼吸的类型1.依据：细胞呼吸过程中是否有氧气参与。2.类型：有氧呼吸和无氧呼吸。二、有氧呼吸1.概念：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。酶2.化学反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。3.过程第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸、水[H]、O2生成物丙酮酸、[H]、ATPCO2、[H]、ATPH2O、ATP能量少量能量少量能量大量能量与有机物在体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐渐释放的；少部分能量储存在ATP之中，大多数能量以热能的形式散失。三、无氧呼吸1.概念：细胞在无氧条件下，经过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和CO2或乳酸等，释放能量，生成少量ATP的过程。2.场所：全过程是在细胞质基质中发生的。3.过程第一阶段第二阶段产物酒精和CO2大多数植物、酵母菌等乳酸高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等四、细胞呼吸原理的应用对有氧呼吸原理的应用1.包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。2.提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。3.及时松土有利于植物根系生长。4.稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。对无氧呼吸原理的应用1.利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。2.利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。3.破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。习题巩固1.下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A.需用酸性的重铬酸钾检测厌氧呼吸的产物B.葡萄糖在线粒体中被彻底分解为CO2和H2OC.提倡有氧运动可减少因剧烈运动导致的乳酸堆积D.可通过低氧、干燥环境来延长新鲜荔枝的保存时间2.储藏果蔬时，为减少有机物的消耗，常采用降低氧气含量的措施，以减弱果蔬的()A.化能合成作用 B.呼吸作用 C.渗透作用 D.蒸腾作用3.在离体的线粒体悬浮液中加入物质“X”后，发现线粒体中有二氧化碳释放。请推断物质“X”是()A.乳酸 B.乙醇 C.葡萄糖 D.丙酮酸4.研究人员体外培养成肌细胞，并用成纤维细胞生长因子21（FGF21）刺激，检测细胞内ATP含量，结果如图所示。根据该结果推测FGF21的功能，不合理的是()A.增加线粒体数量 B.促进有氧呼吸C.促进无氧呼吸 D.提升ATP合成酶的活性5.下列有关细胞呼吸过程的叙述，错误的是()A.有氧呼吸既消耗水，又产生水B.无氧呼吸既不消耗氧气，也不消耗水C.有氧呼吸和无氧呼吸均主要在最后一个阶段释放能量D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量均主要以热能形式散失6.马拉松运动员在比赛过程中，需要依靠细胞呼吸提供大量能量。下列关于细胞呼吸叙述正确的是()A.人体细胞呼吸产生CO2的场所在细胞溶胶和线粒体B.O2参与需氧呼吸的第三阶段C.人体细胞厌氧呼吸的每个阶段都能产生ATPD.进行厌氧呼吸时，葡萄糖中的大部分能量以热能形式散失7.叶绿体和线粒体都能完成物质与能量的转化，关于菠菜中这两种细胞器的叙述，正确的是()A.都能产生还原剂，但不是同一种物质B.都能产生ATP，且都发生在内膜上C.叶绿体在白天和夜晚都能进行暗反应D.线粒体在有氧或无氧条件下都能产生CO28.下图为真核细胞需氧呼吸过程中的某一阶段示意图，其基本过程是在电子传递过程中H+向膜一侧转运，形成质子动力势能，驱动ATP的合成。据图分析，下列叙述正确的是()A.图中的膜是线粒体外膜，进行需氧呼吸第二阶段反应B.ATP合成酶既具有催化作用，又具有转运H+作用C.葡萄糖的浓度不会影响该阶段的反应速率D.合成的ATP可用于细胞中的各项放能反应9.下图为探究酵母菌细胞呼吸的方式（试管内上部空间有充足的氧气）的改进装置。下列相关叙述正确的是()A.上述实验是对比实验，甲为对照组，乙为实验组B.两个装置中酵母菌产生CO2的场所相同，都可检测到pH下降C.若X为溴麝香草酚蓝，则乙装置中溶液先变成黄色D.实验开始后即可以加入酸性重铬酸钾检测酒精是否产生10.人在长时间剧烈运动过程中同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，产生较多的乳酸，从而引起肌肉酸痛。下列叙述正确的是()A.人体主要依赖于厌氧呼吸提供能量B.