1、第三节细胞呼吸一、有氧呼吸1.过程第一阶段葡萄糖第二阶段H2OO2第三阶段场所：物质变化：产能情况：场所：物质变化：产能情况：场所：物质变化：产能情况：细胞质基质C6H12O6丙酮酸+H酶少量线粒体基质丙酮酸+H2O CO2+H酶少量线粒体H+O2 H2O酶大量2.反应式_【点拨】(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但原核生物无线粒体，仍能进行有氧呼吸。(2)有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第三阶段产生的ATP最多C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶二、无氧呼吸1.场所：_2.条件：_和_3.生成物：_或_4.反应式(1)产物为酒精：_。(2)产物为乳酸：_。细胞质基
2、质无氧多种酶酒精和二氧化碳乳酸C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量酶C6H12O6 2C3H6O3+少量能量酶【点拨】(1)有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行。二者的实质都是氧化分解有机物、释放能量，形成ATP。(2)无氧呼吸释放的能量少，因为还有大部分能量储存在酒精或乳酸中。(3)不同生物的无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同。三、细胞呼吸原理的应用应用原理实例或措施发酵技术利用微生物或其他生物的细胞在_或_条件下繁殖或积累其_的过程(1)酿酒、_类及柠檬酸类饮料的生产；(2)_等抗生素的生产；(3)垃圾、废水的处理等农业生产设法增强_，以
3、促进作物生长发育水稻田适时露田和晒田粮食储藏果蔬保鲜设法降低细胞呼吸强度，尽可能减少_粮食储藏时保持_；果蔬保鲜，降低氧浓度或_等措施有氧无氧代谢产物乳酸青霉素细胞呼吸有机物消耗干燥降低温度【点拨】储藏水果、蔬菜和粮食都需要低温、低氧等条件，但并不是温度及氧浓度越低越好。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；低氧是指总呼吸强度最弱时对应的氧浓度。【思维判断】1.有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。()【分析】真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此其相关的酶存在于细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜中。2.无氧呼吸对生物体都有害。()【分析】有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生
4、命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。3.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。()【分析】无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸，只有有氧呼吸的产物中有水。4.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环境中。()【分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸，无氧时细胞呼吸消耗大量有机物，而且产生的酒精对蔬菜水果也有一定的毒害作用，故应在低氧而不是无氧环境下保存蔬菜水果。有氧呼吸和无氧呼吸的过程1.两者联系6H2O20H2C3H4O36CO2酶C6H12O6酶2C3H4O3能量ADP+PiATP热能（丙酮酸）2C3H6O3
5、酶酶2C2H5OH+2CO2无O2无氧呼吸第二阶段能量热能ATPADP+Pi热能4H能量ADP+PiATP第一阶段酶12H2O6O2有氧呼吸第三阶段有氧呼吸第二阶段酶酶酶2.三项分析(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。(2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路。有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件物质变化能量变化特点联系主要在线粒体中进行在细胞质基质中进行氧气，多种酶无氧气，多种酶葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分
6、解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP受O2和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP3.“五异二同”比较有氧呼吸和无氧呼吸【高考警示钟】不同生物细胞呼吸的理解误区(1)真核生物的细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。(3)有氧呼吸三个阶段都产生ATP，但无氧呼吸只有第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP。【典例训练1】(2011海
7、南高考)细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是()A植物细胞能进行过程和或者过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H【解题指南】1.知识储备(1)掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程；(2)明确不同细胞呼吸作用的代谢产物。2.解题思路首先明确图中为有氧呼吸过程，、为无氧呼吸过程；然后联系细胞呼吸过程的各阶段产物得出答案。【解析】选B。植物细胞可以进行无氧呼吸产生酒精和CO2，某些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸；真核细胞的细胞质基质中能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸，因此能进行过程，不能进行过程；有氧呼吸第
