2025届高考 一轮复习 浙科版细胞呼吸的方式和过程 学案 浙江

第5课时细胞呼吸的方式和过程课标要求1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动：探究酵母菌的呼吸方式。考点一需氧呼吸的过程1．过程(依图思考)2．总反应式提醒有关需氧呼吸的几个关键(1)反应实质：是将有机物(如葡萄糖)中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化为水。(2)原核生物无线粒体也能进行需氧呼吸，其在细胞膜上和细胞溶胶中进行。(3)电子传递链中生成水的一系列反应只能在有氧气存在的条件下发生。(4)呼吸产热可用于恒温动物维持体温。(5)油脂进行需氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此需氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。(1)(必修1P91)线粒体是细胞进行需氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？提示①线粒体具有内、外两层膜，内膜向内凹陷形成嵴，增大了内膜的表面积。②线粒体的内膜和基质中含有许多与需氧呼吸有关的酶。(2)(必修1P92)需氧呼吸在第二阶段中已有彻底氧化产物CO2产生，ATP生成量仍然很少的原因是大量的能量储存在[H](NADH和FADH2)中。1．如图是人体细胞需氧呼吸的基本过程，下列说法正确的是()A．过程①中，葡萄糖的能量大部分以热能形式散失用于维持体温B．过程②释放的能量部分储存在ATP，部分以热能形式散失C．过程④中，[H]在电子传递链的末端传递给氧，最后生成水D．与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体两层膜中答案C解析①为细胞呼吸第一阶段，过程①只释放了少量能量，大部分能量储存在丙酮酸中，A错误；过程②释放的能量部分储存在ATP，部分储存在[H]中，部分以热能形式散失，B错误；由于需氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，所以与电子传递有关的酶镶嵌在线粒体内膜上，D错误。2．(2023·舟山高三模拟)细胞呼吸是生物细胞中最重要的供能活动，其中供能最多的阶段是电子传递链(如图所示)，胞液侧为线粒体双层膜间隙。据图分析，下列说法错误的是()A．线粒体的内膜两侧的pH梯度需在有氧气供应时才能维持B．好氧细菌细胞中也具备类似此图功能的膜脂和膜蛋白结构C．介导H＋从胞液侧进入基质侧的蛋白复合体具有催化作用D．H＋从基质侧进入胞液侧的过程属于消耗ATP的主动转运过程答案D解析好氧细菌的需氧呼吸也存在电子传递链，因此细胞中也具备类似此图功能的膜脂和膜蛋白结构，B正确；介导H＋从胞液侧进入基质侧的蛋白复合体能催化ADP和Pi合成ATP，因此具有催化作用，C正确；H＋从基质侧进入胞液侧是主动转运过程，其能量来自高能电子经过一系列的电子传递体时释放的能量，不需要消耗ATP，D错误。考点二厌氧呼吸的过程1．过程分析(1)产生ATP和[H]的阶段只在第一阶段，第二阶段不产生ATP。(2)第二阶段所需的酶不同，产物会不相同。(3)丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被[H]还原为乳酸；丙酮酸生成的乙醛被[H]还原为乙醇。(4)厌氧呼吸产生能量较少(一个葡萄糖生成2个ATP)的原因是乳酸、乙醇含有可利用的能量。2．反应式(1)乳酸发酵：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋能量。(2)乙醇发酵：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。3．代表生物提醒(1)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行厌氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等，线粒体是进行需氧呼吸的主要场所。一些原核生物虽无线粒体，但也能进行需氧呼吸，如硝化细菌。(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。4．细胞呼吸是细胞代谢的核心5．根据反应式进行需氧呼吸和厌氧呼吸(产生乙醇)的计算(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2的物质的量为厌氧呼吸∶需氧呼吸＝1∶3。(2)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量为需氧呼吸需要的氧气∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量为厌氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。(1)(必修1P94)人和动物细胞呼吸过程中CO2的产生场所与酵母菌、植物有何不同？提示人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌、植物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶。(2)(必修1P93“小资料”)百米赛跑的前数秒、200～400m赛跑、马拉松各自消耗ATP的主要来源分别是磷酸肌酸、厌氧呼吸供应、需氧呼吸供应。3．(2024·温州高三模拟)在缺氧条件下，细胞中的丙酮酸可通过乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的作用，分别生成乙醇和乳酸(如图)。下列有关细胞呼吸的叙述，错误的是()A．酵母菌在缺氧条件下以酒精发酵的形式进行厌氧呼吸，是因为细胞内含有乙醇脱氢酶B．图中NADH为还原型辅酶Ⅰ，缺氧条件下在细胞溶胶中被消耗C．消耗一分子葡萄糖，酒精发酵比乳酸发酵多释放一分子二氧化碳，故可产生较多ATPD．动物细胞中的葡萄糖可转化为甘油、氨基酸等非糖物质答案C解析据图可知，丙酮酸形成乙醇需要乙醇脱氢酶，酵母菌在缺氧条件下以酒精发酵的形式进行厌氧呼吸，是因为细胞内含有乙醇脱氢酶，A正确；图中NADH为还原型辅酶Ⅰ，厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，缺氧条件下NADH的消耗发生在细胞溶胶中，B正确；酒精发酵和乳酸发酵都只有第一阶段产生少量的ATP，消耗一分子葡萄糖，酒精发酵和乳酸发酵产生的ATP相同，C错误。4．有多瓶(条件一致)酵母菌、葡萄糖悬液，分别通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图可以得出的结论是()A．当氧浓度为a时，酵母菌只进行厌氧呼吸B．当氧浓度为c时，eq\f(2,5)的葡萄糖用于乙醇发酵C．当氧浓度为d时，酵母菌细胞内有ATP大量积累D．