新人教生物必修1同步讲义第5章 第3节 第2课时 细胞呼吸的原理及应用.docx

1、新人教生物必修1同步讲义第5章 第3节 第2课时 细胞呼吸的原理及应用一、有氧呼吸1概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。2主要场所线粒体：3过程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、水O2、H生成物丙酮酸、H、ATPCO2、H、ATPH2O、ATP能量少量能量少量能量大量能量4有氧呼吸反应式：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。5特点(1)必要条件：有氧参与，多种酶催化。(2)过程特点：能量是逐步释放的，有机物彻底氧化分解。6能量转化：1 moL葡萄

2、糖彻底氧化分解后释放出2 870 kJ的能量，其中1_161 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能形式散失掉。二、无氧呼吸1类型：对于微生物而言，根据产物的不同，可分为酒精发酵和乳酸发酵。2两种类型的比较：酒精发酵乳酸发酵场所细胞质基质过程第一阶段葡萄糖H丙酮酸少量能量第二阶段丙酮酸酒精CO2丙酮酸乳酸反应式C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量C6H12O62C3H6O3少量能量能量转化1 mol 葡萄糖分解成乳酸后只释放196.65 kJ能量，其中有61.08 kJ储存在ATP中三、细胞呼吸原理的应用连线一、有氧呼吸1教材问题探讨分析(1)仔细观察教材P93图58，分析线粒体与

3、其功能相适应的结构特点有哪些？提示：线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，大大增加了内膜表面积，在内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。(2)观察教材P93图59，并阅读教材文字叙述，讨论并交流下列问题：试从元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向，写出反应式并用箭头进行标注。提示：分析糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？提示：因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化？提示：细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能，转变成储存在ATP的高能磷酸键中活跃化学能和热能。

4、2判断下列说法是否正确(1)细胞有氧呼吸的场所是线粒体。()(2)有氧呼吸过程中产生能量最多的是第三阶段。()(3)细胞呼吸分解有机物释放的所有能量都用于合成ATP。()二、无氧呼吸读教材P94P95无氧呼吸内容，讨论并交流下列问题：1所有生物无氧呼吸的产物相同吗？说明理由。提示：不同。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。2无氧呼吸为什么产生的能量是少量的？提示：因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。一、有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别1细胞呼吸的过程图解特别提醒(1)图中忽略细胞与线粒体的大小比例。(2)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于是

5、否有氧的存在及酶种类的差异，才分别沿着不同的途径形成不同的产物。2有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)细胞质基质分解程度葡萄糖分解彻底葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量能量少量能量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量特别提醒(1)由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知，消耗的O2与生成的CO2体积相等。(2)有氧呼吸和酒精发酵中都有CO2生成，但H2O是有氧呼吸的特有产物。(3)人和

6、动物无氧呼吸产生乳酸，但有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸也产生乳酸。二、影响细胞呼吸的外界因素1温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如图所示：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。2O2浓度(1)对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制，如图1所示：(2)对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增

7、加。如图2所示：(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图所示：特别提醒除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增大。例1(江苏高考)如图为细胞呼吸作用的过程，其中代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)()A和都具有双层生物膜B和所含酶的种类不同C和都能产生大量ATPD甲、乙分别代表丙酮酸、H解析分析题图可推测为细胞质基质，为线粒体基质，为线粒体内膜；甲为丙酮酸，乙为H。与中的反应类型不同，故所含酶也不同；中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，中进

8、行有氧呼吸第二阶段，产生少量ATP。答案BD例2现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a时()A酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸B用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5C酵母菌有氧呼吸消耗9 mol氧气DO2浓度对酵母菌的呼吸作用方式无影响解析假设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，消耗的氧气为y，则由图中数据和细胞呼吸的反应式可计算出：C6H12O66H2O6O26CO212H2O1 6 6x y 156得x3/2，y9C6H12O62CO22C2H5OH1 2 23 6 6因此，酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸；用于无氧呼吸的葡萄糖比例为2/

9、3；有氧呼吸消耗的氧气为9 mol；从图中看出，随着O2浓度的增加，产生的酒精量逐渐减少直至不产生酒精，可见O2可促进有氧呼吸，同时抑制无氧呼吸。答案C细胞呼吸方式的判断方法(1)依据O2吸收量和CO2释放量判断：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，且多余CO2来自无氧呼吸。(2)依据酒精和CO2生成量判断：酒精量CO2量只进行无氧呼吸；酒精CO2量两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自有氧呼吸。网络构建填充：C6H12O62丙酮酸4H少量能量2丙酮酸6H2O6CO220H少量能量24H6O212H2O大量能量

10、细胞质基质线粒体酶的活性有氧无氧抑制 关键语句2有氧呼吸的三个阶段：(1)细胞质基质：C6H12O6丙酮酸H能量(2)线粒体基质：丙酮酸H2OCO2H能量(3)线粒体内膜：HO2H2O能量3无氧呼吸的两种反应类型：(1)C6H12O62C3H6O3少量能量(2)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量4真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。1在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在()A第一阶段和第二阶段B第一阶段和第三阶段C第二阶段和第三阶段D第三阶段和第二阶段解析：选C在有氧呼吸的第二阶段，2分子的丙酮酸和6分子的水在酶的

