专题七 细胞呼吸

1、专题七 细胞呼吸易错盘点：把呼吸作用看作是有氧呼吸；对有氧呼吸三个阶段的场所、物质和能量变化记忆不准；不会根据有氧呼吸原理分析氧气、温度对其速率的影响；不会根据光合作用、有氧呼吸的反应式进行相关的计算，不能区分“产生”与“释放”、“需要”与“吸收”的区别。一、细胞呼吸概念 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。【注意】1、细胞呼吸与有机物燃烧的异同点：区别：有机物在体外燃烧，能够将有机物中储存的能量是一次性全部释放出来的，并且以光和热的形式散失，其过程并不需要酶的参与。细胞呼吸是一个由多种酶参与催化，多步骤的氧化分解过程，它可以将储存在有机物

2、中的能量逐步地、缓慢地释放，能量一部分以热能的形式散失，一部分转移到ATP中，随时地被细胞利用。相同点：两者氧化分解的产物一样，都是二氧化碳和水。结论：细胞呼吸与体外有机物燃烧能量的释放方式不同，去向也不同，但生成物相同。2、呼吸与呼吸作用（细胞呼吸）的区别呼吸：指的是人和动物体与外界进行的气体交换过程。这一过程需要呼吸肌协助完成，因此是一个需要消耗ATP的生理活动过程。呼吸作用：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。这个过程在有氧气和无氧气的环境下都能完成，这说明气体的交换并非细胞呼吸的本质。细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解，能释放能量

3、，生成ATP。结论：“呼吸”与“呼吸作用”的现象和本质是有所区别的。二、细胞呼吸的分类及过程1、有氧呼吸过程及分析（1）、概念 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量，生成许多ATP过程。（2）、总反应式C6H12O6 + 6O2+6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量（3）、场所先在细胞质基质中，后在线粒体中（4）、过程有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中，叫做糖酵解。反应式：C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)+4H+少量能量 (2ATP)第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中。这一阶段也不需要

4、氧的参与，是在线粒体基质中进行的。反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20H+6CO2+少量能量 (2ATP)第三阶段：在线粒体的内膜上，产生大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。反应式：24H+6O212H2O+大量能量(34ATP)有氧呼吸三个阶段的比较第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸和水还原氢和氧生成物丙酮酸和还原氢二氧化碳和还原氢水生成ATP数量少量少量大量与氧的关系无关无关有关【注意】有氧呼吸的场所：在真核细胞中，主要是线粒体，原核生物细胞中没有线粒体，其有氧呼吸的主要场所是细胞质基质。有氧呼吸过程中氧元素的去向无

5、氧呼吸过程及分析（1）、概念：是指细胞在无氧的条件，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生C2H5OH（酒精）和CO2或C3H6O3（乳酸），释放少量能量，生成少量ATP的过程。（2）、场所：细胞质基质中。（3）、过程：（以葡萄糖为底物）第一阶段：C6H12O6 酶 2C3H4O3(丙酮酸)+4H+2ATP第二阶段：2C3H4O3 4H酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2或2C3H6O3(乳酸)（4）、总反应式C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+2CO2或2C3H6O3（乳酸）+少量能量【小知识】为什么有氧呼吸生成的ATP比无氧呼吸多？氧化分解等量的有机物时，有氧

6、呼吸对有机物能进行彻底氧化分解，将能量完全释放，生成的ATP多；而无氧呼吸对有机物的氧化分解不彻底，只有一部分被释放出来，另一部分还留在有机物酒精或乳酸中，因此生成的ATP少。【注意】无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，生成少量ATP。由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也是不同的；大多数植物、酵母菌、苹果果实进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2；有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等；而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。3、有氧呼吸和无氧呼吸（1）有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸场所

7、先在细胞质基质中，后在线粒体中（主要在线粒体中）在细胞质基质中进行条件氧气，多种酶和适宜的温度无氧，多种酶和适宜的温度物质变化葡萄糖彻底氧化分解，形成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，形成乳酸或酒精、CO2等能量变化释放大量能量，形成大量ATP释放少量能量，形成少量ATP，（还有部分能量储存在简单有机物中）是否产生H2O产生水不产生水特点受O2和温度等因素的影响有氧存在时，无氧呼吸受抑制联系第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行实质氧化分解有机物、释放能量，形成ATP意义为生命活动提供能量；呼吸作用产生的中间产物是合成另外一些物质的原料。(2)有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析(3)细胞呼吸类

8、型的判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：气体变化特点细胞呼吸的方式不消耗O2，释放CO2只进行无氧呼吸O2吸收量= CO2释放量只进行有氧呼吸O2吸收量< CO2释放量两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自无氧呼吸CO2释放量 : O2吸收量=4:3有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等CO2释放量 : O2吸收量>4:3无氧呼吸占优势CO2释放量 : O2吸收量，<4:3有氧呼吸占优势酒精量= CO2量只进行无氧呼吸酒精量< CO2量两种方式同时进行，多余CO2量来自有氧呼吸（4）细胞呼吸状况的实验测

