1、第11课时 细胞呼吸 回扣基础构建网络 一、细胞呼吸 1.反应物：等有机物。2.场所：。3.生成物：或一些 的氧化产物，且伴随 的释放。4.特点：需要 ，在 的条件下氧化分解，能量 ，无剧烈的 现象。5.实质：的过程。6.类型：包括 和 。糖类、脂质和蛋白质CO2和H2O不彻底能量细胞质基质和线粒体酶催化温和逐步释放出来发光发热分解有机物释放能量有氧呼吸无氧呼吸判一判 有线粒体的生物进行有氧呼吸，无线粒体的生物进行无氧呼吸，对吗？提示 不对。蓝藻、好氧细菌等原核生物无线粒体，但进行有氧呼吸；人的骨骼肌细胞有发达的线粒体，缺氧时能进行无氧呼吸。二、细胞呼吸的过程 1细胞呼吸的主要类型：(1)场所
2、：。(2)条件：需 参与，多种酶催化。(3)生成物：和水。(4)放能：释放 的能量。(5)过程：第一阶段：场所：；物质能量变化：1 mol葡萄糖分解形成2 mol 、和少量 。第二阶段：场所：；物质能量变化；丙酮酸分解成CO2和 ，同时产生少量 。第三阶段：场所：；物质能量变化：与 结合产生 ，同时形成 。细胞质基质有氧呼吸先在细胞质基质，后在线粒体氧气CO2大量丙酮酸少量H ATP 线粒体基质HATP 大量ATP H O2线粒体内膜H2O (6)总反应式：。(7)能量释放：1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放约 能量，其中约 储存在 中，其余主 要以 形式散失。(8)意义：大多数生物特别是人和
3、高等动植物 的主要途径。2.无氧呼吸：(1)场所：(2)条件：；无需 参与。(3)反应物：等有机物。(4)生成物：或 。(5)放能：释放 能量。C6H12O66O26H2O6CO212H2 O能量。2870 kJ1161 kJ ATP 热能获得能量细胞质基质酶氧气糖类、脂质、蛋白质酒精和CO2乳酸酶少量(6)反应式：酵母菌无氧呼吸的反应式：人和高等动物及乳酸菌无氧呼吸的反应式：(7)意义：高等植物在水淹时，可进行短暂的 ,将葡萄糖分解为 和 ，并释放能量以适应环境。人在剧烈运动时，肌肉细胞以 方式供给能量，将葡萄糖分解为 ，产生 ，满足人体需要。C2H12O62C2H5OH2CO2 少量能量C
4、6H12O62C3H6O3少量能量酶酶无氧呼吸酒精CO2无氧呼吸乳酸少量能量三、细胞呼吸原理的应用 1.细胞呼吸不仅为生命活动提供 ，其 还是 之间转化的枢纽。2.在农业生产上，要设法适当 细胞呼吸，以促进作物的生长发育。3.粮食储藏和果蔬保鲜中，要设法 细胞呼吸，以减少有机物消耗。能量中间产物有机物增强降低想一想 水果蔬菜保鲜如何设法降低细胞呼吸？提示 低氧、零上低温、高 CO2、且保持一定的湿度。构建知识网络 突破考点提炼方法 考点一 有氧呼吸和无氧呼吸过程及比较 1有氧呼吸过程 2.无氧呼吸过程(1)第一阶段与有氧呼吸完全相同。(2)第二阶段是第一阶段产生的H将丙酮酸还原为 C2H5OH
5、和 CO2或乳酸的过程。不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶不同。3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质中分解产物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，能量没完全释放不同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量注意(1)有 H2O 生成一定是有氧呼吸，有 CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)部
6、分真核生物细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞。(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。(4)无氧呼吸只释放少量能量，其余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是无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是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。对位训练 1.(2010课标全国卷，2)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是 ()A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水 C.无氧呼吸不需要 O2的参与，该过程最终有H的积累 D.质量
7、相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 解析 丙酮酸是呼吸作用的中间产物，无氧呼吸的终产物为酒精和二氧化碳或乳酸，A 选项错误；有氧呼吸产生的H是在线粒体的内膜上与氧结合生成水的，B 选项错误；无氧呼吸不需要 O2的参与，该过程中并无H的积累，C 选项错误；脂肪分子中 O 的含量远远少于糖原，而 H 的含量多于糖原，所以相同质量的脂肪和糖原，脂肪有氧氧化分解时所需要的 O2多，放出的能量也多。答案 D 2.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 ()图解中的 a、b 两物质依次是 H2O 和 O2 图解中(一)(二)两阶段产生H的场所都是线粒体 图解中(三)阶段产
8、生的水中的氢最终都来自葡萄糖 1 分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生 6 分子水 图示过程在有光和无光的条件下都能进行 用18O 标记葡萄糖，则产物 CO2中会检测到放射性 若葡萄糖进入线粒体，可在酶的作用下，生成 CO2和 H2O A.B.C.D.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有氧呼吸过程，(一)表示有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中完成，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)表示有氧呼吸的第二阶段，在线粒体中丙酮酸和水(即图中 a)彻底分解成 CO2并产生大量的H，释放少量能量。(三)表示有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的H与
9、 O2(即图中 b)结合生成水，释放大量能量。细胞呼吸与光照无关。葡萄糖中的 C、O 元素最终进入 CO2，而 H 元素进入 H2O 中。线粒体中的酶不能催化葡萄糖分解，但可以催化丙酮酸分解。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：温度通过影响与呼吸作用相关的酶的活性而影响呼吸作用。一般而言，在一定范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而增强。(2)氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2 的存在对无氧呼吸
