第3單元第8講2細胞呼吸

1、第三單元細胞的能量供應(yīng)和利用第8講ATP的主要來源細胞呼吸【考綱備考】1.細胞呼吸()。2.實驗：探究酵母菌的呼吸方式。 【要點突破】細胞呼吸1實質(zhì)：氧化分解有機物、釋放能量、合成 ATP 。 2意義 (1)為生物體的生命活動提供能量。 (2)是體內(nèi)各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的樞紐(丙酮酸)，為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。 一、細胞呼吸的類型及過程(5年15考)細胞呼吸1實質(zhì)： 氧化分解有機物、釋放能量 、合成ATP 。 2意義(1)為生物體的生命活動提供能量。 (2)是體內(nèi)各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的樞紐(丙酮酸)，為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。（一）、有氧呼吸1反應(yīng)式：2過程圖解：分析：(1)細胞呼吸產(chǎn)生的水

2、中的氧全部來自于O2。(2) CO2中的氧來自葡萄糖和水。(3) H的來源和用途：有氧呼吸來自葡萄糖和水用于生成水，無氧呼吸來自葡糖糖用于生成酒精或乳酸（二）、無氧呼吸1反應(yīng)式(1)C6H12O62C3H6O3能量(如乳酸菌)。(2)C6H12O62C2H5OH2CO2能量(如酵母菌)。2階段第一階段：與有氧呼吸第一階段完全相同。第二階段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成CO2和酒精或者轉(zhuǎn)化為乳酸。無能量釋放【典例透析】典例1(2012安徽理綜，29)為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入AF試管中，加入不同的物質(zhì)，進行了如下實驗(見

3、下表)。試管編號加入的物質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)A B線粒體C D酵母菌E F葡萄糖 丙酮酸 氧氣 注：“”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“”表示未加入相關(guān)物質(zhì)。(1)會產(chǎn)生CO2和H2O的試管有_，會產(chǎn)生酒精的試管有_，根據(jù)試管_的實驗結(jié)果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所(均填試管編號)。(2)有氧呼吸產(chǎn)生的H，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)繼續(xù)進行。答案(1)C、EB、FB、D、F(2)線粒體內(nèi)膜能【歸納提升

4、】1比較有氧呼吸和無氧呼吸項目有氧呼吸無氧呼吸不同點場所細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)條件需O2、酶不需O2、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量特點有機物徹底分解，能量完全釋放有機物未徹底分解，能量未完全釋放相同點聯(lián)系葡萄糖分解為丙酮酸階段完全相同實質(zhì)分解有機物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項生命活動提供能量易錯清零易錯點1真核生物細胞呼吸場所并非只是線粒體：有氧呼吸的第一階段，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行；第二、三階段在線粒體中進行。無氧呼吸始終在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。無線粒體的真核細胞(或生物)只能進行無氧呼吸，如成熟紅細胞，蛔蟲等。原核細胞生物無線粒體，也可能進行有氧呼吸，如好

5、氧性細菌等。易錯點2不產(chǎn)生CO2的呼吸一定是無氧呼吸，如乳酸發(fā)酵；產(chǎn)生CO2的細胞呼吸不一定就是有氧呼吸，如無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2；人體產(chǎn)生CO2的細胞呼吸一定是有氧呼吸。易錯點3有氧呼吸的第一、二階段不需要O2，只有第三階段需要O2。易錯點4有O2參與的有氧呼吸過程是氧化分解過程；沒有O2參與的無氧呼吸過程也是物質(zhì)氧化分解過程。易錯點5脂肪與葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于產(chǎn)生CO2量。二、影響細胞呼吸的因素及應(yīng)用(5年12考)1呼吸速率指單位數(shù)量的活體組織，在單位時間內(nèi)分解有機物的速率。它是呼吸作用強弱的指標，一般以測定釋放二氧化碳或吸收氧氣的速率來衡量呼吸速率。 2.影