11、作用下，生成6分子的CO2和20分子H并释放少量的能量；第三阶段是前两阶段产生24分子H与6分子的O2反应，生成水并释放大量的能量。2有氧呼吸的三个阶段都产生的是()A二氧化碳B丙酮酸CH和ADP DATP解析：选D在有氧呼吸的三个阶段中，都释放出能量，合成ATP。3下列细胞中，其呼吸过程会产生乙醇的是()A缺氧条件下的马铃薯块茎细胞B剧烈运动时的人骨骼肌细胞C酸奶生产中的乳酸菌D受涝的植物根细胞解析：选D动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧)条件下呼吸作用产生乙醇。4用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是()A葡

12、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：选D有氧呼吸过程中，物质变化过程为：C6HO6C3HO3(丙酮酸)C18O2。5某种抑制剂使细胞的呼吸作用明显下降，则同期下列物质吸收和产生减少的分别是()ACa2、丙氨酸 B甘油、二氧化碳C氧气、水 D脂肪酸、乙醇解析：选C细胞进行有氧呼吸消耗葡萄糖和氧气，产生CO2和水；利用某种抑制剂抑制细胞呼吸的进行，氧气的消耗量和水的产生量都会同期减少。6某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞()A主要通过无氧呼吸生成ATPB产生的热量远多

13、于其他细胞C线粒体基质不参与有氧呼吸D没有进行有氧呼吸第三阶段解析：选B耗氧速率高说明有氧呼吸强；单位质量的葡萄糖有氧分解产生的总能量，有产热和形成ATP两个去路，ATP少说明产热多，B正确。7如图是酵母菌细胞有氧呼吸过程的图解。请根据图回答下列问题。(1)图中所代表的物质分别是_、_。(2)依次写出图中、所代表的能量多少：_(选填“少量”或“大量”)。(3)如果氧气供应不足，其产物是_，反应的场所是_，该反应可以写成：_。解析：(1)根据图示物质转化关系及有氧呼吸过程中的物质变化过程判断，是葡萄糖，丙酮酸，是氧气，都是能量。(2)有氧呼吸第一阶段、第二阶段都释放出少量能量，第三阶段则释放出大

14、量能量。(3)若氧气供应不足，酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，其反应场所是细胞质基质。答案：(1) 丙酮酸 O2(2)少量、少量、大量(3)C2H5OH(或酒精)和CO2细胞质基质C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(时间：45分钟；满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，它们分别形成于()细胞质基质叶绿体核糖体线粒体ABC D解析：选D有氧呼吸放出的CO2是在线粒体内进行的第二阶段产生的，无氧呼吸只在细胞质基质中进行。2关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A种子风干脱水后呼吸强度增强B土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C破伤风杆菌在

15、有氧条件下能大量繁殖D小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱解析：选B种子风干脱水后呼吸强度减弱；土壤淹水，导致根系因缺氧而发生无氧呼吸；破伤风杆菌属于厌氧型细菌，无氧条件下才能大量繁殖；种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。3在生物体内有机物氧化分解的全过程中，完全在线粒体内进行的是()AC6H12O66O2CO26H2O能量B丙酮酸和水形成CO2和HCC6H12O62C2H5OH2CO2能量D丙酮酸转化成乳酸解析：选B除有氧呼吸的后两个阶段是在线粒体中进行以外，无氧呼吸全过程、有氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行。4在用酵母菌进行家庭酿酒的过程中，从密闭的发酵罐中检测到3种化学物质，其浓度变化如图，

16、图中P、Q、R三曲线依次代表() ACO2、C2H5OH、O2 BCO2、O2、C2H5OH CC2H5OH、O2、CO2 DC2H5OH、CO2、O2解析：选A在密闭的容器内，酵母菌开始进行有氧呼吸，消耗容器内的氧气，产生CO2和水，随着氧气的消耗酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，在整个过程中，O2减少直至消耗干净，酒精和CO2都是逐渐增加，直至容器内的葡萄糖被消耗干净，酒精和CO2的产生量不再增加。5一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24 mL，CO2增加48 mL，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的()A1/3倍 B1/2倍C2倍 D3倍解

17、析：选D酵母菌进行有氧呼吸消耗O2，容器中O2减少24 mL就等于有氧呼吸消耗的O2为24 mL，根据有氧呼吸的反应式可推出有氧呼吸消耗O2的量等于其产生的CO2量，这样有氧呼吸产生的CO2为24 mL，容器中CO2增加量为酵母菌进行呼吸作用产生的CO2总量，则无氧呼吸产生的CO2为(4824)24(mL)，那么无氧呼吸所消耗的葡萄糖/有氧呼吸所消耗的葡萄糖(24/2)/(24/6)3。6将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是()A

18、甲试管中最终产物为CO2和H2OB乙试管中不发生反应C丙试管中有大量的ATP产生D丙试管中无CO2产生解析：选B根据题目中对酵母菌的处理，甲试管中装入的是细胞质基质，乙试管中装入的是线粒体，丙试管中装入的是未曾离心的酵母菌匀浆。三只试管中都装入葡萄糖，在无氧条件下，甲试管能够完成无氧呼吸的整个过程，产生酒精和CO2，释放出少量的能量；乙试管不发生反应；丙试管中能够完成整个的无氧呼吸过程。7如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于()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解析：选C