10、起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有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，细胞只进行无氧呼吸，Q 点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。当氧气浓度在 010%之间，有氧呼吸与无氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。当氧气浓度大于或等于 10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有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，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有氧呼吸产生 CO2 的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧
11、呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为 0)，无氧呼吸强度为 0。(3)水：在一定范围内，细胞的含水量越高，细胞呼吸作用越强。(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，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。早期通气促进酵母菌有氧呼吸，酿酒时利于菌种繁殖后期密封子发酵罐促进本酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。(4)土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而
12、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：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。对位训练 3.稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如下图。下列叙述正确的是()A.阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低 B.阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高 C.阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂 D.从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在阶段前适时排水 解析 水稻幼根刚开始浸水时即阶段时，由于水中氧气的含量降低，
13、有氧呼吸降低，有些细胞开始进行无氧呼吸；随着浸泡时间的延长，在阶段时，有氧呼吸越来越弱，而无氧呼吸强度不断增强；到阶段时，由于幼根无氧呼吸产物酒精的积累，使得幼根变黑腐烂，呼吸速率降低。答案 D 4.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)_点的生物学含义是无氧呼吸消失点，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贮存。理由是_。(4)若图中的 AB 段与 BC 段的距离等长，说明此时有氧呼吸释 放的 CO2 与无氧呼吸 释放的
14、 CO2 相比_(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_倍。(5)在原图中绘出无氧呼吸产生的 CO2 随氧气浓度变化而变化的曲线答案(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制(2)P (3)R 此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，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：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，细胞只进行产生乳酸的无
15、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。此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。(3)当 CO2释放量等于 O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，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无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，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 43，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若 43，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。若
16、 43，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸。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，有氧呼吸比无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 不消耗 O2，只产生 CO2 甲只进行无 氧呼吸 O2=2：8 乙有氧（1/3 据 O2与 CO2 葡萄糖）：无氧（3 葡萄糖）的比例 O2：CO2=4：6 丙 有氧（2/3 葡萄 糖）：无氧（1 葡萄糖）O2：C
17、O21：1 丁只进行有氧呼吸 答案 D 易错警示 对光合作用、呼吸作用气体代谢特点模糊不清 典例 将其绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以 CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度()5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收 CO2(mg/h)1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗下释放 CO2(mg/h)0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下列对该表数据分析正确的是 ()A.昼夜不停地光照，温度在 35时该植物不能生长 B.昼夜不停地光
