学年高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 ATP的主要来源细胞呼吸Word格式文档下载.docx

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（1）乳酸发酵：

C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）＋少量能量。

（2）酒精发酵：

2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量。

5.概念

无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。

知识归纳　真核生物有氧呼吸和无氧呼吸的比较

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、线粒体

细胞质基质

分解程度

葡萄糖被彻底分解

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

本质都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需；

第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同

1.无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸完全相同，也有[H]的产生，这部分[H]去向了哪里？

答案　参与了第二阶段乳酸或者酒精的生成。

2.1mol葡萄糖分解成乳酸时，只释放出196.65kJ的能量，其中有61.08kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失。

那么，1mol葡萄糖通过乳酸发酵可形成多少mol的ATP？

其能量转换效率是多少？

答案　可形成2mol的ATP。

其能量转换效率是31.06%。

3.无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，释放的能量比有氧呼吸少，为什么？

答案　还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸和酒精中。

4.剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？

答案　剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。

1.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（　　）

①都在线粒体中进行　②都需要酶　③都需要氧

④都产生ATP　⑤都经过生成丙酮酸的过程

A.①②⑤B.②③④

C.②③⑤D.②④⑤

答案　D

解析　生物体内的化学反应都需要酶的催化；

有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；

有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。

2.如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是（　　）

A.①②③

B.②③④

C.①③④

D.①②④

答案　B

解析　①是有氧呼吸二、三阶段，发生在线粒体中。

②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。

④表示ATP的合成，可发生在细胞质基质中。

知识拓展　无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP；

无氧呼吸在进化上比有氧呼吸出现的早，因此多数能进行有氧呼吸的生物，一般也能进行无氧呼吸。

二、细胞呼吸的影响因素及其应用

1.影响细胞呼吸的内部因素：

酶的种类和数量

（1）不同植物的呼吸速率不同：

阴生植物的小于阳生植物的。

（2）同一植物的不同器官呼吸速率不同：

生殖器官的大于营养器官的。

（3）同一植物的不同发育时期呼吸速率不同：

幼苗期大于成熟期。

2.影响细胞呼吸的外部因素及实践应用

（1）温度

①通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的速率。

②应用：

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。

（2）氧气浓度（植物非绿色器官）

①氧气是有氧呼吸必需的，在一定范围内，氧气浓度的增加有利于有氧呼吸。

无氧呼吸不需要氧气，氧气抑制无氧呼吸。

②应用

a.包扎伤口时，要选用透气的消毒纱布或者创可贴。

b.控制通气情况，发酵生产各种酒、醋、味精等产品：

利用酵母菌酿酒时，早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；

后期密封——促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精。

c.作物栽培中，采取中耕松土，保证根细胞的正常呼吸，有利于矿质元素的吸收。

d.生产中利用低氧抑制细胞呼吸、减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。

（3）二氧化碳：

二氧化碳浓度增加，细胞呼吸的速率下降。

下表是某植物非绿色器官（无氧呼吸产生酒精和二氧化碳），随氧气浓度变化，无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：

氧气浓度（%）

2.5

5

7.5

10

12.5

无氧呼吸释放的CO2量

7

3

1

有氧呼吸释放的CO2量（吸收的氧气量）

2

6

8

总CO2释放量

9

1.O2浓度为零时，该器官的细胞呼吸方式是哪种？

答案　O2浓度为零时，只进行无氧呼吸。

2.O2浓度在2.5%～10%之间时和在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？

答案　O2浓度在2.5%～10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；

O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。

3.O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？

答案　不是。

根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：

有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；

无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。

所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。

知识整合　根据吸收氧气和释放二氧化碳的量判断细胞呼吸的方式：

当O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；

当吸收的氧气和释放的二氧化碳量相等时，只进行有氧呼吸；

当吸收的氧气比释放的二氧化碳量少时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。

3.以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。

下列相关叙述不正确的是（　　）

A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点

B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段

C.甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度

D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生

解析　甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A项正确；

甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段之间，B项错误；

贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时（甲图中的c点）的氧浓度，故C项正确；

氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D项正确。

4.如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，根据所提供的信息，以下判断正确的是（　　）

A.N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸

B.M点是贮藏该器官的最适O2浓度，此时无氧呼吸的强度最低

C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解

D.L点时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质

答案　C

解析　N点之后，O2的吸收量与CO2的释放量不等，说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解，C项正确；

由于有非糖物质参与氧化分解，故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸，A项错误；

M点细胞的总呼吸强度最低，但无氧呼吸强度并不是最低的，B项错误；

L点时，细胞只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，D项错误。

知识拓展　葡萄糖不是细胞呼吸的唯一底物，脂肪等物质也可以作为呼吸底物进行有氧呼吸，由于脂肪和糖类相比含氢多，含氧少，因此以脂肪作为呼吸底物进行有氧呼吸时，消耗的氧气要比放出的二氧化碳多。

1.与无氧呼吸比较，细胞有氧呼吸特有的代谢产物是（　　）

A.丙酮酸B.ATP

C.CO2D.H2O

解析　有氧呼吸的产物是CO2和H2O；

无氧呼吸的产物是酒精和CO2或乳酸，但都有ATP形成。

2.水稻种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，主要是由于（　　）

A.能量不足B.酒精中毒

C.乳酸中毒D.CO2中毒

解析　水稻种子萌发时，如果长时间缺氧，进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，不产生乳酸，酒精含量过多对细胞有毒害作用，引起烂芽。

3.不同种类的生物在不同的条件下呼吸作用的方式不同。

下列对生物细胞呼吸作用方式的判断错误的是（　　）

A.若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸

B.若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸

C.若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸

D.若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡

解析　对于动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2。

4.蔬菜和水果长时间贮藏、保鲜所需要的条件应为（　　）

A.低温、干燥、低氧

B.低温、湿度适中、低氧

C.高温、干燥、高氧

D.高温、湿度适中、高氧

解析　蔬菜和水果贮藏过程中，应创造条件尽量降低呼吸作用强度，以减少有机物的消耗，而低温和低氧的条件下呼吸作用强度较弱；

保持一定的湿度是为了减少其水分散失，起到保鲜作用。

5.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答下列问题：

（1）反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是________。

（2）粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大的现象，这是因为_________________。

（3）在微生物体内丙酮酸可以转化为α－酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是________________。

答案　

（1）①②④　

（2）呼吸作用产生了水　（3）酶的活性受到抑制

解析　

（1）根据图示信息分析：

①是呼吸作用的第一阶段，在细胞质基质中进行；

②是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在线粒体内完成；

③是无氧呼吸中的酒精发酵，在人体细胞中没有此反应发生；

④是无氧呼吸中产生乳酸的过程，在细胞质基质中进行，当人体剧烈运动时，在局部细胞中会发生此反应，以满足人体细胞对能量的需求。

所以可在人体细胞内进行的是①、②和④。

（2）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，这是由于呼吸作用过程中有水的产生。

（3）代谢过程中产生的物质与酶结合，使酶的结构发生变化，抑制酶的活性，所以导致谷氨酸合成减少。

课时作业

[学考达标]

1.马铃薯块茎进行无氧呼吸时只能释放少量能量，其他能量（　　）

A.储藏在葡萄糖中B.存留于酒精中

C.存留于乳酸中D.以热能形式散失

解析　与有氧呼吸相比，无氧呼吸过程释放的能量少，因为无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，大部分能量还存留在呼吸产物中；

马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸。

2.关于真核细胞呼吸的说法，正确的是（　　）

A.无氧呼吸是不需要氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应

B.水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度

C.无氧呼吸的酶