河北 王守民

細(xì)胞呼吸方式的判斷方法及例析

河北 王守民

酵母菌、植物種子等生物、組織或細(xì)胞，在氧氣充足時(shí)，可進(jìn)行有氧呼吸，在沒有氧氣時(shí)，也可進(jìn)行無(wú)氧呼吸，在氧氣不足時(shí)，還可同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。關(guān)于細(xì)胞呼吸方式的判斷在高考中時(shí)常出現(xiàn)，那么這些生物、組織或細(xì)胞在不同條件下發(fā)生的是哪種呼吸方式呢？解題時(shí)可以根據(jù)反應(yīng)場(chǎng)所、反應(yīng)物和生成物的種類及比例、曲線類型以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行分析判斷。

1.依據(jù)反應(yīng)場(chǎng)所來判斷

（1）對(duì)于真核生物來說，有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，而無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所則是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，因此對(duì)真核生物而言，有線粒體參與的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸，無(wú)線粒體參與的細(xì)胞呼吸一定是無(wú)氧呼吸；

（2）對(duì)于原核生物來說，原核細(xì)胞中無(wú)線粒體，故有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都沒有線粒體的參與，但有些原核生物細(xì)胞中存在與有氧呼吸有關(guān)的酶，可進(jìn)行有氧呼吸，如硝化細(xì)菌、藍(lán)藻等。

例1.（原創(chuàng)）下列有關(guān)細(xì)胞呼吸的說法，不正確的是（ ）

A. 硝化細(xì)菌的有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中完成

B. 人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌細(xì)胞的無(wú)氧呼吸發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

C. 蛔蟲的無(wú)氧呼吸沒有線粒體的參與

D. 葉肉細(xì)胞有氧呼吸在線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生CO2

【解析】硝化細(xì)菌是原核生物，沒有線粒體，其有氧呼吸只發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，故A錯(cuò)誤；人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌細(xì)胞的無(wú)氧呼吸只發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，故B正確；無(wú)氧呼吸的進(jìn)行均不需線粒體的參與，蛔蟲也不例外，故C正確；葉肉細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生CO2，是在線粒體基質(zhì)中生成的，故D正確。

【答案】A

2.依據(jù)反應(yīng)物和生成物來判斷

（1）若需消耗O2，則一定存在有氧呼吸；

（2）若產(chǎn)物有水，則一定存在有氧呼吸；

（3）若產(chǎn)物中有酒精或乳酸，則一定有無(wú)氧呼吸；

（4）若產(chǎn)物中有CO2，則不能判斷是有氧呼吸，還是無(wú)氧呼吸，還是既有有氧呼吸又有無(wú)氧呼吸，需依據(jù)CO2釋放量和O2吸收量或酒精產(chǎn)生量來判斷。

例2.（原創(chuàng)）下列有關(guān)細(xì)胞呼吸的相關(guān)敘述，不正確的是（ ）

A. 有水生成的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸

B. 產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸一定不產(chǎn)生CO2

C. 產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸一定產(chǎn)生CO2

D. 產(chǎn)生CO2的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸

【解析】有氧呼吸的過程中，第二階段消耗水，第三階段[H]與氧結(jié)合產(chǎn)生水，而無(wú)氧呼吸無(wú)論產(chǎn)生酒精還是乳酸，都沒有同時(shí)產(chǎn)生水，故A正確；在無(wú)氧呼吸過程中，如產(chǎn)生乳酸，不會(huì)同時(shí)有水或CO2生成，故B正確；在無(wú)氧呼吸過程中，產(chǎn)生酒精的同時(shí)就會(huì)生成CO2，故C正確；有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸過程中，都會(huì)有CO2的形成，不能根據(jù)CO2的生成來判斷呼吸方式，故D錯(cuò)誤。

【答案】D

3.依據(jù)CO2釋放量和O2吸收量來判斷

（1）無(wú)CO2釋放和O2吸收時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸；

（2）不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸；

（3）當(dāng)CO2釋放量等于O2吸收量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；

（4）當(dāng)CO2釋放量大于O2吸收量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)（以消耗葡萄糖的多少來衡量），可如下分析：

