高中生物同步教学课件苏教版必修131份4.3细胞呼吸

1．知识(1)识记细胞呼吸的概念并理解细胞呼吸的特点和本质。(2)理解有氧呼吸全过程并会运用相关原理。(3)比较光合作用和有氧呼吸关系。2．能力通过学习相关内容，培养阅读、识图、分析、归纳的能力。3．情感态度与价值观通过理解和应用细胞呼吸的有关原理，感到生物学就在身边，提高学习生物学的兴趣。1．有氧呼吸(1)过程图解(2)三个阶段的比较阶段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物质变化1分子葡萄糖→2分子丙酮酸＋少量[H]丙酮酸＋水→CO2＋大量[H][H]＋O2→H2O能量释放少量能量少量能量大量能量O2参与情况不参与不参与参与特别提醒：①有氧呼吸的三个阶段在细胞的不同部位进行，是由于酶的分布不同造成的。②H2O的利用在第二阶段，H2O的产生在第三阶段。③CO2产生于第二阶段。2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较

呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所先在细胞质基质中，后在线粒体中(主要在线粒体中)在细胞质基质中条件氧气、多种酶无氧参加，需多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖不彻底分解，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)相同点联系第一阶段的反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行实质分解有机物，释放能量，形成ATP，供生命活动利用特别提醒：①无氧呼吸通常在无氧条件下进行，有些生物在有氧条件下也可进行无氧呼吸。②一般来说，动物无氧呼吸产物为乳酸，植物无氧呼吸产物为酒精和CO2，但也有例外，如玉米的胚，马铃薯的块茎和甜菜的块根，它们无氧呼吸产物为乳酸。③无氧呼吸没有H2O产生，乳酸发酵没有CO2产生。【例1】在自然条件下，有关植物细胞呼吸的叙述中，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，不能进行无氧呼吸C．有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳D．有氧呼吸的强度白天比晚上弱解析：有氧呼吸分三个阶段，第一阶段由葡萄糖分解产生2分子丙酮酸，进行场所为细胞质基质，第二、三阶段丙酮酸继续氧化分解，进行的场所为线粒体。高等植物在缺氧时可暂时进行无氧呼吸，而且无氧呼吸若产生酒精，同时要释放二氧化碳。细胞呼吸强度主要受温度的影响，白天温度高，细胞呼吸强度大。答案：A变式迁移

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机体在一定时间内，细胞呼吸产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值，常被用来判断呼吸分解有机物的种类。根据葡萄糖彻底氧化分解反应式计算，此比值是 (

)A．0.5

B．1.0C．1.5 D．2.0解析：葡萄糖彻底的氧化分解产物是CO2和H2O。每分解1mol的葡萄糖，需消耗6mol的O2，同时产生6mol的CO2，所以产生CO2与消耗O2的摩尔数之比是1。答案：B比较光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)代谢类型合成代谢分解代谢进行部位在含有叶绿素的细胞中进行在所有的活细胞中都能进行进行条件在光下才能进行时刻都在进行气体变化吸收二氧化碳，放出氧气吸收氧气，放出二氧化碳物质变化把无机物合成为有机物把有机物分解成无机物比较光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)能量变化光能变成化学能储存在有机物中，是储存能量的过程把稳定的化学能转变为活跃的化学能并转移到ATP中，是释放能量的过程二者关系特别提醒：高考常考查光合作用与细胞呼吸的联系，光照强度为零时，CO2体积变化为呼吸速率，以此为突破点，可以应用于常规题目，也可应用于实验设计。【例2】将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内。甲罩内的花盆浇足含18O的水，乙罩内充足含18O的CO2，将两个花盆用塑料袋包扎起来，并将玻璃钟罩密封(下图所示)，在适宜的温度下光照1h。请回答：(1)此时甲罩壁上出现了许多含18O的水珠，这些水珠是经植物体的________作用产生的。甲罩内还有许多18O2，这是植物体进行________作用将HO分解成________和________的结果。(2)乙罩的壁上有许多含18O的水珠，这些HO是植物体吸收C18O2进行________作用产生的。(3)将甲移入黑暗环境中，几小时后罩内的18O2逐渐减少。减少的18O2被转移到植物体内形成了________。这一生理过程的主要意义是_____________________________________________。解析：甲罩壁内出现的水珠是蒸腾作用的结果，少部分水参与光合作用的光反应，光解成[H]和18O2。乙罩内的18O用于暗反应产生HO和C6HO6。甲装置在黑暗环境中植物进行细胞呼吸消耗18O，这一阶段释放大量能量，合成大量ATP，用于各项生命活动。答案：(1)蒸腾光合[H](或氢)