不同氧浓度下，细胞中ATP的生成速率相同答案A解析氧浓度为a时，酵母菌细胞呼吸产生CO2的量等于产生酒精的量，故酵母菌细胞只进行厌氧呼吸，A正确；氧浓度为c时，厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳的量均为6，需氧呼吸产生二氧化碳的量为15－6＝9，故厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为eq\f(6,2)＝3，需氧呼吸消耗葡萄糖的量为eq\f(9,6)＝1.5，用于乙醇发酵的葡萄糖的量占eq\f(3,4.5)＝eq\f(2,3)，B错误；氧浓度为d时，酵母菌细胞不产生酒精，说明酵母菌细胞只进行需氧呼吸，ATP含量较低，与ADP可保持动态平衡，不会大量积累，C错误；不同氧浓度下，细胞呼吸类型及细胞呼吸强度不同，故细胞中ATP的生成速率不同，D错误。归纳提升1．细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所2．判断细胞呼吸方式的三大依据考点三活动：探究酵母菌的呼吸方式1．实验原理2．实验步骤提醒注意区分每个锥形瓶的作用。3．实验现象条件澄清石灰水的变化重铬酸钾溶液的变化甲组变浑浊快无变化乙组变浑浊慢出现灰绿色4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精和少量CO2。5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生乙醇，他们依据“乙醇具有还原性，可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色”的原理进行实验，装置如图所示。下列相关叙述错误的是()A．锥形瓶a中无氧或缺氧，锥形瓶d中有充足的氧气B．一段时间后，需要从试管b中取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检测C．锥形瓶a和d中的葡萄糖溶液的量属于无关变量D．若将试管b和e中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊答案B解析a装置中滴加石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧环境，使酵母菌进行厌氧呼吸，A正确；a、d装置中“注射器”的作用是便于取等量样液用于检测，a中厌氧呼吸产生的乙醇在锥形瓶a中，应该用a装置的注射器取出部分液体，用酸性重铬酸钾溶液检测，B错误。6．(2024·金华第一中学高三模拟)如图所示，在b瓶和d瓶中放入适量萌发的水稻种子，用于探究水稻种子萌发过程的呼吸方式，下列有关叙述正确的是()A．a瓶内左侧玻璃管不一定要插入NaOH溶液的液面下B．短时间内b瓶和d瓶的温度会升高，且b瓶升高更快C．c瓶中澄清石灰水变浑浊，说明b瓶内的种子只进行需氧呼吸D．d瓶内换成等质量的马铃薯块茎也可观察到相同的现象答案B解析a瓶内左侧玻璃管要插入NaOH溶液的液面下，保证空气中的二氧化碳被充分吸收，A错误；细胞呼吸会散失热量，短时间内b瓶和d瓶的温度会升高，且b瓶中种子进行需氧呼吸，散失热量较多，温度升高更快，B正确；c瓶中澄清石灰水变浑浊，不排除b瓶内的种子进行厌氧呼吸，C错误；马铃薯块茎厌氧呼吸的产物为乳酸，不产生二氧化碳，D错误。1．(2022·浙江6月选考，12)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是()A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATPD．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量答案B解析剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误；梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确；酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理，故发酵过程中通入O2会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。2．(2023·浙江1月选考，16)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是()A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等答案C解析酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；需氧呼吸不产生酒精，厌氧呼吸产生酒精和CO2且比例为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；等量的葡萄糖需氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，厌氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。3．(2021·浙江1月选考，11)苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是()A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生答案C解析苹果果实的需氧呼吸产物为H2O和CO2；厌氧呼吸的产物为酒精和CO2，不产生乳酸，A错误；细胞呼吸的第一阶段是糖酵解，在细胞溶胶中进行，在糖酵解的过程中，一个葡萄糖分子分解成两个丙酮酸分子，不产生二氧化碳，B错误；乙烯能促进果实的成熟，乙烯合成抑制剂可抑制果实进入衰老阶段，有利于阻止呼吸跃变现象的出现，C正确；温度通过影响酶的活性来影响细胞的呼吸作用，低温能够抑制细胞呼吸有关酶的活性，所以适当的低温等贮藏条件有利于延缓或阻止呼吸跃变现象的出现，D错误。4．(2022·浙江1月选考，6)线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是()A．结构1和2中的蛋白质种类不同B．结构3增大了线粒体内膜的表面积C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成答案C解析结构1外膜和2内膜的功能不同，所含的蛋白质种类和数量不同，A正确；内膜向内折叠形成3(嵴)，增大了内膜面积，B正确；厌氧呼吸生成乳酸的过程发生细胞溶胶中，C错误；2内膜是需氧呼吸第三阶段的场所，电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成，D正确。5．(2021·重庆，21)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：(1)呼吸链受损会导致_____________(填“需氧”或“厌氧”)呼吸异常，代谢物X是_______________________________________________________________________________。(2)过程⑤中酶B的名称为________________，使用它的原因是________________________。(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是_____________________________。答案(1)需氧乳酸(C