4.4能量的獲得

學習目錄

目錄

模塊一知識網絡....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................1

【鞏固提高】..........................................................................................................................................6

知識重點

模塊一知識網絡

模塊二知識掌握

一、氧化供能糖類＋氧二氧化碳＋水＋能量

二、無氧呼吸：一些動物在劇烈運動時，肌肉急需大量的能量，但僅靠呼吸運動和血液循環不能滿

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足需求，所以細胞就進行無氧呼吸：葡萄糖乳酸＋能量（少量）

一些高等植物在水淹的情況下也可進行短時間的無氧呼吸：

葡萄糖酒精＋二氧化碳＋能量（少量）

意義：是對能量需求的一種暫時補充。

三、多樣的呼吸器官

動物要需要依靠氧氣和食物維持生命，在不同的環境中生活的動物，獲取氧氣的方式也不同。

[例題1]（2023?西湖區二模）某同學利用圖中的裝置進行酵母菌無氧呼吸實驗，步驟為：

①取10%葡萄糖溶液30mL注入錐形瓶中，置于35℃水浴中預熱；

②取干酵母3g，放入溫水中化開后，倒入錐形瓶中，充分振蕩搖勻；

③迅速向混合液表面滴加一薄層液體石蠟，用帶玻璃導管的橡皮塞密封瓶口，使玻璃導管伸入右

面試管的溶液底部；

④幾分種后，觀察實驗結果。

請回答下列問題：

（1）用液體石蠟密封液面的目的是；錐形瓶中加入葡萄糖溶液的目的

是；

（2）試管中有氣泡出現，石灰水；打開瓶塞，可以聞到（填某種物質）的氣味。

【解答】解：（1）用液體石蠟密封液面的目的是為酵母菌提供無氧環境，讓酵母菌進行無氧呼吸；

錐形瓶中加入葡萄糖溶液的目的是為酵母菌提供呼吸作用的原料。

（2）試管中出現氣泡，石灰水變渾濁，說明無氧呼吸能產生二氧化碳；酵母菌無氧呼吸能產生

酒精，所以打開瓶塞，可以聞見酒精氣味。

故答案為：

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（1）為酵母菌提供無氧環境；為酵母菌提供呼吸作用的原料

（2）變渾濁；酒精

[例題2]（2023春?濱江區校級月考）小金同學研究酵母菌的呼吸作用方式及其代謝產物時，設計

了如圖甲和乙裝置進行實驗。在35℃時，將酵母菌和一定質量分數的葡萄糖溶液（酵母菌培

養液）混合后，分別加入B和D裝置中。（忽略右邊空氣進入裝置的影響）據此回答下列問題。

（1）小金同學通過C和E裝置的澄清石灰水是否變渾濁，來判斷酵母菌是進行有氧呼吸還是無

氧呼吸。該判斷依據是否合理，請說明理由：。

（2）小金認為C裝置的澄清石灰水變渾濁不足以確定B裝置中產生了CO2，需要如何改進？

（3）利用傳感器測定并記錄D裝置中酵母菌數量、葡萄糖濃度和酒精濃度并繪制如圖丙曲線。

解釋在溫度為35℃時，圖丙中0～T1酒精含量沒有改變的原因是。

（4）實驗后，請將A裝置中的溶液恢復成原溶液，寫出反應方程

式：。

【解答】解：（1）不能根據CE的澄清破水變渾濁來判斷，因為酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都會

產生O2，都會使澄清石灰水變渾濁?？梢杂盟嵝灾劂t酸鉀來檢驗BD中是否有酒精產生；

（2）可以在通入空氣前，先通入氮氣將裝置中原有的CO2驅盡，防止影響實驗結果；

（3）酒精是酵母菌無氧呼吸的產物，此時酵母菌沒有進行無氧呼吸，葡糖糖未分解；

（4）氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：Na2CO3+Ca（OH）2＝

CaCO3↓+2NaOH。

故答案為：（1）不合理，因為酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都會產生CO2都會使澄清灰水變渾濁；

（2）通入空氣前，先通入氮氣將裝置中原有的CO2驅盡；

（3）酵母菌沒有進行無氧呼吸分解葡萄糖；

（4）Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH。

[例題3]（2022秋?婺城區期末）新型冠狀病毒主要侵犯人的呼吸系統，所以新冠患者主要以呼吸

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系統的癥狀為主。典型的癥狀就是發熱乏力，干咳等，目前大多數病例的愈后良好，但少數身