8、三阶段释放的能量最多，过程为第二、三阶段，释放的能量多于过程；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，第一阶段产生H，第二阶段消耗H。影响细胞呼吸的四因素因素原因曲线应用温度O2最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制低温下贮存蔬菜、水果，夜间适当降温提高大棚蔬菜产量O2浓度低时,无氧呼吸占优势；随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强；O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)蔬菜、水果的保鲜、医用“创可贴”因素原因曲线应用CO2浓度水从化学平衡的角度分析，CO2浓度增大，呼
9、吸速率下降在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢低氧高CO2条件下保存蔬菜、水果干燥的种子有利于贮藏【典例训练2】溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，较高浓度的CO2使其由蓝变绿再变黄。一实验小组用图示的实验装置，在25条件下，多次进行如下操作：打开阀门A和B；推注射器1的活塞，然后关闭A和B；一段时间后，拉注射器2的活塞，促进两个瓶中的气体流动。观察溴麝香草酚蓝水溶液的变色情况。(阀门A和B关闭时，整个装置是密封的)请完成下列问题：(1)此实验的目的是探究25 条件下_。(2)如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水
10、溶液由蓝变绿，这种情况下苹果的代谢特点是_。(3)当向有苹果的瓶内注入的氮气很少或很多时，溴麝香草酚蓝水溶液都将会变黄，其原因是：向有苹果的瓶内注入的氮气很少时_，_；向有苹果的瓶内注入的氮气很多时，_。(4)此实验结果可在实际生活中用于_。【解题指南】1.考查实质有苹果的瓶内氧气浓度不同，苹果细胞呼吸的方式不同。2.解题关键明确当有苹果的瓶内N2量少时，O2较多，苹果主要进行有氧呼吸，产生大量CO2；当瓶内N2量多时，O2较少，苹果主要进行无氧呼吸，也会产生较多的CO2。【解析】打开阀门A和B，推注射器1的活塞，然后关闭A和B，可以更新装置中的空气，因此可知此实验的目的是探究25条件下氧气浓
11、度对苹果呼吸作用的影响。溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，则说明细胞呼吸弱。当向瓶内注入的氮气很少时，氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多；当向瓶内注入的氮气很多时，氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多，所以溴麝香草酚蓝水溶液也将会变黄。以上实验说明苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，应适当控制环境中氧气的浓度，并不是氧气浓度越低越好。答案：(1)氧气浓度对苹果呼吸作用的影响(2)细胞呼吸弱(3)有苹果的瓶内氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多有苹果的瓶内氧气浓度很低
12、，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多(4)苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，适当控制环境中氧气的浓度细胞呼吸方式的测定1.设计思路测定细胞呼吸或确认呼吸类型常采取玻璃管液滴移动观察法(或U形管液面升降观察法)，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物(活种子或植物或动物)，通过生物细胞呼吸过程中释放CO2或吸入O2引起的气压变化而推测或计算生物的呼吸状况，装置如图所示。由于生物细胞呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中，往往用NaOH溶液或KOH溶液吸收掉细胞呼吸所产生的CO2。这样，整个
13、装置中的气压变化，只能因吸收O2所引起，从而排除CO2对气压变化的干扰。2.细胞呼吸类型的测定方法欲确认某生物的细胞呼吸类型，应设置两套呼吸装置，即对照组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。当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用，两套装置可如图所示：结果与分析：(1)若装置一液滴左移，装置二液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼吸产生CO2量与消耗O2量相等)。(2)若装置一液滴不动，装置二液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产生CO2，不消耗O2)。(3)若装置一液滴左移，装置二液滴右移
14、，则表明所测生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。【高考警示钟】设置对照实验的注意事项由于装置的气压变化也可能会因温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与呼吸装置相比，应将所测生物灭活，如将种子煮熟，而其他各项处理应与实验组完全一致(包括NaOH溶液、所用种子数量、装置瓶及玻璃管的规格等)。用如图装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型，同时关闭活塞，在25 下经过20 min再观察红色液滴移动情况，下列对实验结果分析不符合实际的是(注意：细胞呼吸的底物以葡萄糖计算)()A.装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2
