1、第 9 讲 细胞呼吸 回扣基础构建网络 一、细胞呼吸与糖的氧化1细胞呼吸(1)场所：。(2)原料：等有机物。(3)产物：或。(4)方式主要细胞内糖类无机物小分子有机物需氧呼吸厌氧呼吸判一判 平常所说的呼吸与细胞呼吸是一回事吗？提示 不是，平常所说的呼吸是一种气体交换的过程，而细胞呼吸是一种代谢过程。想一想 细胞呼吸的实质是什么？提示 分解有机物，释放能量。2需氧呼吸(1)反应式：。(2)过程：细胞溶胶少量ATP线粒体基质和内嵴少量ATP线粒体内膜大量ATPC6H12O66O2 6CO26H2O能量酶想一想 在柠檬酸循环中已有彻底氧化产物 CO2 产生，为什么 ATP 生成仍是少量？提示 大量的
2、能量贮存在 NADH 和 FADH2 中。二、厌氧呼吸1概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为，同时释放出能量的过程。2反应式：高等植物和酵母菌进行厌氧呼吸的反应式为，乳酸菌、高等动物、人及马铃薯块茎和甜菜块根进行厌氧呼吸的反应式为。不彻底的氧化产物少量2CH3CHOHCOOH2ATPC6H12O62ADP 2Pi 酶C6H12O62ADP2Pi 2C2H5OH2CO22ATP 酶3过程：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同，第二阶段的产物是。4场所：。5相同呼吸底物、不同呼吸类型和代谢产物的直接原因是，其根本原因是不同。酒精、二氧化碳或乳酸细胞溶胶催化反应的酶不同不
3、同生物体内的基因或遗传物质想一想 厌氧呼吸第一阶段脱下的氢哪里去了？提示 NADH 还原第二个阶段的丙酮酸或乙醛。判一判 (1)厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应。(2)水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度。(3)需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质。提示(1)错，厌氧呼吸也是细胞呼吸，其本质都是氧化分解释放能量。(2)错，低氧环境消耗有机物最少，但会产生酒精。(3)对，需氧呼吸包括三个阶段，分别在细胞溶胶和线粒体两个场所中进行。三、细胞呼吸与细胞代谢的关系图解单糖氨基酸脂肪酸丙酮酸ATPH2O想一想 由上述的物质变化可得到什么结论？提示 细胞呼吸
4、是细胞代谢的中心。构建知识网络 突破考点提炼方法 考点一 需氧呼吸与厌氧呼吸的比较1需氧呼吸三个阶段的比较糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质和嵴线粒体内膜反应物葡萄糖2 丙酮酸 6H2O10NADH、2FADH2、10H、e、O2生成物2 丙酮酸2NADH、2H、2ATP6CO2、2ATP、8NADH、2FADH2、8H12H2O、26ATP能量少量(2ATP)少量(2ATP)大量(26ATP)2.需氧呼吸和厌氧呼吸比较注意(1)需氧呼吸和厌氧呼吸的公共途径是细胞呼吸的第一阶段；都在活细胞内，其本质都是有机物氧化分解释放能量的过程，即厌氧呼吸不需要氧气，但该过程也是氧化分解。(2
5、)需氧呼吸过程中 H2O 既是反应物(第二阶段利用)，又是生成物(第三阶段生成)，且生成的 H2O 中的氧全部来源于 O2。(3)有 H2O 生成一定是需氧呼吸，有 CO2 生成一定不是乳酸发酵。(4)厌氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。(5)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：厌氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。对位训练1将酵母菌的培养条件由有氧条件转变为无氧条件，下列过程加快的是()A葡萄糖的利用B二氧化碳的释放CATP 的形成 D丙酮酸的氧化解析 本题考查酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸的过程，在有氧条件下
6、，酵母菌进行需氧呼吸，1 mol 葡萄糖可以产生 1 161 kJ 的能量储存在 ATP 中，有大量的能量供给生物体内生命活动的需要，将酵母菌培养条件由有氧条件转变为无氧条件时，酵母菌进行厌氧呼吸，但是厌氧呼吸产生的能量少，为了维持能量的供应，需要消耗更多的葡萄糖。A2如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是()A.图解中的两物质依次是 H2O 和 O2B图解中(一)(二)两阶段产生H的场所都是线粒体C图解中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖D1 分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生 6 分子水解析 从题图所示的过程及参与的物质分析可知，该过程表示的是细胞的
7、需氧呼吸过程，(一)表示需氧呼吸的第一阶段，在细胞溶胶中完成，在酶的作用下将葡萄糖分解为丙酮酸和少量H，释放少量能量。(二)表示需氧呼吸的第二阶段，在线粒体中丙酮酸和水(即图中)彻底分解成 CO2 并产生大量的H，释放少量能量。(三)表示需氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的H与O2(即图中)结合生成水，释放大量能量。答案 A考点二 细胞呼吸的影响因素及其应用1内部因素(1)植物种类：阳生阴生(2)发育阶段：幼苗、开花期成熟期(3)不同部位：生殖器官营养器官2外界因素(1)温度：温度通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性而影响细胞呼吸。一般而言，在一定范围内，细胞呼吸强度随着温度的升高而增强。(2)氧