19、图中酶1参与催化葡萄糖分解生成丙酮酸，为无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段，是在细胞质基质中进行的；酶2参与的是有氧呼吸的第二、三阶段，它是在线粒体中进行的；酶3参与的是无氧呼吸的第二阶段，它是在细胞质基质中进行的。8我国加入WTO，提高产品的竞争力是当务之急，其中，延长保鲜期是让产品在竞争中取胜的条件之一。为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取如下措施()A充入O2，温度为5 B充入O2，温度为20 C充入N2，温度为5 D充入N2，温度为20 解析：选C生产中延长水果、蔬菜的保鲜期，实质上是降低其有氧呼吸速率，减少有机物的消耗，因此可采用充入N2，抑制有氧呼吸，控制0 以上低温，降低酶的活性，从而使

20、细胞呼吸速率减慢。9有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是()氧浓度(%)abcdCO2产生量(mol)912.5 1530C2H5OH产生量(mol)96.560Aa浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率Bb浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率Cc浓度时有50 %的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸Dd浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸解析：选D酵母菌无氧呼吸的反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量，有氧呼吸反应式为：C6H12O66H2O6O26CO2 12H2O大量能量。氧浓

21、度为a时， CO2和C2H5OH产生量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为b时，无氧呼吸产生的C2H5OH的量等于CO2的产生量，都是6.5 mol，消耗葡萄糖的量为6.523.23 mol；有氧呼吸释放的CO2为12.56.56 mol，消耗的葡萄糖为1 mol，无氧呼吸速率大于有氧呼吸。氧浓度为c时，无氧呼吸消耗葡萄糖3 mol，有氧呼吸产生CO2的量为1569 mol，消耗葡萄糖为1.5 mol，用于酵母菌无氧呼吸的葡萄糖占100%66.7%；d浓度时，没有酒精产生，表明酵母菌只进行有氧呼吸过程，没有进行无氧呼吸。10将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气

22、时，其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。则下列叙述错误的是()氧浓度(%)abcdeCO2产生量(mol/min)1.21.01.31.63.0O2的消耗量(mol/min)00.50.71.23.0A氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行B氧浓度为c时，苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol/minC氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵D氧浓度为b时，较适宜苹果的储藏解析：选C氧浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸，场所是细胞质基质；氧浓度为c时，两种呼吸方式并存，无氧呼吸产生的CO2与酒精均为0.6 mol/min；氧浓度为d时，有氧呼

23、吸与无氧呼吸CO2产生量分别为1.2 mol/min和0.4 mol/min，消耗葡萄糖之比为11，即有1/2葡萄糖用于酒精发酵；CO2产生量最少的氧浓度点是储藏苹果的最佳浓度。二、非选择题(共50分)11(14分)生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答：(1)图中A是_，其产生的部位是_。(2)反应中，必须在有氧条件下进行的是_，可在人体细胞中进行的是_。(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中_过程。(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为_。解析：(1)根据细胞呼吸过程中的物质变化可判断，A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。(2)图中是有

24、氧呼吸或无氧呼吸第一阶段，不需要氧气参与，是有氧呼吸第二、三阶段，其中第三阶段需要在有氧条件下完成，和表示无氧呼吸过程，其中能够在人体细胞进行的是。(3)苹果贮藏久了，内部果肉细胞会进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，即图中过程。(4)有氧呼吸的反应式：C6H12O6 6H2O 6O26CO212H2O大量能量，无氧呼吸的反应式：C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量，如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为13。答案：(1)丙酮酸细胞质基质(2)(3)(4)1312(18分)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不

25、同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。请回答：(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是_，分析图中A、B、C 三点，可知_点在单位时间内与氧结合的H最多。(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有_作用，其中_mmolL1 的KNO3 溶液作用效果最好。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明。_。解析：(1)细胞有氧呼吸第二阶段生成CO2，进行的场所是线粒体基质；由图示可知，A、B、C 三点中A 点有氧呼吸速率最高，在单位时

26、间内生成的H最多。(2)据图可知，加KNO3溶液组与清水组对照，有氧呼吸速率在相同时间内都高于清水组，说明KNO3溶液对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，其中30 mmolL1的KNO3溶液组速率最高，作用效果最好。(3)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，但不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标，因为无氧呼吸可能会产生CO2。答案：(1)线粒体基质A(2)减缓30(3)不能，因为无氧呼吸可能会产生CO213(18分)如图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。 (1)关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，读取有色液滴向_(选填“左”或“右”)移动的距离。(2)为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。校正装置的容器和小瓶中应分别放入_、_。(3)生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易腐烂。有人推测易腐烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率的实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。实验变量：_。实验假设：_。实验步骤：第一步：按图安装装置，关闭活塞，在适宜温度下，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。第二步：_。第三步：_。预期结果及结论：i如果ab，说明：_。ii._；iii._