O2(氧)

(2)光合(3)水(H2O)释放大量能量，合成ATP，用于各项生命活动变式迁移

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下图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换。请据图回答：(1)A、B细胞器分别是________和________。(2)O2从B到A内必须通过________层膜，通过膜的方式是________。(3)在黑暗中，其生理作用停止的细胞器是(填字母)________。(4)如果此叶肉细胞处于2℃的环境中，气体转移基本停止的原因是__________________________________。(5)A、B都能产生ATP，A产生ATP需要通过________，B产生ATP需要通过________作用。解析：这是生物学科的一道综合性试题，考查光合作用和细胞呼吸的综合运用，能吸收CO2的细胞器在叶肉细胞中肯定是叶绿体，叶绿体是进行光合作用的场所，CO2是光合作用的原料，O2是光合作用的产物。细胞中能释放CO2的细胞器就只有线粒体，CO2是线粒体中进行有氧呼吸的产物，O2是有氧呼吸的原料，因此，叶绿体能为线粒体提供O2，线粒体能为叶绿体提供CO2。答案：(1)线粒体叶绿体(2)4自由扩散(3)B

(4)酶的活性在此温度下大大降低(5)细胞呼吸光合影响细胞呼吸的因素主要有温度、O2浓度、CO2浓度和水。1．温度：温度能影响细胞呼吸，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大，如图1曲线所示。2．O2浓度：细胞呼吸速率与O2浓度的关系(如图2)：(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸(图中A点)。(2)若产生CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存(图中AC段)。(3)若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸(图中C点以后)。(4)B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2的释放量表示)，此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。生产中常利用降低氧浓度抑制细胞呼吸，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。3．CO2浓度：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。4．水：水既是细胞呼吸的原料，也是细胞呼吸的产物，细胞呼吸的过程也必须在细胞内的水环境中才能完成。干燥的种子不能进行细胞呼吸或细胞呼吸极弱，原因是细胞内缺少自由水，如果种子中含水量高，种子就会因细胞呼吸而活动旺盛，从而影响种子的寿命。【例3】下图表示大气中氧的含量对植物组织产生CO2的影响，请据图回答：(1)A点表示植物组织释放的CO2较多，这些是________的产物。(2)AB段CO2的释放量急剧减少，其原因是______。(3)BC段释放量又不断增加，主要原因是________。(4)为了有利于储藏蔬菜和水果，储藏室内的氧应调节到图中哪一对应点的氧气浓度？________，采取这一措施的理由是________。解析：该题考查了氧气对植物组织无氧呼吸和有氧呼吸的影响，无氧呼吸向有氧呼吸的过渡，以及细胞呼吸在生产实际中的应用，是一道综合性试题。当植物组织缺氧时可进行无氧呼吸，并产生二氧化碳，当转入到有氧环境时，随氧气浓度增加，植物组织的无氧呼吸受到抑制，当达到某一点时，植物组织开始转入有氧呼吸，从这一点开始，随氧气浓度增加，有氧呼吸增强。因此，无氧呼吸转入有氧呼吸的这一点是关键点，此点正是蔬菜、水果储藏时应控制的氧气浓度，此时，植物细胞呼吸分解的有机物最少。答案：(1)无氧呼吸(2)随氧气增加，无氧呼吸受到抑制(3)氧气充足时，有氧呼吸随氧增多而增强。释放的二氧化碳增多(4)B点这时有氧呼吸已明显降低同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解的最少，有利于蔬菜，水果的储藏。变式迁移

