第第7 7讲讲细胞呼吸总纲目录知识1 细胞呼吸的原理知识2 影响细胞呼吸的因素及应用知知识识梳梳理理总纲目录考点一 需氧呼吸和厌氧呼吸考点二 细胞呼吸过程中原子的转移考考点点突突破破考点三 影响细胞呼吸的因素及应用教材研读知识知识1 1细胞呼吸的原理细胞呼吸的原理一、细胞呼吸一、细胞呼吸教材研读1.含义含义:细胞内进行的将糖类等有机物分解为无机物或者小分子有机物,并且释放出能量的过程。2.分类分类教材研读二、需氧呼吸二、需氧呼吸1.含义含义:细胞在氧气的参与下,把糖分子氧化成二氧化碳和水,并释放能量,生成大量ATP的过程。2.反应式反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。教材研读3.过程过程第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质、嵴线粒体内膜物质变化(反应式)C6H12O6丙酮酸+H丙酮酸+H2OCO2+HH+O2 H2O产能情况少量ATP少量ATP大量ATP教材研读4.特点特点:在常温下发生,所产生的能量中有相当一部分贮存在ATP中,能量利用率很高。5.实质实质:葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。教材研读三、厌氧呼吸三、厌氧呼吸1.含义含义:细胞在无氧条件下,将糖分子分解成乳酸(或乙醇和二氧化碳),并释放能量,生成少量ATP的过程。教材研读2.乳酸发酵和乙醇发酵乳酸发酵和乙醇发酵场所反应物生成物第一阶段:糖酵解细胞溶胶葡萄糖丙酮酸、H和少量能量第二阶段乳酸发酵丙酮酸、H乳酸乙醇发酵丙酮酸、H乙醇和二氧化碳教材研读知识知识2 2影响细胞呼吸的因素及应用影响细胞呼吸的因素及应用1.细胞呼吸的意义细胞呼吸的意义:为生物体的生命活动提供能量,为其他化合物的合成提供碳骨架。2.影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素:内因包括物种、发育阶段、部位等因素,外因主要有温度、O2浓度、CO2浓度、水,其中,在一定范围内,呼吸作用强度随着温度或O2浓度的增加而增强;环境中CO2的浓度越高,细胞呼吸作用越弱;细胞的含水量越高,细胞呼吸作用越强。教材研读3.细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用(1)粮食的储存:低温、低氧、干燥等。(2)蔬菜水果的保鲜:零上低温、适当的湿度、低氧等。教材研读1.(2017浙江11月选考,8,2分)下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,错误的是(B)A.面团“发起”是酵母菌产生CO2所致B.干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜C.利用乳酸细菌制作酸奶过程需密闭隔绝空气D.黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少教材研读解析解析面团“发起”是酵母菌细胞呼吸产生CO2所致,A正确;低温和低氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜,B错误;乳酸细菌的呼吸方式为厌氧呼吸,利用乳酸细菌制作酸奶过程需密闭隔绝空气,C正确;黑暗条件下,豆芽不能进行光合作用,绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少,D正确。教材研读2.(2016浙江4月选考,17,2分)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。下列有关叙述正确的是(B)A.在线粒体内膜上进行B.不产生CO2C.必须在有O2条件下进行D.形成大量ATP教材研读解析解析本题考查需氧呼吸、厌氧呼吸的过程。需氧呼吸、厌氧呼吸过程的第一阶段相同,将葡萄糖分解为丙酮酸,即糖酵解过程,该过程在细胞溶胶中进行,释放少量能量,形成少量ATP,此外还产生少量的氢,不需要O2,不产生CO2,故选B。教材研读3.下列关于人体需氧呼吸的叙述,正确的是(A)A.电子传递链产生的ATP最多B.柠檬酸循环中O2与H结合生成水C.与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上D.丙酮酸在细胞溶胶中分解产生二氧化碳教材研读解析解析在人体需氧呼吸的第三阶段即电子传递链中O2和H结合产生水,产生的ATP最多,A正确,B错误;与糖酵解有关的酶分布在细胞溶胶中,C错误;丙酮酸进入线粒体分解产生二氧化碳,D错误。教材研读4.(2016浙江10月选考,19,2分)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。