8、气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行厌氧呼吸，在低氧条件下通常厌氧呼吸与需氧呼吸并存，O2 的存在对厌氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，需氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于厌氧呼吸和需氧呼吸与氧气浓度之间的关系，可用下图表示。当氧气浓度为 0 时，细胞只进行厌氧呼吸，Q 点对应的纵坐标大小表示厌氧呼吸的强度。当氧气浓度在 010%之间，需氧呼吸与厌氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，厌氧呼吸强度减弱，需氧呼吸强度增强。当氧气浓度大于或等于 10%时，厌氧呼吸消失，此后只进行需氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，需氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。当氧气浓度为 C 时，有机物消耗量相对较少，
9、在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。氧气吸收量也可以表示需氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示厌氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为 0)，厌氧呼吸强度为 0。(3)水：在一定范围内，细胞的含水量越高，细胞呼吸越强。(4)CO2：在一定范围内，环境中 CO2 浓度越高，细胞呼吸越弱。3细胞呼吸原理的实践应用(1)用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸。(2)酿酒时早期通气促进酵母菌需氧呼吸，利于菌种 繁殖后期密封发酵罐促进酵母菌厌氧呼吸，利 于产生酒精(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行需氧呼吸。(4)土壤松土
10、促进根细胞呼吸作用，有利于主动转运，为矿质元素吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因厌氧呼吸产生酒精而烂根。(5)贮存粮食水果的条件低氧(不是无氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。(6)提倡慢跑：促进肌细胞需氧呼吸，防止厌氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。对位训练3下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2 吸收量和 CO2 生成量的变化，请据图回答：(1)图中曲线 QR 区段 CO2 生成量急剧减少的主要原因是_。(2)_点的生物学含义是厌氧呼吸消失点，此时 O2 吸收量_(、)CO2 的释放量。(3)氧浓度调节到_点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的
11、贮存。理由是_。(4)若图中的 AB 段与 BC 段的距离等长，说明此时需氧呼吸释放的 CO2 与厌氧呼吸释放的 CO2 相比_(填“一样多”或“更多”或“更少”)，需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的_倍。(5)在原图中绘出厌氧呼吸产生的 CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。答案(1)氧气浓度增加，厌氧呼吸受抑制(2)P(3)R 此时需氧呼吸较弱，厌氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少(4)一样多 1/3(5)所绘曲线应能表现下降趋势，并经过 Q、B 以及 P 点在 X 轴上的投影点。如图(虚线)所示：考点三 细胞呼吸类型的实验探究欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一
12、变量为 NaOH 与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由 CO2 与 O2 共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用：结果与分析：(1)若装置 1 液滴左移，装置 2 液滴不动，则表明所测生物只进行需氧呼吸(因需氧呼吸产 CO2 量与耗 O2 量相等)。(2)若装置 1 液滴不动，装置 2 液滴右移，则表明所测生物只进行厌氧呼吸(因厌氧呼吸只产 CO2，不耗 O2)。(3)若装置 1 液滴左移，装置 2 液滴右移，则表明该生物既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸。(4)装置 1 与装置 2 液滴均左
13、移，则呼吸过程中 O2 吸收量大于 CO2 释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。对位训练4下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是()现象 选项甲装置 乙装置 结论 A液滴左移液滴不动只进行需氧呼吸B液滴不动液滴右移只进行厌氧呼吸C液滴不动液滴不动只进行需氧呼吸 D液滴左移滴液右移既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸解析 甲装置中的液体是 NaOH，能将发芽种子产生的CO2 吸收，所以着色液滴的移动只和