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将生长状况相同的同种植物的幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温的组合下生长(其他条件都相同)。一定时间后，测定幼苗的高度，结果如下表：夜温平均高度日温11172330—33.219.92330.724.915.81716.810.9—注：标“—”为该组合未做实验请据表回答下列问题：(1)幼苗生长最快的温度组合是：日温________，夜温________。(2)幼苗生长最慢的温度组合是：日温________，夜温________。(3)出现上述结果的原因是_____________________________________________。解析：根据呼吸作用和光合作用的原理，植物茎长高的多少，与植物积累有机物多少有关。温度影响酶的活性，光合作用、呼吸作用都是由酶催化的一系列的化学反应组成，温度对其影响明显。从表中给出的信息可以看出，生长最快的是日温30℃、夜温17℃的组合，生长最慢的是日温17℃，夜温17℃的组合，原因可以从温度对光合作用、呼吸作用的影响方面分析。(详见答案)答案：(1)30℃

17℃

(2)17℃

17℃(3)白天温度高，有利于幼苗进行光合作用，合成有机物；幼苗在夜间只进行细胞呼吸，温度高时细胞呼吸强烈，有机物消耗多，对生长不利；昼夜温差大有利于积累有机物，使幼苗生长快。无氧呼吸的类型微生物在进行无氧呼吸时，有的产生酒精，如：酵母菌；有的产生乳酸，如：乳酸菌。高等植物在水淹的情况下，可以进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，由于酒精对植物有毒害，这是长期水淹容易造成植物死亡的原因之一。有些植物组织进行无氧呼吸时也能产生乳酸，如：马铃薯块茎、甜菜块根等。应特别注意的是，高等动物和人在进行无氧呼吸时，只能产生乳酸。(1)有氧呼吸是绝大多数生物呼吸作用的方式，但进行有氧呼吸的生物仍保留无氧呼吸的机制。高等动物和植物进行无氧呼吸是部分组织处于相对缺氧状态，才进行短时间的无氧呼吸，长时间的无氧呼吸会导致它们的死亡。(2)无氧呼吸、糖酵解与发酵。一般来讲，高等植物的无氧呼吸就叫无氧呼吸，其产物主要是酒精和二氧化碳，部分生物的某些器官(如马铃薯块茎和甜菜的块根)进行无氧呼吸时产物是乳酸；高等动物的无氧呼吸叫糖酵解，其产物全部是乳酸；微生物的无氧呼吸叫发酵，其产物有的是酒精和二氧化碳，有的是乳酸。(3)人的红细胞内因无线粒体，它的呼吸方式是进行无氧呼吸。(4)酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧的条件下，进行有氧呼吸，产物是二氧化碳和水，并释放大量能量；在无氧的条件下，进行无氧呼吸，产物是酒精、二氧化碳，释放少量的能量。由于酵母菌具有这一特性，故许多题目利用这一知识点进行考查。(5)关于呼吸作用的计算问题说明如下：①消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸和无氧呼吸释放能量之比约为15∶1。②消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳的物质的量之比为3∶1。③产生同样数量的ATP，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比约为19∶1。变式迁移

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下列有关细胞呼吸的叙述中，错误的是(

)A．蛔虫进行无氧呼吸B．哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸C．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物D．发酵和无氧呼吸为同一概念解析：A蛔虫生活于动物和人肠道内只能进行无氧呼吸。B易错选，因为红细胞运输O2，当然能有氧呼吸，但是这样忽视了红细胞没有氧化酶，所以只能进行无氧呼吸。人在无氧呼吸时不产生CO2。发酵是对细菌无氧呼吸的特称，并不是同一概念。答案：C、D易错点：对细胞呼吸的意义的理解。在有氧呼吸过程中，1mol葡萄糖彻底氧化分解释放出的能量有两个去向：转移到ATP中和以热能散失。不少同学对细胞呼吸的意义理解不透彻，只根据能量的两个去向的多少判断，结果出错。思维突破：有氧呼吸过程中，1mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2870kJ能量，其中1161kJ的能量转移到ATP中，约占总能量的40.5%，其余59.5%左右的能量以热能的形式散失掉。虽然以热能散失掉的能量所占比例高，但细胞呼吸的意义在于为各项生命活动提供能量。【例1】高等动植物细胞呼吸最重要的结果是(