6、響因素 (1)內(nèi)因：不同生物之間、同種生物的不同器官、不同發(fā)育期呼吸速率存在差異。 內(nèi)部因素也就是遺傳因素，主要決定著與呼吸作用有關(guān)的酶的種類和數(shù)量。(2)外因： 溫度 、O2濃度 、CO2濃度、水等。3.影響細胞呼吸的外部因素分析因素影響機理曲線模型實踐應(yīng)用溫度影響呼吸酶的活性：低溫下貯存蔬菜、水果；溫室栽培中增大晝夜溫差(降低夜間溫度)，以減少夜間呼吸消耗有機物；溫水和面發(fā)得快。氧氣氧氣作為有氧呼吸的原料而影響細胞呼吸的速率和性質(zhì)(在O2濃度為零時只進行無氧呼吸；濃度為大于零小于10%時，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。)低氧倉儲糧食、水果和蔬菜，以減少有

7、機物消耗，但不能無O2，否則產(chǎn)生酒精過多，導(dǎo)致腐爛；中耕松土促進植物根部有氧呼吸；無氧發(fā)酵過程需要嚴格控制無氧環(huán)境。CO2濃度增加CO2的濃度對細胞呼吸有明顯的抑制效應(yīng)。這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋增加CO2濃度(或充入N2)可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗，有利于水果和蔬菜的保鮮。H2O在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱作物栽培中，合理灌溉；糧食在收倉前要進行晾曬處理；干種子萌發(fā)前進行浸泡處理。 特別提醒 O2濃度為零時，細胞呼吸強度并不為零，因為細胞可進行無氧呼吸。 4氧濃度與細胞呼吸間關(guān)系的曲線圖(1)曲線ADB：無氧呼吸釋放的CO2量。(2)曲線OD

8、CE：有氧呼吸釋放的CO2量。(3)曲線AFCE：細胞呼吸釋放的CO2量。(4)A點：只進行無氧呼吸且無氧呼吸強度最大。(5)B點：無氧呼吸終止點，氧氣濃度再增大，只進行有氧呼吸。(6)C點：該點再向右的CE段產(chǎn)生的CO2全部為有氧呼吸產(chǎn)生。(7)D點：無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同。(8)F點：細胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量最小，該點的氧氣濃度一般作為貯存水果、蔬菜的最佳氧氣濃度?！舅季S激活】1對有氧呼吸原理的應(yīng)用(1)包扎傷口應(yīng)選用透氣的紗布，以抑制(抑制、促進)破傷風(fēng)桿菌的無氧呼吸。(2)提倡慢跑等有氧運動使細胞進行有氧呼吸以避免肌細胞產(chǎn)生大量乳酸。(3)及時松土有

9、利于根系生長，其作用在于促進根細胞有氧呼吸。(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。2對無氧呼吸原理的應(yīng)用(1)利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。(2)利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精?！疽族e清零】易錯點1影響細胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強相關(guān)植物或器官的細胞呼吸強度，可采取供水、升溫、高氧等措施；若需降低細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。易錯點2儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲藏時都應(yīng)在低溫、低氧條件下，低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫；種子儲存時應(yīng)保持干燥，而蔬菜、水果儲存時應(yīng)保持一定的濕度。易

10、錯點3O2濃度為零時，有氧呼吸強度為0，細胞呼吸強度并不為0，此時細胞還進行無氧呼吸。【典例透析】細胞呼吸原理的應(yīng)用考查典例1(2013海南單科，9)在溫度、光照等適宜條件下，將消毒后有生活力的小麥種子一直浸沒在無菌水中，會使種子死亡。下列對種子死亡原因的分析，合理的是(D)。A缺乏胚芽生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)B不能通過光合作用合成有機物C呼吸作用產(chǎn)生的能量均以熱能釋放D呼吸作用的產(chǎn)物對其產(chǎn)生毒害作用【互動探究】(1)本題D選項所述“毒害”作用的物質(zhì)是什么？請寫出該反應(yīng)的反應(yīng)式。(2)本題C選項所述熱能是否為呼吸放能的全部？若不是其余能量呢？能否寫出其反應(yīng)式？提示ADPPi能量ATP。影響呼吸作用