①若VCO2/VO2=4/3，則有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；

②若VCO2/VO2＞4/3，則無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸；

③若VCO2/VO2＜4/3，則無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于有氧呼吸。

例3.貯存的水果，通過測(cè)定下列哪項(xiàng)可準(zhǔn)確判斷其細(xì)胞呼吸方式 （ ）

A. 水的生成量

B. 酒精的生成量

C. 有機(jī)物的消耗量

D. O2消耗量與CO2生成量的比值

【解析】根據(jù)氧氣的消耗量與二氧化碳生成量的比值，可判斷細(xì)胞呼吸的類型。若氧氣消耗量=二氧化碳生成量，則說明為有氧呼吸，若氧氣消耗量＜二氧化碳生成量，則說明有氧呼吸與無(wú)氧呼吸共存，若沒有氧氣消耗，只產(chǎn)生二氧化碳，則說明僅存在無(wú)氧呼吸。

【答案】D

4.依據(jù)CO2釋放量和酒精產(chǎn)生量來判斷

（1）當(dāng)只有CO2產(chǎn)生而不產(chǎn)生酒精時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；

（2）當(dāng)CO2產(chǎn)生量等于酒精產(chǎn)生量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；

（3）當(dāng)CO2產(chǎn)生量大于酒精產(chǎn)生量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸

例4.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通過對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可得出的結(jié)論是 （ ）

__氧濃度（%） a b c d__產(chǎn)生CO2的量 9 mol _12.5 mol _15 mol _30 mol__產(chǎn)生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol

A. a時(shí)酵母菌有氧呼吸速率等于無(wú)氧呼吸

B. b時(shí)酵母菌有氧呼吸速率大于無(wú)氧呼吸

C. c時(shí)50%的葡萄糖用于酵母菌酒精發(fā)酵

D. d時(shí)酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸未進(jìn)行無(wú)氧呼吸

【答案】D

【解析】通過有氧呼吸和無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式可知，若CO2產(chǎn)生量等于酒精的產(chǎn)生量，則說明此時(shí)酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，而當(dāng)CO2產(chǎn)生量大于酒精的產(chǎn)生量時(shí)，則說明此時(shí)酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，通過計(jì)算可知b濃度時(shí)有氧呼吸速率小于無(wú)氧呼吸速率，c濃度時(shí)67.7%的酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，d濃度時(shí)無(wú)酒精產(chǎn)生，則說明此時(shí)酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸。

5.依據(jù)曲線類型來判斷（以酵母菌為例，其曲線如圖）

_圖示 分析 __________結(jié)論_A點(diǎn) 只產(chǎn)生CO2，不吸收O2_______只進(jìn)行無(wú)氧呼吸_________B點(diǎn) 產(chǎn)生CO2量多于吸收O2量 兩種呼吸方式同時(shí)存在，_______________________________且CO2釋放量最低_______C點(diǎn)及_以后 產(chǎn)生CO2量等于吸收O2量 只進(jìn)行有氧呼吸D點(diǎn) O2濃度=10% 無(wú)氧呼吸消失，以后只進(jìn)________________________________行有氧呼吸______________AC段 產(chǎn)生CO2量多于吸收O2量 兩種呼吸方式同時(shí)存在

例5.（1997年上海高考題）如圖表示大氣中氧氣的濃度對(duì)植物組織內(nèi)CO2產(chǎn)生的影響，試據(jù)圖回答：

（1）A點(diǎn)表示植物釋放的CO2較多，這些CO2是_______________的產(chǎn)物。

（2）由A到B階段，CO2的釋放量急劇減少，其原因是_______________。

（3）由B到C階段，CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因____________________。

（4）為了有利于貯藏蔬菜或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度？____________，采取這一措施的理由是____________________。