18、照，该植物生长的最适宜温度是 30 C.每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 20的条件下，该植物积累的有机物最多 D每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度在 30时，该植物积累的有机物是温度在 10时的 2 倍 错因分析 本题易错之处是把光照下绿色植物 CO2 的吸收速率直接当成了光合作用速率。要准确解答该题必须弄清，真正光合速率和净光合速率以及呼吸速率的表示方法。解析 昼夜不停地光照，只看第二栏数据，均为正值，植物都可生存，最适宜温度是 25。每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，温度均保持在 20的条件下，该植物积累的有机物最多。温度在 30时，
19、该植物积累的有机物是温度在 10时的 1/2。答案 C 纠错笔记(1)黑暗状况时：植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。气体代谢特点 此状态下，植物从外界吸收 O2，并将细胞呼吸产生的 CO2释放到体外，如图甲所示。细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：A.CO2释放量(或实验容器内 CO2增加量)；B.O2吸收量(或实验容器内 O2减少量)；C.植物重量(有机物)的减少量。(2)较强光照时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且光合作用强度大于细胞呼吸强度。气体代谢特点 植物光合作用产生的氧气(用 m 表示)除用于植物的有氧呼吸消耗(用 m 1 表示)之外，其余的氧气释放到周围的环境中(用 m 2
20、表示)。植物光合作用所利用的 C O 2(用 n 表示)除来自植物自身细胞呼吸(用 n1表示)外，不足的部分从外界吸收(用 n2)表示，如图乙所示。分析乙图可知，有如下数量关系：m m 1m 2，nn1n2 光合作用相对强度可用如下三种方式表示：A.O2释放量(或实验容器内 O2增加量)；B.CO2吸收量(或实验容器内 CO2减少量)；C.植物重量(有机物)的增加量。表观光合速率和真正光合速率 真正光合速率表观光合速率呼吸速率 表观光合速率常用 O2 释放量、CO2 吸收量、有机物积累量等来表示。真正光合速率常用 O2 产生量、CO2 固定量、有机物的产生量来表示。检测落实体验成 题组一 细胞
21、呼吸过程 1.关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是 ()A.全过程必须有氧参与，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 ATP C.第二阶段是丙酮酸分解成 CO2 和 H2O，产生少量的 ATP D.第三阶段是H和氧结合产生水，同时生成大量的 ATP 解析 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，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 D 2.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶 1、
22、酶 2、酶 3 依次分别存在于 ()A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体 C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体 解析 酶 1 催化有氧或无氧呼吸第一阶段，酶3 催化无氧呼吸第二阶段，都在细胞质基质中；酶 2 催化有氧呼吸第二、三阶段，在线粒体中。C题组二 细胞呼吸影响因素 3.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 0 1%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
23、0.8 0.8 CO2释放 量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 下列有关叙述中正确的是 ()A.苹果果肉细胞在 O2 浓度为 0%3%和 3%25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸 B.贮藏苹果时，应选择 O2浓度为 5%的适宜环境条件 C.O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生 ATP 越多 D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，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，细胞只进行有氧呼吸(5%25%)；在无氧条件下进行无氧呼吸(0)；当 O2 浓度不足的时候既进行无氧呼
24、吸，又进行有氧呼吸(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，因此最有利于有机物的保存。在一定范围内，O2 浓度越高，有氧呼吸越旺盛，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。植物进行无氧呼吸的产物主要是酒精和 CO2(少数植物的无氧呼吸产物是乳酸)。答案 B 4.农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如下曲线。据此提出以下结论，你认为正确的是 ()A.光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度 B.阴影部分表示 535C 时蔬菜的净光合速率小于零
25、 C.温度越高，该蔬菜新品种的产量越高 D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在 2530 解析 由图示可知，光合作用酶的最适浓度在2530之间；呼吸作用酶的最适温度高于 35，故 A 错误；阴影部分代表净光合速率，大于零，B 错误；温度在 25左右，该蔬菜的产量最高，故 C 错误。答案 D 题组三 细胞呼吸的综合考查 5.右图是有氧呼吸过程图解。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(填“少量”或“大量”)_。(3)有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 细胞质基质 C6H12O6酶2C3H6O3少量能量 返回