9、定归纳 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有氧呼吸(因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等)。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无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2，不耗O2)。若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1与装置2液滴均左移，则呼

10、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。a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。b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。4、影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气浓度、含水量、CO2浓度等，其中最主要的影响因素是温度。（1）温度温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如图所示。根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大

11、减，也易腐烂损坏。（2）氧气浓度氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。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浓度之间的关系用图示的曲线来表示。在高中阶段，微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。图示的曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。生活中常利用降低氧气浓度能抑制细胞呼吸，减少有机物消耗

12、这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存蔬菜、水果，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无土栽培通入空气、中耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强植物根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。(3)CO2浓度增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。应用：在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个植物器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水

13、果。（4）含水量在一定范围内，呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。应用：粮油种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使细胞呼吸强度降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，细胞呼吸加强，使储藏的种子堆温度上升，反过来又进一步促进种子的细胞呼吸，使种子的品质变坏。经典透析：【例1】在自然条件下，有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是：A有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体B高等植物只能进行有氧呼吸，不能进入无氧呼吸C有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳D有氧呼吸的强度晚上比白天强答案：A【例2】下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是： ( )蛔虫进行无氧

14、呼吸 哺乳动物的成熟红细胞只能进行无氧呼吸长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 发酵和无氧呼吸为同一概念A B C D答案：C【例3】下列关于无氧呼吸的叙述中，不正确的是： （ ）A、无氧呼吸过程释放的能量少B、无氧呼吸的场所主要是细胞质基质C、能进行无氧呼吸的植物都是低等植物 D、在无氧条件下，有机物分解为中间产物答案：C【例4】人在长时间剧烈运动时的供能方式是： ( )A、主要是有氧呼吸 B、 主要是产生乳酸的无氧呼吸 C、只进行无氧呼吸 D、 主要是产生酒精的无氧呼吸答案：A【例5】在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将 （ ）。 与氢结合生成水 与碳结合生成二氧化碳 在线

15、粒体中被消耗 在线粒体和细胞质基质中被消耗 A B C D答案：A【例6】有氧呼吸中产生能量最多的是 （ ）。 A形成二氧化碳时 B形成H时 C形成水时 D形成丙酮酸时答案：C【例7】下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是 （ ）。A.此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量H和ATPB此过程的第二阶段是丙酮酸分解成和，产生少量的ATPC此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成和，产生大量的ATPD此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进行答案：A【例8】经测定，蚕豆种子在发芽的早期，的释放量比氧气的吸收量大34倍，这说明此时的蚕豆是（ ）。 A只进行有氧呼吸 B无氧呼吸比有氧呼吸占优势 C只进行无氧

16、呼吸 D有氧呼吸比无氧呼吸占优势答案：B【例9】有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是 （ ）。都在线粒体中进行 都需要酶 都需要氧 都产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应 A B C D答案：D【例10】酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下能进行无氧呼吸。如果它在这两种呼吸过程中产生了等量的。那么，它在这两种过程中所消耗的葡萄糖之比为（ ）。 A12 B21 C31 D13答案：D【例11】在一锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液(见下图)，下列坐标图中不正确的是时间酒精浓度时间酵母菌数量时间葡萄糖浓度时间溶液的pH值酵母菌与葡萄糖溶液ABCD答案：B【例12】下图表示大气中O2浓度对植物组织产

17、生CO2 的影响，其中A曲线代表CO2释放量，B曲线代表O2的消耗量。贮藏水果时O2浓度应调节到（）AM 点 BN 点 CP 点 DQ点答案：D【例13】右图是某种绿色植物的绿色器官在不同氧气浓度下，O2吸收量和CO2释放量的变化坐标图。氧气浓度为10%时，该器官进行的呼吸作用为（ ）A有氧呼吸大于无氧呼吸 B有氧呼吸小于无氧呼吸C有氧呼吸等于无氧呼吸 D只进行有氧呼吸答案：D【例14】不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究常用呼吸商（RQ=释放二氧化碳体积/消耗的氧体积）来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图：（1）装置一中的小瓶中加入NaO

18、H溶液的目的是_。（2）若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？_；原因是_。（3）小琪同学来做这个实验，她将同一正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是_，理由是_。若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是_，理由是_。（4）装置二的作用是_。答案：（1）吸收发芽种子产生的二氧化碳（2）黑暗条件 避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化（3）葡萄糖（糖类） 以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时

19、，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳 脂肪（脂质） 脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二氧化碳（4）对照实验三、探究酵母菌的呼吸方式1“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验分析 (1)实验探究过程 提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？ 作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设 设计并进行实验 配制酵母菌培养液 检验CO2的产生，实验装置如图所示 检测酒精的产生： 自A、B中各取2 mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液中颜色变化 实验现象 甲、乙两装置中石灰水都变混浊，但甲中混浊程度高且速度快 2