1、第二单元生 物 的 新 陈 代 谢第10讲细胞呼吸【考纲搜索】(1)有氧呼吸；(2)无氧呼吸；(3)细胞呼吸的意义。【分析预测】细胞呼吸是历年高考的重点，考题多、分值高、难度大、综合性强。往往以生理现象、过程、实验现象、数据、图表等为背景依托，结合光合作用和三大物质代谢，以填空、分析说明和识图作答等试题形式考查。考题联系实验，学以致用，重视对实践与探究能力的考查。一、知识概述 有氧呼吸的概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物，产生，同时释放出大量能量的过程彻底氧化分解二氧化碳和水有氧呼吸反应式：过程：第一阶段：第二阶段：第三阶段：C6H12O6+6O2+6H2O 酶 6CO2
2、+12H2O+能量C6H12O6 酶 2分子丙酮酸+少量H+少量能量丙酮酸+H2O 酶 CO2+H+少量能量H+O2 酶H2O+大量能量场所：先在，后在上进行1mol葡萄糖彻底氧化分解可释放kJ的能量，其中有kJ左右的能量储存在ATP中，其余以形式散失细胞质基质线粒体28701161热能 无氧呼吸 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产物，同时释放出少量能量的过程 反应式：C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量不彻底的氧化高等动物、马铃薯块茎等：过程：第一阶段和第一阶段完全相同第二阶段产物是场所：细胞质基质1mol葡萄糖分解成乳酸，共放出能量kJ，其中kJ
3、的能量储存在ATP中，其余以热能形式散失有氧呼吸C2H5OH+CO2或C3H6O3196.6561.08C6H12O6酶 2C3H6O3+能量 细胞呼吸的意义1.为生物体的生命活动提供.2.为体内其他化合物的合成提供，如丙酮酸是三大营养物质相互转化的枢纽物质能量原料二、要点归纳有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析比较1.有氧呼吸和无氧呼吸过程图解要点12.有氧呼吸和无氧呼吸过程分析无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的H将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或C3H6O3(乳酸)的过程。丙酮酸进一步发生反应，之所以有不同的产物，是不同的酶作用的结果。有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物(所以，书写有氧呼吸的
4、反应式时，反应物和生成物中都应有水，但在涉及有关计算过程中，反应物和生成物中的水可以抵消6个)，且H2O中的氧全部来自O2。有氧呼吸三个阶段的共同产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。3.有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系联系：第一阶段完全相同：都是一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，同时产生少量的H和少量的ATP.本质相同：都是分解有机物释放能量，供生命活动的需要比较项目有氧呼吸无氧呼吸区别条件O2、有氧呼吸酶无氧呼吸酶场所细胞质基质、线粒体细胞质基质过程3个阶段2个阶段产物CO2、H2OCO2、酒精或乳酸放能2870kJ/mol196.65kJ/mol4.根据CO2释放量和O2消耗量判断细
5、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，现总结如下：(1)无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，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可增大，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，容器内气体体积不发生变化，但若将CO2吸收，则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。
6、此种情况下通过以下分析，可判断哪种细胞呼吸占优势：若VCO2/VO24/3，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若VCO2/VO24/3，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。若VCO2/VO24/3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。要点2 光合作用和呼吸作用的关系1.区别比较项目光合作用细胞呼吸代谢类型合成作用(或同化作用)分解作用(或异化作用)物质变化 无机物 合成 有机物有机物 分解 无机物能量变化 光能化学能(储能)化学能ATP、热能(放能)实质合成有机物(储存能量)分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2.联系(1
7、)物质方面：C：CO2暗反应(CH2O)呼吸C3H4O3呼吸CO2O：H2O光反应O2呼吸H2OH：H2O光反应H暗反应(CH2O)呼吸、H呼吸 H2O(2)能量方面：光能 光反应 ATP 暗反应(CH2O)呼吸ATP 热能各项生命活动影响细胞呼吸的因素及其应用1.影响细胞呼吸的因素(1)影响细胞呼吸的内部因素不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。要点3同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。同一植物的不同器官的呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。细胞的含水量不同呼吸速率不同，含水量多则呼吸作用强，含水量少则
8、呼吸作用弱。(2)影响细胞呼吸的外界因素温度温度主要是通过影响酶的活性来影响呼吸作用。呼吸作用的最适温度大致是2535，不同的生物的最适温度有所不同。超过最适温度，酶的活性降低，甚至变性失活，呼吸作用受到抑制或不能正常进行；低于最适温度，酶的活性下降，呼吸作用减弱(如图)。O2浓度O2浓度为零时只进行无氧呼吸，浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸(如图)。CO2浓度 从化学平衡的角度分析：CO2浓度增加，呼吸速率下降。2.影响细胞呼吸因素的应用(1)种子的储藏必须降低含水量，使种子处于风干状态，以降低种子的呼吸作用，延长贮存时间。如果种子的含水量
9、过高，呼吸作用加强，使储藏的种子堆的温度升高，又反过来进一步促进种子的呼吸作用，使种子品质变坏。(2)蔬菜和水果的保鲜过程中，通入氮气以降低氧气的浓度，同时降低温度，都是为了降低种子的呼吸作用，有利于蔬菜水果的保鲜储存。(3)农业生产上的中耕松土，是为了促进植物根的呼吸作用，以利于矿质元素的吸收；低洼地的及时排水，是为了防止植物的根过度进行无氧呼吸导致植物死亡；摘除变黄且无光合能力的叶片，是为了减少这些叶片呼吸作用无谓的消耗。(4)工业生产上有多方面的应用。如酿酒时就要控制条件，利用好酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸，比如刚开始时要得到较多的酵母菌，就要供给充足的氧气，让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，
10、当酵母的数量达到一定值后，就要停止通气造成缺氧，让酵母进行无氧呼吸产生酒精。(2011山东)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果B试管中加水的主要目的是制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中例1无氧呼吸释放的能量还有一部分以热能的形式散失了。答案：D解析(2009天津)按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养810小时，并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是()A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能
11、量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组例2实验材料适宜浓度酵母菌液取样50mL50mL处理破碎细胞(细胞器完整)未处理分组甲乙丙丁25mL25mL25mL25mL培养液75mL75mL75mL75mL供氧情况无氧通氧无氧通氧破碎细胞（细胞器完整）仍然具有完整的酶系，故仍能进行有氧、无氧呼吸，在无氧的情况下无论是破碎细胞还是完整菌体均能进行无氧呼吸产生CO2；丁组进行有氧呼吸，丙组进行无氧呼吸，所以丁组能量转换率远大于丙组；完整的酵母菌在适宜条件下培养时可以进行繁殖，种群数量不断增大，所以丙组酒精产量一定大于甲组，丁组氧气消耗量一定大于乙组。故D正确。答案：D解析(2009福建)右图表示
12、的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比在无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。例3(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置AB方法步骤一加入240mL的葡萄糖溶液加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液方法步骤二加入10g活性干酵母.方法步骤三.加入石蜡油，铺满液面本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一
13、变量原则这几个原则因此处应填：不加入石蜡油，处应填：加入10g活性干酵母。解析(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是，这是控制实验的变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：装置C方法步骤一.方法步骤二.方法步骤三加入石蜡油，铺满液面B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量。要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母。解析(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是(用“”表示)，则假设成立。解析因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是ABCABC