产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体C.此过程中乳酸脱氢酶将丙酮酸还原为乳酸D.油脂需先分解成甘油和脂肪酸再参与细胞呼吸11.呼吸作用的原理在生产生活中具有广泛的应用。下列说法错误的是()A.选择消毒透气的“创可贴”包扎伤口，是为了保障人体细胞有氧呼吸B.在马拉松长跑的过程中，人体CO2释放量与O2消耗量之比为1：1C.在储藏粮食、新鲜蔬菜和水果时，应降低环境温度、降低氧气含量D.给土壤中耕松土可促进根系呼吸，有利于矿质元素的吸收12.糖酵解是葡萄糖分解产生丙酮酸的过程,氧气可以降低糖类的分解和减少糖酵解产物的积累,这种现象称为巴斯德效应。研究发现,ATP对糖酵解相关酶的活性有抑制作用,而ADP对其有激活作用。下列说法错误的是()A.催化糖酵解系列反应的酶存在于酵母细胞的细胞质基质B.供氧充足的条件下,丙酮酸进入线粒体产生CO2的同时可产生大量的[H]C.供氧充足的条件下,细胞质基质中ATP/ADP增高对糖酵解速度有抑制作用D.供氧不足的条件下,NAD+和NADH的转化速度减慢且糖的消耗减少13.如图是真核生物的细胞呼吸过程图解，图中①~⑤表示代谢过程，X、Y代表物质。下列相关叙述错误的是()A.图中能生成ATP的代谢过程有①③④⑤B.物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄C.过程②和⑤分别发生在线粒体基质和细胞质基质中D.人体细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶14.某同学设置下图所示实验装置，探究酵母菌细胞呼吸方式。下列叙述正确的是()A.甲瓶中可加入植物蜡，乙瓶中可加入澄清石灰水B.反应结束后取甲瓶中样液加入重铬酸钾溶液，出现橙色C.甲瓶中添加的葡萄糖浓度越高，越有利于酵母菌的繁殖D.甲瓶酵母菌培养液配好后立即连接乙瓶，可减少实验误差15.下面分别是真核细胞内呼吸作用的过程和“探究酵母菌细胞呼吸的方式”装置图，请据图回答：（1）图一中①过程发生的场所是________，图一中能产生ATP的过程有________（填序号）。其中X代表__________、Y代表__________。（2）花盆里的土壤板结后，需要及时松土，其目的是促进_______（填序号）过程的进行，有利于植物对无机盐离子的吸收。（3）图二甲装置中NaOH溶液的作用是_____________。乙装置中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，其目的是___________。（4）图二中的实验结束时，取少量酵母菌培养液A和培养液B，分别加入酸性的重铬酸钾溶液，其中B呈现_____________，说明该种呼吸方式的产物有_______________。

答案以及解析1.答案：C解析：A、厌氧呼吸的产物有酒精和CO2或者乳酸，可以用酸性重铬酸钾检测厌氧呼吸产生的酒精，酸性重铬酸钾不能检测乳酸和CO2，A错误；B、葡萄糖需要在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体进一步分解，B错误；C、剧烈运动导致氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸强度增大，产生的乳酸大量积累而导致肌肉酸痛，因此提倡有氧运动可减少因剧烈运动导致的乳酸堆积，C正确；D、水果(如新鲜荔枝)、蔬菜应储存在低氧、一定湿度和零上低温的环境下，D错误。故选C。2.答案：B解析：储藏果蔬过程中，需要减少有机物的消耗，即降低呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸），而果实主要进行有氧呼吸，其次还能进行无氧呼吸，故采用降低氧气含量的措施，以减弱果蔬的呼吸作用，B正确，ACD错误。故选B。3.答案：D解析：线粒体不能直接利用葡萄糖，在离体的线粒体悬浮液中加入物质“X”后，发现线粒体中有二氧化碳释放，表明在线粒体中进行了有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水结合生成二氧化碳和[H]，并合成少量的ATP，因此加入的物质“X”是丙酮酸。D符合题意。故选D。4.答案：C解析：由图可知，FGF21可以促进ATP含量的提升，增加线粒体数量、促进有氧呼吸、提升ATP合成酶活性均可提升ATP含量，而促进无氧呼吸会使ATP含量减少，C符合题意，ABD不符合题意。故选C。5.答案：C解析：A、有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A正确；B、无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸或酒精和CO2，该过程既不消耗氧气，也不消耗水，B正确；C、有氧呼吸第三阶段释放的能量多于前两个阶段，无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，C错误；D、有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量均主要以热能形式散失，D正确。