下列叙述正确的是(D)A.阶段A为糖酵解,该阶段的产物是丙酮酸和物质B.阶段B为柠檬酸循环,该过程产生大量ATPC.阶段A和阶段B为阶段C提供H和ATPD.阶段C为电子传递链,有关酶存在于线粒体内膜教材研读解析解析阶段A为糖酵解,该阶段的产物是丙酮酸和H、ATP,物质为CO2,A项错误;阶段B产生少量ATP,B 项错误;阶段A和阶段B为阶段C提供H,不提供ATP,C 项错误;阶段C为电子传递链,有关酶存在于线粒体内膜,D项正确。教材研读5.图1是真核生物细胞呼吸的主要物质变化示意图,表示其中的过程。图2、3分别表示O2浓度、温度对植物组织CO2释放速率的影响。图1教材研读请回答:(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等氧化分解成无机物或者小分子有机物,并且的过程。(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是(填标号),在线粒体中教材研读进行的过程是(填标号)。图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是(填“a”或“b”)。(3)人体肌肉细胞厌氧呼吸的终产物是(用图1中物质名称回答)。肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服的应急措施。(4)根据图2和图3可知,在蔬菜保鲜储藏中,应采取和的措施。教材研读答案答案(1)有机物释放能量(2)a(3)乳酸暂时缺氧(4)适当降低O2浓度适当降低温度教材研读解析解析(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解成无机物或者小分子有机物并且释放能量的过程。(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是,表示糖酵解,表示丙酮酸被还原氢还原的过程,表示丙酮酸的氧化过程在线粒体中进行;图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是a,因为随着氧气浓度的增加,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐被抑制。(3)人体肌肉细胞进行产生乳酸的厌氧呼吸;肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服机体暂时缺氧的应急措施。(4)在蔬菜保鲜储藏中,应采取适当降低氧气浓度和温度的措施来降低细胞呼吸强度。考点突破考点一需氧呼吸和厌氧呼吸考点一需氧呼吸和厌氧呼吸需氧呼吸和厌氧呼吸过程的分析与比较需氧呼吸和厌氧呼吸过程的分析与比较考点突破比较项目需氧呼吸厌氧呼吸过程模型考点突破不同点反应条件需O2、酶和适宜的温度不需O2,需要酶和适宜的温度场所第一阶段:细胞溶胶第二阶段:线粒体基质、嵴第三阶段:线粒体内膜第一阶段:细胞溶胶第二阶段:细胞溶胶物质变化第一阶段:C6H12O6 丙酮酸+H第二阶段:丙酮酸+H2O CO2+H第三阶段:H+O2 H2O第一阶段:C6H12O6丙酮酸+H第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成乙醇和CO2或转化成乳酸考点突破不同点能量变化释放能量较多,1mol葡萄糖释放的能量可生成约30molATP较少,1mol葡萄糖释放的能量可生成2molATP相同点过程第一阶段都是在细胞溶胶中发生糖酵解过程,产物都为丙酮酸和H实质分解有机物,释放能量意义为生命活动提供能量,为物质转化提供原料联系厌氧呼吸 需氧呼吸考点突破项目来源去路需氧呼吸厌氧呼吸需氧呼吸厌氧呼吸H葡萄糖和水葡萄糖与O2结合生成H2O还原丙酮酸ATP三个阶段都产生只在第一阶段产生用于各项生命活动(绿色植物光合作用的碳反应等除外)知识归纳知识归纳细胞呼吸中H和ATP的来源和去路分析考点突破1.根据根据O2消耗与消耗与CO2产生的量来判断产生的量来判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据,总结如下:一、细胞呼吸类型的判断方法一、细胞呼吸类型的判断方法考点突破CO2释放和O2消耗情况密闭容器内气体体积变化呼吸类型不消耗O2,无CO2释放此种情况下,容器内气体体积不发生变化细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸不消耗O2,有CO2释放此种情况下,容器内气体体积增大。但若将CO2吸收,容器内气体体积不变细胞只进行产生乙醇和CO2的厌氧呼吸O2的消耗量等于CO2释放量此种情况下,容器内气体体积不发生变化。但若将CO2吸收,可引起容器内气体体积减小细胞只进行需氧呼吸O2的消耗量小于CO2释放量此种情况下,容器内气体体积增大。