11、的因素(5年12考)典例2(2013福建理綜，26)為研究淹水時KNO3對甜櫻桃根呼吸的影響，設(shè)四組盆栽甜櫻桃，其中一組淹入清水，其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定時測定甜櫻桃根有氧呼吸速率，結(jié)果如圖。請回答相關(guān)問題。(1)細胞有氧呼吸生成CO2的場所是_，分析圖中A、B、C三點，可知_點在單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的H最多。(2)圖中結(jié)果顯示，淹水時KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有_作用，其中_ mmolL1的KNO3溶液作用效果最好。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生長均受到阻礙，地上部分葉色變黃，葉綠素含量減少，使光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的H和_減少；根系缺氧會導(dǎo)

12、致根細胞無氧呼吸增強，實驗過程中能否改用CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標？請分析說明。_。答案(1)線粒體基質(zhì)A(2)減緩30(3)ATP不能，因為無氧呼吸可能會產(chǎn)生CO2四、實驗7細胞呼吸的相關(guān)實驗探究(5年8考)(2013廣東理綜、海南卷、安徽卷、江蘇，2012安徽，2012山東、江蘇)【要點突破】一、酵母菌細胞呼吸方式的探究1實驗原理(1)酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進行無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精和少量CO2。(2)CO2可使澄清石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的

13、時間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。(3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。2實驗流程 3注意事項(1)通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。(2)B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產(chǎn)生的。特別提醒該實驗為對比實驗，有氧和無氧條件下的實驗都為實驗組。二、植物細胞呼吸方式的探究1實驗裝置及原理欲確認某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)裝置一中NaOH溶液的作用是吸收

14、掉呼吸所產(chǎn)生的CO2，紅色液滴移動的距離代表植物細胞呼吸吸收的O2量。裝置二中紅色液滴移動的距離代表植物細胞呼吸吸收的O2量與產(chǎn)生的CO2量的差值。2實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸3.注意事項(1)為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置進行滅菌，所測種子進行消毒處理。(2)對照組的設(shè)置：為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測定的生物滅活(將種子煮熟)，其他條件均不變。三、組

15、織細胞呼吸速率的測定1測定組織細胞呼吸速率的裝置與原理(1)裝置(2)指標：細胞呼吸速率常用單位時間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來表示。(3)原理：組織細胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，刻度管內(nèi)的水滴左移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即表示呼吸速率。2物理誤差的校正(1)如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。(2)如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進行消毒處理。(3)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均

16、不變?！局芡卣埂坑弥?或脂質(zhì))含量高的種子，如油料種子做測定實驗，則液滴移動更明顯(因其消耗O2量更大)?！镜淅肝觥俊镜淅?】(2013江蘇單科，17)將圖中果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實驗，下列相關(guān)操作錯誤的是(B)。A探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時打開閥aB經(jīng)管口3取樣檢測酒精和CO2的產(chǎn)生情況C實驗開始前對改裝后整個裝置進行氣密性檢查D改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通解析管口3只能檢測非氣態(tài)的產(chǎn)物，如酒精等，B錯誤?！镜淅?】(2013廣東理綜，29)某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精，他們用酶將木薯淀粉降解成單糖。查閱資料后，安裝的酒精發(fā)

17、酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖所示。(1)向發(fā)酵瓶中加入5 g酵母菌開始實驗，發(fā)酵初期，通氣閥需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于_；實驗過程中，通氣閥需要偶爾短時間打開，目的是_。(2)第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有_的濃硫酸溶液來檢測酒精。(3)檢測后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確，發(fā)酵溫度和pH適宜，但酒精含量()比預(yù)期低。他們展開了討論，認為還有其他影響因素，如_，請設(shè)計實驗對此因素進行探究并預(yù)測實驗結(jié)果(用表格形式呈現(xiàn)；用“”表示酒精量，最高含量為“”)。(4)請對預(yù)測的結(jié)果進行分析，并得出結(jié)論。_。答案(1)提供氧氣使酵母菌大量繁殖排出產(chǎn)生的二氧化碳以維