體抵抗力差的人會出現呼吸衰竭等較嚴重癥狀。

（1）重癥患者因呼吸衰竭不能吸入外界空氣中的氧氣進行有氧呼吸，此時人體某些細胞只能進

行無氧呼吸產生及少量能量，患者肌肉會有酸痛感。

（2）一名A型血的新冠患者因肺部炎癥，需要手術治療，輸血時原則上應輸入。

【解答】解：（1）無氧呼吸一般是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物

質分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。新冠肺炎患者出現肌肉酸疼的現象，

是因為患者呼吸衰竭吸收不了外界空氣中的氧氣進行有氧呼吸，肌肉組織會處于暫時性缺氧狀態，

此時肌肉細胞會進行無氧呼吸，并產生乳酸，導致肌肉會有酸痛。

（2）由分析可知：輸血以輸同型血為原則。但在緊急情況下，AB血型的人可以接受任何血型，

但只能輸給AB型的人，O型血可以輸給任何血型的人，但只能接受O型血。如果異血型者之間

輸血輸得太快太多，輸進來的凝集素來不及稀釋，紅細胞可能引起凝集反應。因此，輸血時應該

以輸入同型血為原則，異型血者之間輸血，只有在緊急情況下，不得已才采用。因此首先考慮的

應該是輸A型血。

故答案為：

（1）乳酸。

（2）A型血。

[例題4]（2022秋?臨海市期末）體育課上，小科進行了1000m測試，請問：

（1）在測試過程中，小科體內分解有機物所釋放的能量（選填“＜”、“＝”或“＞”）肌肉

收縮所消耗的能量。

（2）測試結束后，小科感到大腿肌肉酸脹，產生這種酸脹的感覺主要是由于。

A.有氧呼吸產生二氧化碳和水

B.有氧呼吸產生乳酸

C.無氧呼吸產生酒精

D.無氧呼吸產生乳酸

【解答】解：（1）呼吸作用是生物的基本特征，其表達式為：有機物+氧氣→二氧化碳+水+能量，

所以呼吸作用的實質是分解有機物，釋放能量，以滿足組織細胞進行生命活動的需求，同時一部

分能量以熱的形式散失出來。所以在測試過程中，小科體內分解有機物所釋放的能量除了供應肌

肉收縮以外，另一部分能量用于產熱，因此所釋放的能量大于肌肉收縮所消耗的能量。

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（2）當人體在劇烈運動時，不僅進行有氧呼吸，還進行無氧呼吸（此時有氧呼吸提供的能量不

夠人體消耗的），無氧呼吸的產物是乳酸，而乳酸顯酸性，人體又對乳酸吸收相對緩慢，大部分

遺留在體內，故肌肉會感覺酸痛?？梢奃正確。

故答案為：（1）＞；

（2）D。

[例題5]（2022秋?上城區期末）釀酒用的酵母菌在有氧情況下能進行有氧呼吸。消耗氧氣的同時

在同溫同壓下能產生等體積二氧化碳。而在無氧情況下能進行無氧呼吸。科學興趣小組運用如

圖實驗裝置驗證酵母菌呼吸作用的類型。實驗開始時，關閉活塞，觀察甲、乙兩個裝置中著色

液位置的變化，實驗環境溫度恒定5℃，實驗數據記錄如表，請分析回答：

實驗時012345678

間t/h

甲中著01020253033353535

色液移

動距離

x/mm

乙中著0002612152030

色液移

動距高

y/mm

（1）圖乙中液體A應是；

（2）實驗中，圖甲中的著色液會向（選填“左”或“右”）移動；

（3）對比實驗數據分析得出結論。

甲、乙兩種裝置均可驗證酵母菌呼吸作用的類型。

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【解答】解：（1）根據對照實驗的單一變量原則，此實驗的變量是二氧化碳，因此圖乙中液體A

應是蒸餾水5mL。

（2）酵母菌進行有氧呼吸，消耗氧氣，產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，致使容器內氣壓下

