知识点4：细胞呼吸-2022届高考生物大一轮复习笔记

笔记4：细胞呼吸1、探究酵母菌细胞呼吸的方式（1）原理：酵母菌（兼性厌氧菌；真核）在有氧、无氧的条件下都能生存。（2）产物的检测：①CO2的检测。►澄清的石灰水：变浑浊。►溴麝香草酚蓝水溶液：颜色变化为蓝→绿→黄。②酒精检测：酸性条件下，重铬酸钾溶液呈橙色→灰绿色的颜色变化。（3）装置图：（3）根据液滴移动方向探究酵母菌细胞的呼吸方式：①实验试剂分析。►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，装置二中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

【例1】某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶中的溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答下列问题。(1)甲、乙两组的实验变量是____，实验中需控制的无关变量主要有____。(2)酵母菌产生CO2的场所是____。(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：实验步骤：①将____的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；②一段时间后观察____的变化。学生批注：【注意事项】：①通入A瓶的空气中不含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。③甲、乙两组为对比实验（设置两个或两个以上的实验组，不设对照组，通过结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系），设置的是有氧、无氧条件，不能用对照实验的观点来分析甲、乙两组实验。④不同生物无氧呼吸的产物不同，直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是所含的基因不同。实验结果预测和结论：①如果______，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；②如果______，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；③____________________________________。2.细胞呼吸（1）定义：有机物（葡萄糖、脂肪、蛋白质）在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。（2）分类：

依据：细胞呼吸过程中是否有O2参与

类型：有氧呼吸和无氧呼吸3.有氧呼吸（1）定义：在O2的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。（2）过程和场所（见右图）（3）反应式：C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量（4）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分（少数）能量储存在ATP中，大部分能量以热能的形式散失掉了。4、无氧呼吸(A)（1）定义：是指在无氧条件下,通过多种酶的作用,细胞把糖类等有机物分解不彻底的氧化产物,同时释放少量能量的过程。（2）场所：全过程是在细胞质基质中发生的。酶（3）过程：第一阶段葡萄糖

丙酮酸、[H]和少量能量第二阶段乙醇发酵酶丙酮酸

酒精+CO2植物、酵母菌乳酸发酵酶丙酮酸

乳酸动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌（4）酶反应式：①产物为酒精：C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+少量能量②产物为乳酸：C6H12O6

2C3H6O3+少量能量（5）能量：无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只有第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP；其中大部分能量以热量的形式散失。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。5.无氧呼吸和有氧呼吸的过程图解【图形分析】右图(1)细胞呼吸过程中[H]的来源和去路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。②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)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：【答案】(1)有无氧气，温度、pH、培养液量、培养液浓度等(2)_细胞质基质和线粒体。实验步骤：①等量；②(两侧)液面。实验结果预测和结论：①A侧液面上升，B侧液面下降；②A侧液面下降，B侧液面上升；③A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。②现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出的CO2的体积与吸收O2的体积比为7:6，这是因为（假设两种呼吸作用的消耗的葡萄糖的速率相等）：（

）A.有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸B.有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸C.有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸D.有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸【解题】C(3)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_。【细胞呼吸类型的辨析】(1)有氧呼吸和酒精发酵中都有二氧化碳生成，但水是有氧呼吸的特有产物。有水生成的一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成的一定不是乳酸发酵。(2)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始，由于_O2_的存在与否及酶种类的差异，才分别沿着不同的途径形成不同的产物。(3)并不是所有的真核生物都能进行有氧呼吸，部分真核生物细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，如蛔虫等。【细胞呼吸类型的判断方法】根据酒精量和CO2量判断：酒精量=CO2量，则只进行无氧呼吸酒精量2量，则进行无氧、有氧在以葡萄糖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产生：乳酸发酵。(2)不耗O2，产生CO2：酒精发酵。(3)耗O2量=产生CO2量：有氧呼吸。(4)耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。〖如果耗O2量>产生CO2量，可存在脂质类（脂肪）的氧化分解〗6.无氧呼吸和有氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点场所第一阶段：细胞质基质第二阶段：线粒体基质第三阶段：线粒体内膜第一阶段：细胞质基质第二阶段：细胞质基质条件O2

酶不需要O2

酶产物CO2

H2O酒精和CO2

或

乳酸能量1mol葡萄糖释放能量2870kJ，其中1161kJ左右储存在ATP中产生乳酸时，1mol葡萄糖释放能量196.65kJ，其中只有61.08kJ储存在ATP中特点彻底分解、能量完全释放没有彻底分解、能量没有完全释放相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，释放能量意义为生物体的各项生命活动提供能量7、影响细胞呼吸的因素及应用（1）影响细胞呼吸的内在因素分析规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物生长发育时期不同同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗、开花期植株呼吸速率高，成熟期植株呼吸速率低器官类型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官（2）影响细胞呼吸的外部因素分析①温度Ⅰ、分析---原理是温度影响酶的活性

►在最适温度时，呼吸强度最大。►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。Ⅱ、应用。►低温下储存蔬菜和水果。储存水果蔬菜需要低氧、零上低温、低湿的环境，③如图为生物体内细胞呼吸过程的图解，有关说法正确的是（

）A、图中①、②．③、④过程中均能产生ATP和[H]，消耗等量的丙酮酸，②过程产生的ATP最多B、①、③、④过程在细胞质基质中进行，②过程只能在线粒体中进行C、一种生物体内不可能进行图中所有反应D、不同动物体内产生1mol二氧化碳，消耗的氧气量相同【解析】：

解：A、③、④是无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP和[H】，所以A描述错误．B、原核细胞无线粒体．，②过程不能在线粒体中进行．所以B描述错误．C、一种生物体内可能进行图中所有反应．所以C描述错误．D、动物