18、持溶液pH穩(wěn)定(2)重鉻酸鉀(3)隨著酒精濃度增大，酵母菌無氧呼吸受阻產(chǎn)生酒精量減少實驗設(shè)計：取五只錐形瓶，標號為1、2、3、4、5，分別加入等量的酵母粉、葡萄糖培養(yǎng)液和緩沖液。向錐形瓶中分別加入蒸餾水進行稀釋：各加入0 mL、20 mL、40 mL、60 mL、80 mL的水，密封在相同的條件下培養(yǎng)相同的時間。一段時間后測定溶液中的酒精含量。編號12345酒精含量(4)溶液稀釋倍數(shù)越高，產(chǎn)生的酒精的量越大，說明了酒精濃度越小，越有利于酵母菌的無氧呼吸的進行?！緦c強化】下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和呼吸作用過程中氣體產(chǎn)生情況的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳

19、濃度在恒定水平。下列幾種實驗結(jié)果(給予相同的環(huán)境條件)，你覺得不可能出現(xiàn)的是()。A甲、乙裝置水滴都左移B甲、乙裝置水滴都右移C甲裝置水滴不動，乙裝置水滴左移D甲裝置水滴右移，乙裝置水滴左移答案B【對點訓(xùn)練】1(2015濰坊聯(lián)考)測定下列哪一項，可簡便而且準確判斷貯存的小麥種子的細胞呼吸方式(D)A有無酒精生成B有無水生成C有無有機物消耗DO2消耗量與CO2生成量的比值2下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是(D)A細胞供糖不足時，無氧呼吸可將脂肪氧化為乳酸或酒精B有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水C無氧呼吸不需要O2，導(dǎo)致該過程最終有H的積累D質(zhì)量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多3

20、下列敘述符合生物學(xué)原理的是(B)A水稻根部主要進行無氧呼吸，所以能長期適應(yīng)缺氧環(huán)境B快速登山時，人體的能量主要來自有機物分解產(chǎn)生二氧化碳的過程C蔬菜在低氧、干燥、低溫的環(huán)境中，可延長保鮮時間D淀粉經(jīng)發(fā)酵可產(chǎn)生酒精，是通過乳酸菌的無氧呼吸實現(xiàn)的4(2015武漢調(diào)研)如圖表示光照、貯藏溫度對番茄果實呼吸強度變化的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是(C)A番茄果實細胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)B光照對番茄果實呼吸的抑制作用8 時比15 時更強C低溫、黑暗條件下更有利于貯存番茄果實D貯藏溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細胞內(nèi)酶活性降低有關(guān)5某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物時，設(shè)計了如下實驗：取

21、新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈，切成碎屑。向錐形瓶中放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向瓶中充入N2，裝置如圖。下列說法不正確的是(B)A向錐形瓶中充入N2的目的是制造無氧環(huán)境B若溴麝香草酚藍水溶液不變色，則說明馬鈴薯塊莖細胞進行的是酒精發(fā)酵C實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖碎屑消毒D溴麝香草酚藍水溶液也可以換成澄清的石灰水6. 不同種類的種子中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)的種類不同。在科學(xué)研究中常用RQ(RQ釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)來表示生物的有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。下面是測定發(fā)芽種子呼吸商的兩個裝置圖：(1)裝置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_。(2)若發(fā)芽的種子已長出幼苗，進行該實驗時，則應(yīng)將裝置放置在何種條

22、件下進行？ _；原因是_。(3)小琪同學(xué)來做這個實驗，她將同一種正在發(fā)芽的種子等量分裝入兩個裝置。假定其他操作步驟無誤，她發(fā)現(xiàn)裝置一中的著色液向左移動，而裝置二中的著色液位置卻不發(fā)生改變，則可推定該種子發(fā)芽過程所消耗的能源物質(zhì)主要是_，理由是_；若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動，則該種子發(fā)芽過程中所消耗的能源物質(zhì)主要是_，理由是_。(4)裝置二的作用是_。答案(1)吸收發(fā)芽種子呼吸產(chǎn)生的二氧化碳(2)黑暗條件避免幼苗進行光合作用，干擾細胞呼吸的氣體量變化(3)葡萄糖(或糖類)以葡萄糖為能源物質(zhì)進行有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的二氧化碳脂肪(或脂質(zhì))脂肪中碳氫百分比含量較高，吸收的氧氣大于釋放的二氧化碳(4)對照實驗7.(2014天津卷，2