15、的体积，装置2的红色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的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C.若装置1红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸D.若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸【解题指南】理解红色液滴移动方向代表的含义。注意装置1小烧杯中有NaOH溶液，能吸收CO2，故红色液滴左移体积即为细胞呼吸消耗的O2的体积。【解析】选B。装置1小烧杯中有NaOH溶液能吸收CO2，故装置1中不存在CO2，红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积
16、，A正确。萌发的种子若只进行有氧呼吸，装置1的红色液滴会左移；装置2中有氧呼吸吸收的O2与释放的CO2相等，红色液滴不移动，故B错误而C正确。若装置1红色液滴不移动，说明不进行有氧呼吸；装置2的红色液滴右移，说明产生了CO2，CO2是无氧呼吸产生的，D正确。实验变量的确定与控制酵母菌在不同条件下的呼吸作用【案例】(2009福建高考改编)如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。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(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/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无氧条件下呼吸作用
17、放出热量更多。(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。装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_B加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充表中内容：(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C装置。请写出C装置的实验步骤：(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。装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C_加入石蜡油，铺满液面【命题人透析】(1)分析影响“呼吸产热”的因素找准“
18、变量”：氧气影响呼吸产热。据实验的假设可知：不同的条件是“有氧”与“无氧”，确定“有无氧气”是实验的自变量，实验过程中必须加以控制。从表中给予的步骤可以确定，B装置中步骤三“加入石蜡油，铺满液面”的目的是隔绝空气中的氧气，也就是说B装置是控制无氧的环境，以观察实验中能量释放情况。所以A装置是用于观察有氧条件下呼吸作用释放能量的情况，方法步骤三中应该不加入石蜡油，以便空气能与溶液中的酵母菌接触。溶液的量、细胞的数量对产热量的影响。葡萄糖溶液的量和酵母菌细胞的数量是本实验的无关变量，同样能影响产热的多少。这些对于实验结果有影响的因素，都要严格控制，因此实验组和对照组加入的葡萄糖溶液浓度和体积要一致
19、，方法步骤二中加入的干酵母的量要相同，避免无关变量对实验结果的干扰。“变量”随实验目的改变而改变。“测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量”，“呼吸作用”就成了实验的自变量。装置中酵母菌是可以进行呼吸作用的，那么需要设置的C装置当然就应该是不进行呼吸作用的。与B装置相比，方法步骤二中不加入酵母菌或加入10 g无活性干酵母，其余的操作都应该与B装置保持相同。(2)“煮沸”是灭菌还是除氧：据题中信息：B装置对葡萄糖溶液进行了煮沸的处理。煮沸容易让我们联想到是为了除去溶液中的杂菌。如果是以此为目的，A、B两装置应进行同样的操作，否则实验变量不惟一。因此，B装置煮沸是为了去除葡萄糖溶液中的氧气，保证初始
20、状态下酵母菌就能在无氧条件下进行呼吸。【标准答案】(1)不加入石蜡油 加入10 g活性干酵母(2)去除氧气自(3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母或加入10 g无活性干酵母(4)ABC【阅卷人点评】得分要点(1)必须体现“不加入石蜡油”。必须体现“10 g、活性”。(2)必须体现“氧气”，必须是“自”。(3)必须体现“240 mL”、“煮沸后冷却”。必须体现“不加入活性干酵母”或“加入10 g无活性干酵母”。(4)必须是“ABC”。失分案例(1)错答成“加入石蜡油，铺满液面”。错答成“加入10 g无活性干酵母”。(2)错答成“杀菌”或“去除气体”；第二问错答成“无关”。(
21、3)错答成“加入240 mL的葡萄糖溶液”。错答成“加入10 g活性干酵母”。(4)错答为“CBA”。1有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是()AATP BH2O和CO2CH2O和丙酮酸D乳酸和ATP【解析】选A。有氧呼吸的第一阶段产生H、丙酮酸和能量，第二阶段产生H、CO2和能量，第三阶段产生H2O和能量，三个阶段产生的能量均有一部分转移到ATP中贮存，因此有氧呼吸全过程的三个阶段中相同的产物是ATP。2无氧呼吸与有氧呼吸相比，下列叙述肯定不正确的是()A需酶参与B能释放CO2C是一个逐步释放能量的过程D能生成大量的ATP【解析】选D。无氧呼吸与有氧呼吸在细胞内均是一个逐步释放能量的过程
