高中生物第四章光合作用和细胞呼吸4.3.1细胞呼吸产生能量和细胞呼吸的过程省公开课一等奖新名师

1/812/813/814/815/816/817/818/819/811.细胞呼吸与有机燃料燃烧有什么异同？提醒：不一样点：细胞呼吸是在温和条件下，有机物被酶催化而氧化分解，能量逐步释放过程，该过程能够有氧参加，也能够无氧参加，产物不一定有CO2；有机燃料燃烧是猛烈氧化反应过程，能量快速释放，伴随发光、发烧现象，该过程需消耗氧气，产生CO2。共同点：本质上都是氧化分解有机物，释放能量过程。10/812.我们每时每刻都在呼吸，那么这种日常意义呼吸与细胞呼吸相同吗？提醒：不相同。日常意义呼吸是指人体（包含动物和植物体）吸入氧，排出二氧化碳过程。细胞呼吸是指生物体在细胞内将有机物分解，释放能量过程。详细地说：人体是经过呼吸运动完成呼吸，经过气体交换和血液循环使机体细胞取得氧气，只有细胞得到氧气才能进行有氧呼吸。11/81细胞呼吸是物质相互转化枢纽细胞呼吸过程中会产生各种各样中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质原料。细胞呼吸把生物体内糖类代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等连成一个整体。12/81典例（·安庆高一检测）以下关于细胞呼吸说法中，不正确是A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物分解，释放能量过程B．细胞呼吸实际就是细胞与环境间气体交换过程C．细胞呼吸是细胞内有机物“迟缓燃烧”过程D．细胞呼吸是细胞内有机物一系列氧化分解过程13/81解答本题突破点：（1）细胞呼吸场所在细胞内；（2）细胞呼吸不等同于呼吸。14/81【规范解答】选B。细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列氧化分解，释放能量并生成ATP过程，细胞呼吸不一样于细胞气体交换。15/81“氧化分解”中“氧”不是指在“氧气”作用下分解，不一定要有氧气参加。16/81【变式备选】对于进行细胞呼吸生物体，最主要结果是（）A．把ADP转化成ATPB．把ATP转化成ADPC．合成葡萄糖D．产生CO2和H2O【解析】选A。生物体内糖类、脂质、蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要经过细胞呼吸，分解有机物，释放能量，转化到“能量货币”——ATP中，由ATP直接推进各种生命活动进行，所以细胞呼吸最主要结果是合成ATP。17/811.有氧呼吸过程中反应物、中间产物和最终产物分别是什么？提醒：反应物有葡萄糖、氧气和水；中间产物有丙酮酸、［H］；最终产物有二氧化碳、水和ATP。18/812.依据有氧呼吸过程分析以下问题。（1）参加有氧呼吸酶分布场全部哪些？提醒：细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。（2）有氧呼吸中第一、二阶段相同点有哪些？提醒：都产生［H］和少许ATP，都不需要氧参加。19/813.有氧呼吸中若用放射性同位素14C标识葡萄糖，试分析放射性依次会出现在哪些物质中？若用18O标识氧气呢？提醒：用14C标识葡萄糖后，会依次在丙酮酸、CO2中检测到放射性。而用18O标识氧气后，放射性则出现在产物H2O中。因为葡萄糖在第一阶段先分解形成丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解成CO2，而O2参加有氧呼吸第三阶段，所以会在H2O中检测到18O。20/814.从结构上分析线粒体有哪些与其功效相适应特点。提醒：（1）内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加。（2）内膜上和基质中含有与有氧呼吸相关酶。5.线粒体是有氧呼吸主要场所，没有线粒体细胞不能进行有氧呼吸，这种说法对吗？说明理由。提醒：不对。原核生物中好氧细菌、蓝藻等没有线粒体，但含有与有氧呼吸相关酶，仍可进行有氧呼吸，如硝化细菌。21/811.有氧呼吸中物质起源及去向分析（1)［H］①产生阶段：第一、二阶段；②被氧化阶段：第三阶段。（2）葡萄糖利用：第一阶段。（3）水①利用：第二阶段；②形成：第三阶段。（4）O2利用：第三阶段。（5）CO2产生：第二阶段。22/812.有氧呼吸总反应式几点分析（1）反应式前后H2O不能约掉。（2）反应条件需要写酶，而不能写线粒体。（3）反应过程有能量放出，且不能以ATP或热能代替。23/8124/81【尤其提醒】因有氧呼吸过程中有机物及能量利用率高，绝大多数生物在进化过程中形成了以有氧呼吸为主呼吸作用方式，但仍保留无氧呼吸酶系统以应付暂时缺氧不利状态。25/81典例（·南通高一检测）如图表示人体有氧呼吸过程，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示对应物质。请据图回答：26/81（1）图中①过程进行场所是____________。（2）图中物质乙表示________，过程②正常进行，还需要________作为反应物。（3）图中热能产生意义在于______________。