【解析】（1）A點(diǎn)時(shí)氧氣濃度為0，所以此時(shí)二氧化碳是無(wú)氧呼吸釋放的。

（2）由A到B階段，二氧化碳的釋放量急劇減少，其原因是氧氣增加，無(wú)氧呼吸受到抑制。

（3）由B到C階段，二氧化碳的釋放又不斷增加，其原因是氧氣充足時(shí)，有氧呼吸加強(qiáng)，二氧化碳釋放量增加。

（4）B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度有氧呼吸已明顯降低，同時(shí)又抑制了無(wú)氧呼吸，水果和蔬菜組織內(nèi)糖類等有機(jī)物分解得很慢。

【答案】（1）無(wú)氧呼吸 （2）氧氣增加，無(wú)氧呼吸受抑制（3）氧氣充足，有氧呼吸加強(qiáng)，CO2釋放量增多 （4）B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度 這時(shí)有氧呼吸已明顯降低，同時(shí)又抑制了無(wú)氧呼吸，水果和蔬菜組織內(nèi)糖類等有機(jī)物分解得最慢

6.依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來判斷（如圖）

（1）若裝置1中液滴向左移動(dòng)，裝置2中液滴不移動(dòng)，則只進(jìn)行有氧呼吸；

（2）若裝置1中液滴不移動(dòng)，裝置2中液滴向右移動(dòng)，則只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸；

（3）若裝置1中液滴向左移動(dòng)，裝置2中液滴向右移動(dòng)，則既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸；

（4）若裝置1和裝置2均不移動(dòng)，則只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸。

例6.下圖是探究酵母菌呼吸方式的裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

A. 假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴不動(dòng)，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸

B. 假設(shè)裝置一中的液滴不移動(dòng)，裝置二中的液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸

C. 假設(shè)裝置一中的液滴左移，裝置二中的液滴右移，說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸

D. 假設(shè)裝置一、二中的液滴均不移動(dòng)，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸或只進(jìn)行無(wú)氧呼吸

【解析】酵母菌是兼性厭氧型生物，既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸公式和無(wú)氧呼吸公式，可得出結(jié)論：如果酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則產(chǎn)生氣體量（CO2）等于消耗氣體量（O2），如果酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則將產(chǎn)生氣體（CO2），而無(wú)氣體（O2）的消耗，如果兩種呼吸都有，則產(chǎn)生的氣體量大于消耗的氣體量。

再來分析兩個(gè)裝置的不同對(duì)液滴移動(dòng)的影響，左側(cè)裝置內(nèi)置NaOH溶液，它能吸收容器內(nèi)CO2，所以CO2的變化不對(duì)液滴移動(dòng)產(chǎn)生影響，因此液滴的移動(dòng)只能由氧氣的變化所引起，液滴左移表示氧氣消耗，右移則表示氧氣增多，不動(dòng)則表示無(wú)氧氣變化。在此題中，左側(cè)裝置液滴不可能右移（除非氣體受熱膨脹），左移表示酵母菌有氧呼吸消耗氧氣，不動(dòng)則表示酵母菌無(wú)氧呼吸。

而右側(cè)裝置內(nèi)置清水作為對(duì)照，液滴移動(dòng)由容器內(nèi)氣體消長(zhǎng)所引起，液滴左移表示產(chǎn)生氣體量小于消耗氣體量，右移則結(jié)論相反。在此題中，右側(cè)裝置液滴左移表示產(chǎn)生的CO2小于消耗的O2，根據(jù)上面的分析，這種情況不會(huì)發(fā)生；右移則表示產(chǎn)生的CO2大于消耗的O2，這種情況說明酵母菌存在兩種呼吸；如果液滴不動(dòng)，則說明酵母菌只有有氧呼吸。所以答案選D。

【答案】D

只要充分理解和把握細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，靈活運(yùn)用解題的方法技巧，學(xué)會(huì)分析問題和解決問題的思路方法，就能很好地解決有關(guān)細(xì)胞呼吸方式的判定問題，就不會(huì)造成不必要的失分，從而提高解題能力和學(xué)科成績(jī)。

（作者單位：河北省灤平縣第一中學(xué)）