但若将CO2吸收,容器内气体体积变小细胞同时进行需氧呼吸和产生乙醇和二氧化碳的厌氧呼吸考点突破2.依据反应场所判断依据反应场所判断注意真核生物与原核生物需氧呼吸场所的区别。3.通过实验来判断通过实验来判断欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例):考点突破实验结果预测和结论:实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的厌氧呼吸不动右移只进行产乙醇和CO2的厌氧呼吸左移右移进行需氧呼吸以及产乙醇和CO2的厌氧呼吸左移不动只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸考点突破为使实验结果精确、减少无关变量的干扰,还应设置对照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。考点突破1.测定原理测定原理细胞呼吸速率通常用CO2生成速率或O2消耗速率来表示,一般用如下图装置进行测定。细胞呼吸既产生CO2使装置内气压升高,又消耗O2,使装置内气压降低。为了测定真实的呼吸情况,应只对其中一种气体变化进行测定。为此,往往向装置内添加NaOH溶液或KOH溶液以吸收其中的CO2。用单位时间内小液滴向左移动的距离代表细胞呼吸消耗氧的速率。二、细胞呼吸速率的测定方法二、细胞呼吸速率的测定方法考点突破2.测定装置测定装置若以绿色植物为实验材料,整个装置必须做遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如图所示:考点突破3.物理实验误差的校对物理实验误差的校对为了防止气压、温度等非呼吸因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如种子煮熟),其他条件均不变。如果对照组小液滴发生了移动,说明存在实验误差。若对照组小液滴移动方向与实验组相同,则需要用实验组数据减去校对出的误差。若对照组小液滴移动方向与实验组相反,则需要用实验组数据加上校对出的误差。考点突破典例典例1如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是(D)A.试管内加入的试剂是NaOH溶液B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动D.该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量考点突破解析解析该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中有CO2和O2两种气体的变化,因此通过在试管内放NaOH溶液来吸收CO2,消除CO2对瓶内气压的影响,测出动物呼吸时所消耗的氧气量,而不是直接测得动物呼吸时所释放的CO2量,D错误;将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定;动物呼吸消耗氧气会使瓶内的气压降低,因此红墨水会向右移动,A、B、C正确。考点突破1-1图示为乙醇发酵的实验装置,滴管下部装有酵母菌与苹果汁的混合液,试管中装满水。下列叙述中,错误的是(D)A.试管中装满水有利于实验现象的观察B.试管中装满水为实验装置提供无氧环境C.若向混合液中通入空气,则乙醇发酵会受抑制D.实验过程中丙酮酸被氧化分解产生乙醇和CO2考点突破解析解析乙醇发酵的产物是乙醇和CO2,试管中装满水有利于观察CO2的产生,A正确。试管中装满水可以隔绝空气,为实验装置提供无氧环境,B正确。氧气会抑制无氧呼吸的过程,因此若向混合液中通入空气,则乙醇发酵会受抑制,C正确。实验过程中葡萄糖被氧化分解产生乙醇和CO2,D错误。考点突破1-2种子萌发时可能进行需氧呼吸,也可能进行产生酒精的厌氧呼吸。为探究两种呼吸的情况,现设计如图装置,假设呼吸底物均为葡萄糖,同时关闭活塞,经过20min后再观察红色液滴移动情况,下列对实验结果的分析不符合实际的是(C)考点突破A.装置1液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积,装置2液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差B.若装置1液滴左移,装置2液滴不移动,则说明萌发的种子只进行需氧呼吸C.若装置1的液滴左移,装置2的液滴也左移,则说明萌发的种子既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸D.若装置1液滴不移动,装置2液滴右移,则说明萌发的种子只进行厌氧呼吸考点突破解析解析根据题意可知,装置1的红色液滴