27/81（1）能够认识线粒体结构模式图；（2）有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二、三阶段发生在线粒体内。28/81【规范解答】（1）图中①过程是有氧呼吸第一阶段，所以进行场所是细胞质基质。（2）图中物质乙是丙酮酸进入线粒体后产物，所以是二氧化碳，过程②是有氧呼吸第二阶段，它正常进行，还需要水作为反应物。（3）有氧呼吸产生热能主要用于维持人体正常体温。答案：（1）细胞质基质（2）二氧化碳水（3）维持人体正常体温29/81【拓展延伸】(1)图中O2、丙酮酸进入线粒体分别是哪种运输方式？提醒：分别是简单扩散、主动运输。（2）人体成熟红细胞运输图中哪种物质？上图过程能否在成熟红细胞内完成？提醒：成熟红细胞可运输O2和乙（CO2），但无线粒体，所以不能进行有氧呼吸。30/811.不一样生物进行无氧呼吸时产物不相同，原因是什么？提醒：不一样生物进行无氧呼吸时产物不相同，原因是不一样生物所含酶不一样。31/812.阅读教材P73，试着归纳、比较有氧呼吸与无氧呼吸，并回答以下问题：（1）二者生化反应相同阶段是哪个？提醒：有氧呼吸和无氧呼吸共有阶段是第一阶段，在细胞质基质中进行。（2）二者在哪些阶段产生ATP？提醒：有氧呼吸三个阶段都产生ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。32/813.作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定时排水，这有什么好处？提醒：作物栽培时要及时松土透气，利于根系有氧呼吸，促进水和无机盐吸收，稻田需定时排水，不然会因根进行无氧呼吸产生大量对细胞有毒害作用酒精，而使根腐烂。33/814.苹果储备久了，会闻到酒精气味，而马铃薯块茎储备久了却闻不到酒精气味，请分析原因，并探讨出现以上不一样现象根本原因。提醒：苹果无氧呼吸产物是酒精和CO2，而马铃薯块茎无氧呼吸产物是乳酸。无氧呼吸产物不一样与细胞内酶相关，根本原因是由细胞内遗传物质决定，一个细胞无氧呼吸产物只能是其中一个。34/81无氧呼吸能产生毒害（1）无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质蛋白质变性；（2）无氧呼吸产生能量少，植物维持正常生理活动，需要消耗更多有机物，造成体内养料耗损过多；（3）没有丙酮酸氧化过程，许多由这个过程中间产物形成物质无法继续合成。35/81判断有氧呼吸与无氧呼吸方法（1）不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸；（2）O2吸收量＝CO2释放量→只进行有氧呼吸；（3）O2吸收量<CO2释放量→两种呼吸方式同时进行，多出CO2来自无氧呼吸；（4）酒精量＝CO2量→只进行无氧呼吸；（5）酒精量<CO2量→两种呼吸方式同时进行，多出CO2来自有氧呼吸；（6）有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是产生乳酸无氧呼吸。36/8137/81【尤其提醒】①无氧呼吸由丙酮酸转变为酒精和CO2或乳酸过程必须在缺氧条件下进行，由［H］作还原剂。②无氧呼吸只在第一个阶段释放能量并合成ATP。38/81典例（·新课标全国卷）以下关于呼吸作用叙述，正确是A．无氧呼吸最终产物是丙酮酸B．有氧呼吸产生［H］在线粒体基质中与氧结合生成水C．无氧呼吸不需要O2参加，该过程最终有［H］积累D．质量相同时，脂肪比糖原氧化分解释放能量多39/81（1）线粒体内膜是有氧呼吸过程中［H］与氧结合生成水场所；（2）相同质量脂肪和糖原在参加有氧呼吸时，前者释放能量较多。40/81【规范解答】选D。丙酮酸是有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段共同产物，但不是最终产物，故A项错误。有氧呼吸产生［H］，在线粒体内膜上与氧结合生成水，故B项错误。无氧呼吸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］积累，故C项错误。相同质量脂肪和糖原比较，前者H原子含量较多，氧化分解时释放能量多，故D项正确。41/81植物无氧呼吸产物不一定是酒精和二氧化碳，如玉米胚、甜菜块根等个别器官无氧呼吸产物为乳酸。42/81【变式备选】如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解两个路径。酶1、酶2和酶3依次存在于（）A．线粒体、线粒体和细胞质基质B．线粒体、细胞质基质和线粒体C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体43/81【解析】选C。酶1使葡萄糖变为丙酮酸，所以是有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中；酶2使丙酮酸变为CO2和H2O，所以是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中；酶3使丙酮酸变为乳酸，是乳酸发酵第二阶段，发生在细胞质基质中。44/8145/811.以下关于细胞呼吸叙述，错误是（）A.细胞呼吸必须在酶催化下进行B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸C.