14、 O2 体积的变化有关，如果着色液滴左移，则说明发芽种子进行了需氧呼吸，如果着色液滴不移动，说明发芽种子没有进行需氧呼吸。乙装置中的液体是蒸馏水，着色液滴的移动和 O2的消耗量与 CO2 的产生量的差有关，如果发芽种子只进行需氧呼吸，则着色液滴不移动；如果着色液滴右移，则说明发芽种子同时进行了需氧呼吸和厌氧呼吸或只进行了厌氧呼吸。根据 C 项的结论，若“只进行需氧呼吸”，则甲装置着色液滴左移，与现象不符。答案 C5下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是()A.两个装置均需要在黑暗条件下进行B装置乙在瓶处可检测到有酒精生成C装置乙中应让瓶先静置一会再与瓶连接D装置甲中 NaO
15、H 的作用是吸收瓶处的 CO2解析 A 错误，黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响。B 错误，装置乙中酵母菌产生的 CO2 可通过导管进入瓶，但酵母菌产生的酒精保留在瓶中。C 正确，装置乙的瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的瓶，这样做是为了消耗装置内的 O2，防止酵母菌需氧呼吸对实验结果的干扰。D 错误，装置甲中 NaOH 溶液的作用是排除空气中 CO2 对实验结果的干扰。答案 C方法体验据 CO2 释放量和 O2 消耗量判断细胞呼吸状况在以 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：(1)无 CO2 释放时，细胞只进行
16、产生乳酸的厌氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的厌氧呼吸。(2)不消耗 O2，但产生 CO2，细胞只进行产生酒精的厌氧呼吸。此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的厌氧呼吸。(3)当 CO2 释放量等于 O2 消耗量时，细胞只进行需氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将 CO2 吸收，可引起气体体积减小。(4)当 CO2 释放量大于 O2 消耗量时，细胞同时进行产生酒精的厌氧呼吸和需氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同 O2 浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：若VCO2VO2 43，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若VCO2V
17、O2 43，厌氧呼吸消耗葡萄糖速率大于需氧呼吸。若VCO2VO2 43，需氧呼吸消耗葡萄糖速率大于厌氧呼吸。典例 将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为 4 份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得 CO2 和 O2 体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是()A.甲条件下，细胞呼吸的产物除 CO2 外，还有乳酸B乙条件下，需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的葡萄糖多C丙条件下，细胞呼吸产生的 ATP 最少D丁条件下，产物中的 CO2 全部来自线粒体解析答案 D易错警示不能理解需氧呼吸和厌氧呼吸的关系典例(2010新课标全国卷)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A厌氧呼吸的终产物是丙酮酸B需氧呼吸产生的H在线
18、粒体基质中与氧结合生成水C厌氧呼吸不需要 O2 的参与，该过程最终有H的积累D质量相同时，脂肪比糖元有氧氧化释放的能量多错因分析 对厌氧呼吸的产物不了解而错选 A 项；不理解需氧呼吸和厌氧呼吸的过程，而错选 B 项和 C 项。解析 A 项厌氧呼吸过程中有机物分解不彻底，其终产物为乳酸或酒精和 CO2；B 项H在线粒体内膜上与氧结合成水；C 项该过程H被用来还原丙酮酸或乙醛，并没有H的积累，D 项相同质量的脂肪与糖元氧化分解时，脂肪释放的能量多。答案 D纠错笔记(1)需氧呼吸和厌氧呼吸的比较图(2)需氧呼吸与厌氧呼吸的比较类型需氧呼吸厌氧呼吸反应条件需要 O2、酶和适宜的温度不需要 O2，需要酶
19、和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞溶胶中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞溶胶中分解产物CO2 和 H2OCO2、酒精或乳酸释放能量释放大量能量释放少量能量不同点特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没完全释放相互联系其实质都是分解有机物，释放能量，生成 ATP 供生命活动需要；第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同(3)过程易错点厌需呼吸只在第一阶段合成 ATP，而需氧呼吸的三个阶段都有 ATP 合成。需氧呼吸过程中 H2O 既是反应物，又是生成物，且生成的 H2O 中的氧全部来源于 O2。乳酸发酵H的去向：CH3COCOOHNADHH酶CH3CHOHCOOHNAD乙醇发