降，圖甲中的著色液會向左移動。

（3）裝置甲中的CO2會被NaOH溶液吸收，而酵母菌有氧呼吸消耗O2，所以裝置甲中著色液移

動的距離（左移）x表示酵母菌有氧呼吸消耗的O2的體積。裝置乙中著色液移動的距離y表示酵

母菌進行細胞呼吸產生的CO2與消耗的O2的體積之差（只進行有氧呼吸時，著色液不動；有氧

呼吸和無氧呼吸同時進行時，著色液右移）。0～2h，裝置甲著色液右移，裝置乙著色液不動，說

明只進行酵母菌有氧呼吸；2～6h這段時間內，裝置甲著色液左移，裝置乙著色液右移；說明酵

母菌既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；6～8h這段時間內，裝置甲中著色液不移動，裝置乙著

色液右移，說明酵母菌只進行無氧呼吸。

故答案為：（1）蒸餾水5mL；

（2）左；

（3）0～2h酵母菌有氧呼吸；2～6h酵母菌既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；6～8h酵母菌只

進行無氧呼吸。

【鞏固提高】

1.（2021秋?上虞區期末）校運動會上，小利參加完長跑比賽，感到大腿肌肉酸脹，產生這種現

象的原因是（）

A．有氧呼吸產生二氧化碳和水

B．無氧呼吸產生乳酸

C．無氧呼吸產生酒精

D．有氧呼吸產生乳酸

【解答】解：人在運動時機體對氧氣的消耗量增大，骨骼肌細胞氧氣供應不足，在細胞質基質中

積累的丙酮酸與NADH在酶的催化下轉化成乳酸，乳酸刺激相應的感受器，最終在大腦皮層形成

酸脹乏力感。因此一般人在劇烈運動后，會出現肌肉酸脹乏力感。可見B符合題意。

故選：B。

2.（2021秋?仙居縣期末）動物在長期的進化過程中形成了多種不同的呼吸方式和呼吸器官，下

列有關動物呼吸器官敘述正確的是（）

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A．魚的呼吸器官是肺B．青蛙的呼吸器官是鰓

C．鳥的呼吸器官是皮膚D．狗的呼吸器官是肺

【解答】解：A、魚終生生活在水中，吸收水中的溶解氧，用鰓呼吸，用鰭游泳，A錯誤；

B、青蛙的幼體蝌蚪生活在水中，用鰓呼吸，成蛙的呼吸器官是肺，皮膚輔助呼吸，B錯誤；

C、鳥的呼吸器官是肺，C錯誤；

D、狗是哺乳動物，呼吸器官是肺，D正確。

故選：D。

3.（2021秋?婺城區期末）與有氧呼吸相比，生物的無氧呼吸特點是（）

A．不需要酶的參與B．一定產生乳酸

C．沒有二氧化碳生成D．產生能量較少

【解答】解：A、無氧呼吸需要酶的參與，A錯誤。

B、無氧呼吸不一定產生乳酸，B錯誤。

C、無氧呼吸能產生二氧化碳，C錯誤。

D、有氧呼吸能釋放較多的能量，而無氧呼吸釋放能量較少。D正確。

故選：D。

4.（2020秋?婺城區期末）人體在劇烈運動狀態下，下列情況不可能發生的是（）

A．血液中的酒精含量增加B．體內貯存的糖原減少

C．肌肉中的乳酸積累增加D．呼吸、心跳頻率加快

【解答】解：人體在劇烈運動狀態下，甲狀腺激素和腎上腺素分泌增多，呼吸和心跳加快，從而

代謝加快，會消耗大量的葡萄糖，血糖降低時肝糖原會分解成葡萄糖，并且肌糖原也會分解產生

乳酸，因此貯存的糖原減少，同時由于供氧不足，會導致無氧呼吸產生乳酸積累增加，但不會產

生酒精，酒精是植物無氧呼吸的產物。

故選：A。

5.（2020秋?義烏市期末）在參加完體育測試后，有同學感到肌肉酸疼，其主要原因是（）

A．有氧呼吸產生了乳酸

B．無氧呼吸產生了乳酸

C．有氧呼吸產生了二氧化碳

D．無氧呼吸產生了二氧化碳

【解答】解：運動時機體對氧氣的消耗量增大，骨骼肌細胞氧氣供應不足，在細胞質基質中積累

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的丙酮酸與NADH在酶的催化下轉化成乳酸，乳酸刺激相應的感受器，最終在大腦皮層形成酸脹