酵母菌能够进行有氧呼吸和无氧呼吸D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用46/81【解析】选D。细胞呼吸是全部活细胞中有机物在酶催化作用下氧化分解并释放能量过程。细胞呼吸一旦停顿，细胞就死亡。人体硬骨组织细胞是活细胞，能够进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用同时也进行细胞呼吸。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既能够进行有氧呼吸，也能够进行无氧呼吸。47/812.将酵母菌研磨离心后得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器），以及未经离心酵母菌匀浆，分别置于甲、乙、丙三支试管中。向试管中滴加等量丙酮酸后，可取得终产物CO2和水试管是（）A．甲和乙B．乙C．丙D．乙和丙【解析】选D。甲含细胞质基质能经过无氧呼吸将丙酮酸转化为酒精和CO2，但不能产生水；乙含细胞器线粒体能将丙酮酸转化为CO2和水；丙含有细胞质基质和线粒体能经过有氧呼吸将丙酮酸转化为CO2和水。48/813.（·昆明高一检测）在有氧呼吸过程中，水分子参加反应过程和生成水分子过程分别在（）A.第二和第三阶段B.第三和第二阶段C.第一和第三阶段D.第三和第一阶段【解析】选A。有氧呼吸第二阶段，水分子和丙酮酸反应生成[H]和二氧化碳，释放少许能量；有氧呼吸第三阶段，[H]和氧气生成水，并释放大量能量。49/814．比较动物有氧呼吸和无氧呼吸，最恰当是（）A．糖类是有氧呼吸主要反应底物，但不是无氧呼吸主要反应底物B．有氧呼吸产生［H］，无氧呼吸也能产生［H］C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D．水是有氧呼吸和无氧呼吸共同代谢终产物50/81【解析】选B。A错误，有氧呼吸和无氧呼吸都是主要以糖类作反应底物；B正确，有氧呼吸第一和第二阶段产生［H］，用于第三阶段与O2反应释放出大量能量。无氧呼吸第一阶段也产生［H］，用于第二阶段与丙酮酸结合并转变为其它物质；C错误，细胞呼吸都是在温和条件下进行，能量迟缓释放；D错误，有氧呼吸产生水，无氧呼吸不产生水。51/815.把鼠肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有（）①线粒体②核糖体③细胞质基质④ADPA.①和③B.②和④C.①和④D.②和③【解析】选C。因为c层可分解丙酮酸，而不能分解葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体而一定不含有细胞质基质，另外ADP是合成ATP原料，故选C。52/816.（·石家庄高一检测）从山脚登上山顶过程中，人体内分解有机物所释放能量与肌肉活动所消耗能量相比，二者之间关系是（）A．前者多于后者B．前者等于后者C．前者少于后者D．无法判断【解析】选A。因为分解有机物释放能量一部分以热能形式散失了，另一部分储存在ATP中，ATP中能量用于肌肉收缩等各项生命活动，所以释放能量多于肌肉活动消耗能量。53/817.生物体内葡萄糖分解代谢过程图解以下，据图回答以下问题：（1）图中A是______，其产生部位是______。54/81（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行是______，可在人体细胞中进行是______。（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中________过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中_______过程。（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为______________。（5）假如有氧呼吸和无氧呼吸产生等量CO2，所消耗葡萄糖之比为_______。55/81【解析】（1）呼吸作用中葡萄糖在细胞质基质中首先被分解为丙酮酸（A）。（2）在有氧条件下丙酮酸才能进入线粒体进行有氧呼吸第二、三阶段。人体中能够进行有氧呼吸和无氧呼吸，进行无氧呼吸时产生乳酸。（3）苹果进行无氧呼吸时产生是酒精和二氧化碳，马铃薯块茎进行无氧呼吸时产生是乳酸。（4）粮食在储存过程中进行有氧呼吸会产生水，所以会出现湿度增加现象。56/81（5）有氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳百分比为1∶6，无氧呼吸中消耗葡萄糖和产生二氧化碳百分比为1∶2，所以当产生相同量二氧化碳时消耗葡萄糖百分比为1∶3。答案：（1）丙酮酸细胞质基质（2）②①②④（3）①③①④（4）种子在有氧呼吸过程中产生了水（5）1∶357/8158/81一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）1．（·皖南高一检测）线粒体是有氧呼吸主要场所。以下关于线粒体结构和功效叙述，正确是（）A．有氧呼吸酶主要分布在线粒体外膜、内膜和基质中B．