20、酵H的去向：CH3COCOOH酶CH3CHOCO2CH3CHONADHH酶CH3CH2OHNADNADH 的产生数目及过程：糖酵解产生 2 分子；柠檬酸循环产生 8 分子。FADH2 在柠檬酸循环中产生 2 分子。两类物质都在电子传递链中被氧化成 NAD和 FAD，同时伴随着 ATP 的生成，电子最终受体是 O2。CO2 生成：柠檬酸循环过程中，丙酮酸形成 1 个C2，脱去 1 个 CO2；C6 酸(柠蒙酸)脱掉 2 个 CO2。1 个分子丙酮酸共产生 3 分子 CO2 都是在线粒体中生成。检测落实体验成功 题组一 需氧呼吸与厌氧呼吸1关于需氧呼吸的过程，以下叙述正确的是()A全过程必须有氧参
21、与，并且始终在线粒体中进行B第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的H和 ATPC第二阶段是丙酮酸分解成 CO2 和 H2O，产生少量的 ATPD第三阶段是H和氧结合产生水，同时生成大量的 ATP解析 需氧呼吸第一阶段在细胞溶胶中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，只产生少量的H和 ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水被彻底分解成 CO2，产生大量的H和少量的 ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，H和氧结合产生水，同时生成大量的 ATP。答案 D2右图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径。酶 1、酶 2、酶 3 依次分别存在于()A线粒体、线粒体和细胞溶胶B线粒体、细胞溶胶和线粒体C细胞溶胶
22、、线粒体和细胞溶胶D细胞溶胶、细胞溶胶和线粒体解析 酶 1 为有氧或厌氧呼吸第一阶段，酶 3 为厌氧呼吸第二阶段，都在细胞溶胶中；酶 2 为需氧呼吸第二、三阶段，在线粒体中。C题组二 细胞呼吸影响因素3下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为 a、b、c、d 时，CO2 释放量和 O2 吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A.氧浓度为 a 时，最适于贮藏该植物器官B氧浓度为 b 时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的 5 倍C氧浓度为 c 时，厌氧呼吸最弱D氧浓度为 d 时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等解析 解题关键是分析清楚各氧浓度下，厌氧呼吸与需氧呼吸的状况。以 CO2 释放量相对值计，a
23、 浓度：氧吸收为 0，只有厌氧呼吸；b 浓度：需氧呼吸为 3，厌氧呼吸为 5；c 浓度：需氧呼吸为 4，厌氧呼吸为 2；d 浓度：需氧呼吸为 7，厌氧呼吸为 0。由此判断，c浓度最适于储藏；b 浓度厌氧呼吸消耗葡萄糖为 2.5，为需氧呼吸的 5 倍；d 点厌氧呼吸最弱，为 0。答案 B4下列叙述符合生物学原理的是()A水稻根部主要进行厌氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B快速登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳的过程C蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间D淀粉经发酵可产生酒精，是通过乳酸菌的厌氧呼吸实现的解析 水稻根部主要进行的是需氧呼吸，氧气从水稻中空的茎可到达根部细胞，A
24、 错误；蔬菜储藏环境应该是低氧、零上低温、具有一定湿度，C 错误；淀粉先水解成葡萄糖，再由酵母菌进行厌氧呼吸，才能产生酒精，D 错误；剧烈运动时，人体的能量供应主要来自需氧呼吸将有机物分解成二氧化碳和水的过程，B 正确。答案 B5将等量且足量的苹果果肉分别放在 O2 浓度不同的密闭容器中，1 小时后，测定 O2 的吸收量和 CO2 的释放量，如下表：O2浓度变化量 01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2 吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2 释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8 下列有关叙述中正确的是()A苹
25、果果肉细胞在 O2浓度为 0%3%和 3%25%时，分别进行厌氧呼吸和需氧呼吸B贮藏苹果时，应选择 O2 浓度为 5%的适宜环境条件CO2 浓度越高，苹果果肉细胞需氧呼吸越旺盛，产生ATP 越多D苹果果肉细胞进行厌氧呼吸时，产生乳酸和 CO2解析 根据 O2 吸收量和 CO2 释放量的比值可以判断：当 CO2的释放量等于 O2 的吸收量时，细胞只进行需氧呼吸(5%25%)；在无氧条件下进行厌氧呼吸(0)；当 O2 浓度不足的时候既进行厌氧呼吸，又进行需氧呼吸(03%)。贮藏苹果主要是减少有机物的分解消耗，其产物 CO2 量越少，表明分解消耗越少，在 5%的 O2 浓度下，产生的 CO2 最少，
26、因此最有利于有机物的保存。在一定范围内，O2 浓度越高，需氧呼吸越旺盛，产生的能量也越多，但超过一定范围，O2 浓度增加，细胞呼吸强度将不再增加。植物进行厌氧呼吸的产物主要是酒精和 CO2(少数植物的厌氧呼吸产物是乳酸)。答案 B题组三 细胞呼吸的综合考查6右图是需氧呼吸过程图解。请据图回答：(1)依次写出 1、2、3 所代表的物质名称_。(2)依次写出 4、5、6 所代表的能量多少_。(3)需氧呼吸的主要场所是_，进入该场所的呼吸底物是_。(4)人体内血红蛋白携带的 O2进入组织细胞的线粒体至少要通过_层生物膜。(5)如果 O2 供应不足，则人体内 C6H12O6 的分解产物是_，释放的能量_，反应场所是_，试写出反应式_。答案(1)丙酮酸、H2O、CO2(2)少量、少量、大量(3)线粒体 丙酮酸(4)6(5)乳酸 较少 细胞溶胶C6H12O6酶2C3H6O3少量能量返回
