细胞呼吸方式的判断方法及例析

河北 王守民

细胞呼吸方式的判断方法及例析

河北 王守民

酵母菌、植物种子等生物、组织或细胞，在氧气充足时，可进行有氧呼吸，在没有氧气时，也可进行无氧呼吸，在氧气不足时，还可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。关于细胞呼吸方式的判断在高考中时常出现，那么这些生物、组织或细胞在不同条件下发生的是哪种呼吸方式呢？解题时可以根据反应场所、反应物和生成物的种类及比例、曲线类型以及实验结果等进行分析判断。

1.依据反应场所来判断

（1）对于真核生物来说，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所则是细胞质基质，因此对真核生物而言，有线粒体参与的细胞呼吸一定是有氧呼吸，无线粒体参与的细胞呼吸一定是无氧呼吸；

（2）对于原核生物来说，原核细胞中无线粒体，故有氧呼吸和无氧呼吸都没有线粒体的参与，但有些原核生物细胞中存在与有氧呼吸有关的酶，可进行有氧呼吸，如硝化细菌、蓝藻等。

例1.（原创）下列有关细胞呼吸的说法，不正确的是（ ）

A. 硝化细菌的有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中完成

B. 人剧烈运动时，肌细胞的无氧呼吸发生于细胞质基质

C. 蛔虫的无氧呼吸没有线粒体的参与

D. 叶肉细胞有氧呼吸在线粒体基质中产生CO2

【解析】硝化细菌是原核生物，没有线粒体，其有氧呼吸只发生于细胞质基质中，故A错误；人剧烈运动时，肌细胞的无氧呼吸只发生于细胞质基质，故B正确；无氧呼吸的进行均不需线粒体的参与，蛔虫也不例外，故C正确；叶肉细胞有氧呼吸产生CO2，是在线粒体基质中生成的，故D正确。

【答案】A

2.依据反应物和生成物来判断

（1）若需消耗O2，则一定存在有氧呼吸；

（2）若产物有水，则一定存在有氧呼吸；

（3）若产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸；

（4）若产物中有CO2，则不能判断是有氧呼吸，还是无氧呼吸，还是既有有氧呼吸又有无氧呼吸，需依据CO2释放量和O2吸收量或酒精产生量来判断。

例2.（原创）下列有关细胞呼吸的相关叙述，不正确的是（ ）

A. 有水生成的细胞呼吸一定是有氧呼吸

B. 产生乳酸的无氧呼吸一定不产生CO2

C. 产生酒精的无氧呼吸一定产生CO2

D. 产生CO2的细胞呼吸一定是有氧呼吸

【解析】有氧呼吸的过程中，第二阶段消耗水，第三阶段[H]与氧结合产生水，而无氧呼吸无论产生酒精还是乳酸，都没有同时产生水，故A正确；在无氧呼吸过程中，如产生乳酸，不会同时有水或CO2生成，故B正确；在无氧呼吸过程中，产生酒精的同时就会生成CO2，故C正确；有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程中，都会有CO2的形成，不能根据CO2的生成来判断呼吸方式，故D错误。

【答案】D

3.依据CO2释放量和O2吸收量来判断

（1）无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸；

（2）不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸；

（3）当CO2释放量等于O2吸收量时，细胞只进行有氧呼吸；

（4）当CO2释放量大于O2吸收量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势（以消耗葡萄糖的多少来衡量），可如下分析：

①若VCO2/VO2=4/3，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；

②若VCO2/VO2＞4/3，则无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸；

③若VCO2/VO2＜4/3，则无氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于有氧呼吸。

例3.贮存的水果，通过测定下列哪项可准确判断其细胞呼吸方式 （ ）

A. 水的生成量

B. 酒精的生成量

C. 有机物的消耗量

D. O2消耗量与CO2生成量的比值

【解析】根据氧气的消耗量与二氧化碳生成量的比值，可判断细胞呼吸的类型。若氧气消耗量=二氧化碳生成量，则说明为有氧呼吸，若氧气消耗量＜二氧化碳生成量，则说明有氧呼吸与无氧呼吸共存，若没有氧气消耗，只产生二氧化碳，则说明仅存在无氧呼吸。

【答案】D

4.依据CO2释放量和酒精产生量来判断

（1）当只有CO2产生而不产生酒精时，细胞只进行有氧呼吸；

（2）当CO2产生量等于酒精产生量时，细胞只进行无氧呼吸；

（3）当CO2产生量大于酒精产生量时，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸

例4.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 9 mol _12.5 mol _15 mol _30 mol__产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol

A. a时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸

B. b时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸

C. c时50%的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵

D. d时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

【答案】D

【解析】通过有氧呼吸和无氧呼吸总反应式可知，若CO2产生量等于酒精的产生量，则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，而当CO2产生量大于酒精的产生量时，则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，通过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，c浓度时67.7%的酵母菌进行酒精发酵，d浓度时无酒精产生，则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。

5.依据曲线类型来判断（以酵母菌为例，其曲线如图）

_图示 分析 __________结论_A点 只产生CO2，不吸收O2_______只进行无氧呼吸_________B点 产生CO2量多于吸收O2量 两种呼吸方式同时存在，_______________________________且CO2释放量最低_______C点及_以后 产生CO2量等于吸收O2量 只进行有氧呼吸D点 O2浓度=10% 无氧呼吸消失，以后只进________________________________行有氧呼吸______________AC段 产生CO2量多于吸收O2量 两种呼吸方式同时存在

例5.（1997年上海高考题）如图表示大气中氧气的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试据图回答：

（1）A点表示植物释放的CO2较多，这些CO2是_______________的产物。

（2）由A到B阶段，CO2的释放量急剧减少，其原因是_______________。

（3）由B到C阶段，CO2的释放量又不断增加，其主要原因____________________。

（4）为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？____________，采取这一措施的理由是____________________。

【解析】（1）A点时氧气浓度为0，所以此时二氧化碳是无氧呼吸释放的。

（2）由A到B阶段，二氧化碳的释放量急剧减少，其原因是氧气增加，无氧呼吸受到抑制。

（3）由B到C阶段，二氧化碳的释放又不断增加，其原因是氧气充足时，有氧呼吸加强，二氧化碳释放量增加。

（4）B点所对应的浓度有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得很慢。

【答案】（1）无氧呼吸 （2）氧气增加，无氧呼吸受抑制（3）氧气充足，有氧呼吸加强，CO2释放量增多 （4）B点所对应的浓度 这时有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得最慢

6.依据实验结果来判断（如图）

（1）若装置1中液滴向左移动，装置2中液滴不移动，则只进行有氧呼吸；

（2）若装置1中液滴不移动，装置2中液滴向右移动，则只进行产生酒精的无氧呼吸；

（3）若装置1中液滴向左移动，装置2中液滴向右移动，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；

（4）若装置1和装置2均不移动，则只进行产生乳酸的无氧呼吸。

例6.下图是探究酵母菌呼吸方式的装置，下列叙述错误的是 （ ）

A. 假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸

B. 假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸

C. 假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸

D. 假设装置一、二中的液滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸

【解析】酵母菌是兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，根据有氧呼吸公式和无氧呼吸公式，可得出结论：如果酵母菌只进行有氧呼吸，则产生气体量（CO2）等于消耗气体量（O2），如果酵母菌只进行无氧呼吸，则将产生气体（CO2），而无气体（O2）的消耗，如果两种呼吸都有，则产生的气体量大于消耗的气体量。

再来分析两个装置的不同对液滴移动的影响，左侧装置内置NaOH溶液，它能吸收容器内CO2，所以CO2的变化不对液滴移动产生影响，因此液滴的移动只能由氧气的变化所引起，液滴左移表示氧气消耗，右移则表示氧气增多，不动则表示无氧气变化。在此题中，左侧装置液滴不可能右移（除非气体受热膨胀），左移表示酵母菌有氧呼吸消耗氧气，不动则表示酵母菌无氧呼吸。

而右侧装置内置清水作为对照，液滴移动由容器内气体消长所引起，液滴左移表示产生气体量小于消耗气体量，右移则结论相反。在此题中，右侧装置液滴左移表示产生的CO2小于消耗的O2，根据上面的分析，这种情况不会发生；右移则表示产生的CO2大于消耗的O2，这种情况说明酵母菌存在两种呼吸；如果液滴不动，则说明酵母菌只有有氧呼吸。所以答案选D。

【答案】D

只要充分理解和把握细胞呼吸的相关知识，灵活运用解题的方法技巧，学会分析问题和解决问题的思路方法，就能很好地解决有关细胞呼吸方式的判定问题，就不会造成不必要的失分，从而提高解题能力和学科成绩。

（作者单位：河北省滦平县第一中学）