)A．产生葡萄糖 B．产生C3H6O3C．产生CO2和水 D．产生ATP解析：在细胞呼吸过程中，葡萄糖作为呼吸底物被氧化分解，释放出的能量大部分以热能散失，小部分用于生成ATP供生命活动利用，这是细胞呼吸的最主要意义。答案：D误区分析：正确解答这类题目的关键是真正理解有关的生物学原理，只有这样，才不会被一些表面现象所迷惑。【例2】关于有氧呼吸错误的是 (

)A．主要在线粒体中进行B．与无氧呼吸全过程不完全相同C．释放出能量较多D．产物为酒精、CO2或乳酸解析：酒精和CO2或乳酸是无氧呼吸的产物。有氧呼吸的产物是CO2和H2O。答案：D误区分析：熟记有氧呼吸、无氧呼吸的主要异同点。1．下列关于1mol葡萄糖在细胞内彻底氧化分解后的能量释放与转移的叙述中，错误的是 (

)A．释放的总能量为2870kJB．有1161kJ的能量储存在ATP中C．有1161kJ的能量以热能形式散失D．以热能形式散失的能量有1700多kJ解析：2870kJ的能量中有1161kJ的能量储存在ATP中，其余以热能形式散失。答案：C2．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是 (

)A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳解析：葡萄糖中的18O先转移到丙酮酸中再转移到二氧化碳中，而有氧呼吸产生的水中的氧应该来自于反应物中的氧气。答案：D3．人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是(

)A．血浆内 B．肺泡C．线粒体 D．细胞质基质解析：人体内代谢终产物CO2是有氧呼吸的产物。答案：C4．解除休眠期的干种子吸水后，细胞呼吸强度(

)A．下降 B．上升C．不变 D．不确定解析：干种子缺水，细胞呼吸降低。吸水后细胞呼吸强度增加。答案：B5．把小白鼠和青蛙从25℃的环境移至5℃的环境中，则 (

)A．两种动物的耗氧量都减少B．青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加C．两种动物的耗氧量都增加D．青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少解析：鼠为恒温动物，适宜生活的温度在25℃左右，当它从适宜温度进入比较寒冷的环境中需要消耗更多的氧气来分解有机物，释放能量，维持体温，同时体表血管收缩以阻止热量的散失，达到恒定体温的目的。答案：B6．甲、乙两瓶中分别装有白菜幼苗。甲瓶试管装有清水，乙瓶试管装有氢氧化钠溶液，两瓶同时盖上玻璃板，都用凡士林密封。请运用所学知识回答下列有关问题：(1)将甲、乙两装置同时置于暗处一昼夜后，将燃着的蜡烛伸入两瓶中，将发生的现象是_______________________________________。产生这种现象的原因是_______________________________________。(2)将经过暗处放了一昼夜后的两装置移入阳光下，照射两小时，再揭开玻璃板，将燃着的蜡烛分别伸入两瓶中，________瓶中的蜡烛不会立即熄灭，原因是_______________________________________。另一瓶中的蜡烛会立即熄灭，原因是_____________________________________。(3)若要检验经过(2)的实验处理后，两瓶中的叶片内是否有淀粉生成，应如何操作？_______________________________________。答案：(1)两瓶中的蜡烛均会较快熄灭幼苗在暗处进行细胞呼吸，消耗了氧气(2)甲幼苗在光下进行光合作用放出了氧气乙瓶中试管里的氢氧化钠溶液吸收了二氧化碳导致幼苗不能进行光合作用(3)取叶片，用酒精脱去叶绿素后，冲洗干净滴碘液检验，观察叶片是否变成蓝色细胞呼吸是生物的重要生理活动之一，包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。本节知识常和光合作用的知识综合在一起，以综合题的形式考查，细胞呼吸不仅能为生物体的各项生命活动提供能量，而且也是物质转化的枢纽。1．葡萄糖在细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是 (