故选C。6.答案：B解析：A、人体细胞厌氧呼吸不产生CO2，需氧呼吸产生CO2，场所是线粒体基质，故人体细胞呼吸产生CO2的场所只有线粒体，A错误；B、O2参与需氧呼吸的第三阶段，与前两个阶段产生的[H]结合生成水，同时释放大量能量，B正确；C、人体细胞厌氧呼吸只有第一阶段能产生ATP第二阶段不产生ATP，C错误；D、进行厌氧呼吸时，葡萄糖中的大部分能量储存在不彻底的氧化产物(如乳酸)中，D错误。故选B。7.答案：A解析：A、叶绿体在光反应中产生还原剂NADPH，线粒体在有氧呼吸中产生NADH，两者均为还原剂但种类不同，A正确；B、叶绿体的ATP在类囊体膜产生，线粒体的ATP在内膜产生，B错误；C、暗反应依赖光反应提供的ATP和NADPH，夜晚无无法进行暗反应，C错误；D、线粒体通过有氧呼吸第二阶段（基质）产生CO2，无氧条件下细胞进行无氧呼吸（细胞质基质），线粒体不参与，D错误。故选A。8.答案：B解析：A、需氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，而图中的膜进行的是电子传递链过程，是线粒体内膜不是线粒体外膜，A错误；B、从图中可以看到，H+通过ATP合成酶从膜间隙转运到基质，同时ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP，所以ATP合成酶既具有催化作用，又具有转运H+作用，B正确；C、葡萄糖经过糖酵解形成丙酮酸后才能进入线粒体进行需氧呼吸后续阶段，葡萄糖的浓度会影响糖酵解的速率，进而影响需氧呼吸后续阶段，包括图中这一阶段的反应速率，C错误；D、合成的ATP可用于细胞中的各项吸能反应，而不是放能反应，D错误。故选B。9.答案：C解析：A、上述实验是对比实验，甲、乙均为实验组，A错误；B、两个装置中酵母菌产生CO2的场所不相同，甲中酵母菌产生二氧化碳的场所是细胞质基质，乙中酵母菌产生二氧化碳的场所是线粒体基质，两个装置都可检测到pH下降，B错误；C、乙装置中酵母菌有氧呼吸产生的二氧化碳比甲装置中酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳多，若X为溴麝香草酚蓝，则乙装置中溶液先变成黄色，C正确；D、由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾溶液发生颜色翻译，因此实验结束后才可以加入酸性重铬酸钾检测酒精是否产生，D错误。故选C。10.答案：D解析：A、人在长时间剧烈运动过程中，虽然同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，但人体主要依赖需氧呼吸提供能量，厌氧呼吸只是辅助，A错误；B、人体细胞需氧呼吸产生CO2的场所是线粒体，厌氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，所以产生CO2的场所只有线粒体，B错误；C、乳酸脱氢酶能催化[H]将丙酮酸还原为乳酸，C错误；D、糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物——单糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通过多种途径进入细胞呼吸过程被氧化分解，释放出所储存的能量。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一个三碳化合物后进入糖酵解，脂肪酸则进一步被分解，D正确。故选D。11.答案：A解析：A、若不慎受伤，应选择消毒透气的纱布或“创可贴”包扎伤口，防止破伤风杆菌等厌氧菌繁殖，A错误；B、由于人体细胞无氧呼吸不消耗氧气，也不释放二氧化碳，且有氧呼吸消耗的氧气量与释放的二氧化碳量相等，因此在马拉松长跑的过程中，人体CO2释放量与O2消耗量之比为1∶1，B正确；C、在储藏粮食、新鲜蔬菜和水果时，应降低环境温度、降低氧气含量，降低呼吸作用，C正确；D、给土壤中耕松土可促进根系呼吸，释放大量的能量，进而有利于矿质元素的吸收（吸收矿质元素的方式为主动运输，需要消耗能量），D正确。故选A。12.答案：D解析：根据题意,糖酵解是葡萄糖分解产生丙酮酸的过程,葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质,故催化糖酵解系列反应的酶存在于酵母细胞的细胞质基质,A正确;供氧充足的条件下细胞进行有氧呼吸,丙酮酸进入线粒体产生CO2的同时可产生大量的NADH,即[H],B正确；供氧充足的条件下,细胞中ATP含量升高,而ATP对糖酵解相关酶的活性有抑制作用,即细胞质基质中ATP/ADP增高对糖酵解速率有抑制作用,C正确；供氧不足的条件下细胞进行无氧呼吸,NAD+和NADH的转化速度减慢且糖的消耗会增加,D错误。13.答案：A解析：A、无氧呼吸的第二阶段没有ATP产生，图中能生成ATP的代谢过程有①③，A错误；B、物质Y为CO2，可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，B正确；C、根据分析可知，过程②为有氧呼吸第二阶段和⑤为无