乏力感。因此一般人在劇烈運動后，會出現肌肉酸脹乏力感。

故選：B。

6.（2020秋?拱墅區校級月考）如圖所示為高等植物在室內的二氧化碳氣體濃度與氧氣濃度之間

的關系圖像，下列關于有氧呼吸作用、無氧呼吸作用的說法錯誤的是（）

A．有氧呼吸氧化分解有機物較徹底、釋放能量較多，是主要的呼吸作用方式

B．無氧呼吸時，無氧呼吸的強度隨氧氣濃度的增加而增強

C．有氧呼吸、無氧呼吸都需要酶的參與

D．在細胞內無氧氣或氧氣較少（即氧氣少于一定臨界值）時才會進行無氧呼吸

【解答】解：A、氧化分解同質量的有機物，有氧呼吸釋放的能量比無氧呼吸多，故A正確。

B、無氧呼吸隨氧氣濃度增加而減弱，當氧氣達到一定值時甚至停止，故B錯誤。

C、無氧呼吸和有氧呼吸均需要多種酶催化，故C正確。

D、無氧呼吸隨氧氣濃度增加而減弱，故在無氧或低氧時才能進行無氧呼吸，故D正確。

故選：B。

7.（2020秋?永康市校級期末）某研究小組準備探究微生物的呼吸作用，設計實驗方案如下：關

閉活栓后根據U形管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。實驗開始時將右管液面高度調

至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化。（忽略其他原因引起的容積變化，

碳酸氫鈉飽和溶液不吸收二氧化碳氣體）

（1）若觀察到甲組右管液面上升，可判斷微生物有氧呼吸時（填“氧氣的消耗量”或

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“二氧化碳的產生量”）。

（2）若觀察到甲、乙兩組實驗中右管液面都不變，該微生物可能是（填“酵母菌”或“乳

酸菌”）進行無氧呼吸。

【解答】解：（1）微生物有氧呼吸時會產生二氧化碳。甲組裝置中放置了氫氧化鈉，可以吸收瓶

中呼吸時產生的二氧化碳，若觀察到甲組右管液面上升，是因為瓶中的氧氣被消耗，瓶內氣壓降

低，氣體被壓入導致右管液面上升。所以，可判斷微生物有氧呼吸時氧氣的消耗量。

（2）乙組裝置中碳酸氫鈉飽和溶液不吸收二氧化碳氣體，所以，此裝置可以測量呼吸過程中吸

入和呼出的氣體的差值。甲裝置測量的是氧氣的消耗量，如果右管液面不變，證明呼吸時沒有消

耗氧氣；乙組裝置右管液面都不變，證明微生物吸收氣體等于呼出的氣體的量，或者是呼吸作用

既不吸入氣體，也不呼出氣體是乳酸發酵的過程。將甲乙兩裝置對比，如果裝置中微生物是酵母

菌，則甲組裝置符合無氧呼吸的特點，但是乙裝置由于酵母菌無氧呼吸時產生了二氧化碳，將會

使右管液面下降，低于參考點。所以，該微生物可能是乳酸菌，乳酸菌無氧呼吸時，無氣體變化。

故答案為：（1）氧氣的消耗量。

（2）乳酸菌。

8.（2020秋?江干區期末）小金同學研究酵母菌的呼吸作用方式，及其代謝產物，設計圖甲和乙

裝置進行實驗。在35℃時，將酵母菌和一定質量分數的葡萄糖溶液混合后，加入B和D裝置

中。據此回答下列問題。

（1）小金同學通過C和E裝置的澄清石灰水是否變渾濁，來判斷酵母菌是進行有氧呼吸還是無

氧呼吸。該判斷依據是否合理，說明理由。

（2）小金認為C瓶澄清石灰水變渾濁不足以確定B瓶產生了CO2，需要如何改

進。

（3）利用傳感器測定并記錄裝置D中酵母菌數量、葡萄糖濃度和酒精濃度繪制圖丙曲線。解釋

在溫度為35℃時，圖丙中酒精含量變化的原因是。

【解答】解：（1）不能根據CE的澄清破水變渾濁來判斷，因為酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都會