22、，但有氧呼吸比无氧呼吸产生的能量多。3.(2010新课标全国卷)下列关于细胞呼吸的叙述，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.质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多【解题指南】解答本题的关键是：先区分有氧呼吸和无氧呼吸的反应物和产物的不同，再比较二者具体过程的不同。【解析】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的共同产物，但不是终产物，故A项错误。有氧呼吸产生的H，在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B错误。无氧呼吸的最终产物是酒精和二氧化碳或乳酸，所以，无氧呼吸过程最终没有H的积累，故C
23、项错误。相同质量的脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时需要的O2多，释放的能量多，故D项正确。4.(2011海南高考)关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A种子风干脱水后呼吸强度增强B土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱【解析】选B。种子风干脱水后，细胞中自由水的含量降低，代谢缓慢，因此呼吸强度降低，不是增强;土壤淹水后，土壤中氧气含量降低，根系发生无氧呼吸产生酒精和CO2；破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖;小麦种子萌发过程中，代谢加快，细胞有氧呼吸逐渐增强。5.(2012南京模拟)在人和植物体内部都会发生的物质转
24、化过程是(多选)()A.葡萄糖彻底氧化B.葡萄糖转化为乙醇C.葡萄糖脱水缩合D.葡萄糖分解为丙酮酸【解析】选A、C、D。在人体内和植物体内都会发生有氧呼吸过程和葡萄糖脱水缩合过程(人体内合成糖原，植物体内合成淀粉和纤维素)，人体内的无氧呼吸产物是乳酸而不是酒精。6.如甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：(1)甲图中X代表的物质是_，E代表的物质可能是_。(2)甲图中有氧呼吸的途径是_，其中产生能量最多的是_阶段(填字母)。(3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的_(填序号)。(4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于_，写出有关的反应式_。(5)叶绿体中产生
25、的氧气进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有_层，通过这些膜的方式是_。【解析】由图分析可知乙图中的是线粒体内膜，是线粒体基质，是线粒体外膜；甲图中的A、C、D分别代表了细胞呼吸第一阶段反应、有氧呼吸第二阶段反应(在线粒体基质中进行)、有氧呼吸第三阶段反应(在线粒体内膜上进行)。有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。图中的X应为丙酮酸，E为酒精和二氧化碳。叶绿体中产生的氧气通过简单扩散方式进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有6层(两层叶绿体膜，两层细胞膜和两层线粒体膜)。答案：(1)丙酮酸酒精和二氧化碳(2)A、C、D D(3)、(4)无氧呼吸C6H12O6 2
26、C2H5OH+2CO2+能量(5)6 简单扩散酶实验方法探究细胞呼吸的方式【理论指导】1.原理细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的量相等，不会引起密闭容器内气体压强的改变；无氧呼吸包括酒精发酵和乳酸发酵。酒精发酵产生CO2，而乳酸发酵不产生任何气体，因此，前者可引起密闭容器中气体压强升高，后者则不改变密闭容器中的气体压强。2.装置选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。(1)实验材料分析装置一、二中试剂的作用：NaOH溶液吸收CO2，清水作为对照。在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。(2)实验结果分
27、析装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸【典例分析】不考虑大气压强、温度等变化的影响，从下面装置中挑选装置进行实验探究某生物的细胞呼吸方式，写出预期结果及结论。【分析】本题的实验目的是探究某生物的细胞呼吸方式，因此要设置两套细胞呼吸装置。两套细胞呼吸装置中的单一变量是NaOH溶液与蒸馏水，其他所有项目应该一致。加蒸馏水的装置内气压的变化是由CO2与O2共同决定的，因此选装置一和装置二。预期结果和结论分别是：(1)若装置一着色液左移，装置二着色液不动，则表明该生物只进行有氧呼吸；(2)若装置
28、一着色液不动，装置二着色液右移，则表明该生物只进行无氧呼吸；(3)若装置一着色液左移，装置二着色液右移，则表明该生物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。【拓展】(1)有同学认为装置三也是必要的，你认为有必要吗？提示：没有必要。分析：由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为了使测定结果更准确，应将所测生物灭活做对照。但本题题干已经点明不考虑大气压强、温度等变化的影响。(2)若实验时装置一和装置二中的着色液均左移，呼吸底物还只是葡萄糖吗？提示：不只是葡萄糖。分析：若只有葡萄糖作为底物，则有氧呼吸时氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量，不会出现两装置中的着色液均左移的现象。两装置中的着色液均左移说明氧气的吸收量大于二氧化碳的释放量，呼吸底物中可能有脂肪参与了。