)A．在线粒体中进行的无氧呼吸B．需在有氧条件下进行C．不产生CO2D．反应速度不受温度影响解析：葡萄糖在细胞质基质中分解成2分子丙酮酸和少量的[H]及少量的能量，这一阶段也是无氧呼吸的第一阶段，因此不需氧的参与。答案：C2．生物体吸收的O2用于 (

)A．在线粒体中合成CO2B．在细胞质中与氢结合成水C．部分形成CO2，部分与[H]结合成水D．在线粒体中与[H]结合成水解析：此题是考查有关有氧呼吸全过程以及分析能力的题。题干谈“生物体吸收O2用于什么？”显然是用于有氧呼吸，而非无氧呼吸。有氧呼吸全过程可分为三个阶段：即第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量的[H]，这个阶段是在细胞质基质中进行；第二阶段是丙酮酸分解成CO2和[H]，这个阶段是在线粒体中进行；第三阶段氧与[H]结合成水，这个阶段也是在线粒体中进行。

由此可看出：选项A的CO2中的氧来源不正确；选项B的化学反应正确，但反应部位有误；选项C没指明反应部位，而且说“部分形成CO2”，所以也不正确；只有选项D，化学反应及其进行部位均正确，所以是本题的惟一答案。答案：D3．下图是外界条件对植物呼吸作用速率影响曲线图。请据图分析说明：(1)从甲图中可知，呼吸作用最旺盛时的温度在________点；AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，呼吸作用________；温度的变化主要是影响________的活性。(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用，那么在DE段根细胞内积累的物质是________。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是________。解析：呼吸作用作为一种生理活动，也是一种酶促反应，因而温度的变化必然因影响酶的活性而影响呼吸作用速率。在一定范围内，温度越高呼吸作用越强。在实际生活中，人们也常利用温度与呼吸作用这一关系，如冰箱冷藏蔬菜或水果等。无氧呼吸作用会受到环境中氧浓度的影响，通常随着氧浓度增高无氧呼吸受到抑制。答案：(1)B加快酶(2)无氧酒精葡萄糖细胞呼吸原理的应用细胞呼吸是生物体内重要的代谢活动。它不但为生命活动提供能量，而且有氧呼吸的三个阶段的每个阶段又由很多步骤组成，有大量的中间代谢产物产生。这样代谢产物又可以参与其他的物质代谢过程，成为各种有机物转化的枢纽。因此，细胞呼吸的原理在生产实践中有广泛地应用。1．发酵工程发酵原意指微生物通过无氧呼吸产生代谢产物的过程。现在把利用微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累代谢产物的过程称为发酵。发酵工程指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能为人类生产有用产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。它是生物工程的四大工程之一。发酵工程的主要过程有如下几步：①菌种选育。

即通过多种技术手段，选育在种类、产量和质量等方面符合人类需要的优良的微生物菌种。②培养基的配制。即根据微生物对营养的需求，配制营养种类、浓度、pH等多方面符合菌种需求的培养液。③灭菌。对配制好的培养液进行高温高压灭菌，杀死培养液中原来所有的微生物，以防止杂菌与要培养的微生物竞争。④接种。即把菌种转接到大型发酵罐中。⑤发酵过程。菌种在发酵罐中发酵，产生代谢产物。此过程中要随时取样检测培养液中的菌种数目、产物浓度等，还要严格控制温度、pH、氧浓度、通气量、转速等发酵条件。⑥产品的分离提纯。即从培养液中分离出代谢产物，并经提纯、加工获得产品。发酵工程以其生产条件温和，原料来源丰富，价格低廉，产物专一，废弃物对环境污染小和容易处理等特点，在医药工业、食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛应用，逐步形成了规模庞大的发酵工业。目前我国发酵工业的总产值占到国民生产总值的