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產生02，都會使澄清石灰水變渾濁?？梢杂盟嵝灾劂t酸鉀來檢驗BD中是否有酒精產生。

（2）可以在通入空氣前，先通入氮氣將裝置中原有的CO2驅盡，防止影響實驗結果。

（3）T1時葡萄糖充足，酵母菌大量繁殖，使酒精含量升高：T2時葡萄糖逐漸消耗，酵母菌因為

有害物質積累等原因數量下降，酒精含量不再升高。

故答案為：

（1）不合理，因為酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都會產生CO2都會使澄清灰水變渾濁

（2）通入空氣前，先通入氮氣將裝置中原有的CO2驅盡

（3）隨時間推移，葡萄糖逐漸消耗，酵母菌數量下降。

9.（2022?拱墅區三模）小樂用下列裝置探究酵母菌的呼吸方式，回答問題：

（1）酵母菌與人類生活關系密切。下列有關酵母菌說法正確的是（選填序號）。

①單細胞生物；②細胞中沒有成形的細胞核；③營養方式為寄生；④只能孢子生殖

（2）小樂選用A、B、C裝置探究酵母菌的有氧呼吸方式，則裝置連接的順序是：空氣→

（用字母和箭頭表示）；若裝置連接正確，并在適宜環境中培養8～10h，能證明酵母菌有氧呼吸

產生CO2的現象是。

（3）小樂選用A、D裝置探究酵母菌的無氧呼吸是否產生CO2，當D裝置剛裝配好后，立即連

接A裝置，判斷此做法是否正確，并說明理

由，。

【解答】解：（1）酵母菌為單細胞真菌，具有細胞壁、細胞膜、細胞核和細胞質等，體內不含葉

綠素，進行腐生生活，在有氧的情況下，分解葡萄糖產生二氧化碳和水，無氧時分解葡萄糖產生

二氧化碳和酒精；成熟的酵母菌細胞向外突出形成芽體，進行出芽生殖，也能進行孢子生殖，①

正確。

（2）10%的NaOH溶液是為了除去空氣中的CO2，所以選用A、B、C裝置探究酵母菌有氧呼吸

方式時的裝置順序是B→C→A．能證明酵母菌有氧呼吸產生CO2的現象是A裝置中澄清石灰水

變渾濁。

（3）裝置D的試管在裝配好后的初期存在少量氧氣，這時立即連通盛有澄清石灰水的試管A，

瓶中酵母菌可進行有氧呼吸，對實驗結果產生干擾，因此不能立即連通盛有澄清石灰水的試管

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A。

故答案為：（1）①

（2）B→C→A；A裝置中澄清石灰水變渾濁

（3）不正確；裝置D的試管在裝配好后的初期存在少量氧氣，這時立即連通盛有澄清石灰水的

試管A，瓶中酵母菌可進行有氧呼吸，對實驗結果產生干擾

10.（2021秋?普陀區期末）為了探究溫度對蟑螂呼吸快慢的影響，小明提出了自己的假設并設計

了如下實驗方案。

方案：把一只健壯的蟑螂放入30℃的密閉容器內（如圖甲），利用傳感器測定10分鐘內容器中溫

度值和氧氣含量的變化情況；10分鐘后，將冰袋放置在容器兩側，使容器內的溫度逐漸降低，并

測定隨后20分鐘內各個時間點的數據。多次重復實驗。

（1）小明對該實驗提出的假設：。

（2）該實驗通過反映蟑螂呼吸的快慢。

（3）根據乙圖所得數據，小明得出了實驗結論為：。

【解答】解：（1）小明為了探究溫度對蟑螂呼吸快慢的影響，做出的假設是對提出問題肯定或否

定的回答，小明對該實驗提出的假設是：溫度對蟑螂呼吸快慢有（或沒有）影響。

（2）蟑螂的呼吸作用是吸入空氣中的氧，分解有機物，并呼出二氧化碳，公式表示為：有機物+

氧→二氧化碳+水+能量。所以可以通過測定容器中氧氣的含量來反映蟑螂呼吸作用的快慢。

（2）根據圖乙曲線可知，前10分鐘溫度不變時，容器內氧氣含量因呼吸作用而迅速減少，10分