线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水C．有氧呼吸过程中产生能量最多部位在线粒体D．能进行有氧呼吸细胞都含有线粒体59/81【解析】选C。有氧呼吸酶不分布在线粒体外膜；线粒体只能在有氧条件下将丙酮酸氧化分解为CO2和水；线粒体中发生有氧呼吸第三阶段，产能最多；能进行有氧呼吸细胞不一定含有线粒体，如需氧型细菌。60/812．通常情况下，有氧呼吸所产生CO2和H2O中氧分别来自（）A．吸入O2、葡萄糖B．葡萄糖、丙酮酸C．丙酮酸和H2O、吸入O2D．吸入O2、丙酮酸【解析】选C。在有氧呼吸第二阶段丙酮酸与H2O反应产生CO2，在有氧呼吸第三阶段从外界吸收O2与［H］结合产生水。61/813.下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸区分，表中叙述错误一项是（）62/81【解析】选C。植物无氧呼吸产物通常是酒精和二氧化碳，但在人体内无氧呼吸产物只有乳酸。63/814.有一瓶混有酵母菌葡萄糖培养液，当通入不一样浓度氧气时，其产生C2H5OH和CO2量如表所表示。经过对表中数据分析可得出结论是（）64/81A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C.c浓度时有50%葡萄糖用于酵母菌酒精发酵D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸65/81【解析】选D。经过有氧呼吸和无氧呼吸总反应式可知，若产生CO2量等于产生酒精量，则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，而当CO2量大于酒精量时，则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。经过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c中2/3葡萄糖用于酵母菌进行酒精发酵；d中无酒精产生，则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。66/815.（·济南高一检测）请据图回答：经数小时后，U型管A、B两处液面会出现以下哪种情况。(试验装置足以维持试验期间小白鼠生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度改变对试验结果影响)（）67/81A.A处上升，B处下降B.A、B两处都下降C.A处下降，B处上升D.A、B两处都不变【解析】选C。因为小白鼠呼吸作用吸收O2，并产生CO2，而产生CO2又被NaOH溶液吸收，造成集气瓶中气体体积变小，所以U型管中B端液面上升，而A端液面下降。68/816.下列图表示绿色植物细胞内部分物质转化过程，以下相关叙述不正确是（多项选择）（）A．①、②物质依次是H2O和O2B．图中产生［H］场所都是线粒体C．用18O标识葡萄糖，则产物水中会检测到放射性D．图示过程只能在有光条件下进行69/81【解析】选B、C、D。图中所表示过程为有氧呼吸，反应进行时不需要光参加；在第一阶段和第二阶段均能产生［H］，分别是在细胞质基质和线粒体中进行；18O标识葡萄糖，葡萄糖中氧会分解进入二氧化碳不会进入水中。70/81二、非选择题（共2小题，共26分）7.（12分）如图为细胞呼吸部分过程图解，请据图回答以下问题：71/81（1）图中方框中物质名称是______。（2）有氧呼吸路径是______（填图中字母，下同），产生能量最多阶段是_______，产生［H］阶段是______，在线粒体中进行阶段是_______。（3）从A到B阶段反应属于______（填文字），A到E阶段反应属于_______（填文字）。（4）写出有氧呼吸总反应式__________，有氧呼吸在细胞中进行主要场所是__________。72/81【解析】本题是对有氧呼吸和无氧呼吸过程综合考查。有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，所以方框内应为丙酮酸，再依据终产物可判断：A、C、D为有氧呼吸，A、B为乳酸发酵，A、E为酒精发酵。答案：(1)丙酮酸(2)A、C、DDA、CC、D(3)无氧呼吸（乳酸发酵）无氧呼吸（酒精发酵）（4）C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量线粒体酶73/81【试验·探究】8.(14分)（·韶关高一检测）某生物试验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图试验装置。试验中，先向气球中加入10mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量氧气，扎紧气球，置于装有20℃温水烧杯中，并将整个装置置于20℃恒温环境里。之后统计试验开始30分钟后烧杯中液面高度改变量。74/81试回答：（1）为了消除各种环境原因改变带来试验误差，应设计对照试验，对照试验装置与上述装置相比，不一样之处是将气球中酵母菌培养液换为___________。（2）试验开始30分钟后进行观察统计，若发觉烧杯内液面没有发生改变，则可推断酵母菌只进行了_____呼吸，其依据是___