步步高高考生物一轮总复习精品讲义 第9讲 细胞呼吸 新人教版Word文件下载.docx
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无氧呼吸
区
别
细胞质基质和线粒体
条件
氧气，多种酶
无氧气，多种酶
物质
变化
葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2
释放大量能量，产生大量ATP
释放少量能量，产生少量ATP
联系
二者第一阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质中进行；
本质都是氧化分解有机物，释放能量，产生ATP
易错警示 关于细胞呼吸的3个易错辨析
（1）真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
（2）有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。
（3）原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
1．如图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，下列有关叙述正确的是（双选）（ ）
A．物质①、②依次是H2O和O2
B．图中产生[H]的场所都是线粒体
C．用18O标记葡萄糖，则产物水中会检测到放射性
D．图示过程在有光或无光的条件下都能进行
答案 AD
解析 有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的[H]，并释放出少量的能量；
第二阶段在线粒体基质中，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量能量；
第三阶段在线粒体内膜上，前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水，同时释放出大量能量。
所以物质①②分别是水和O2，A项正确；
产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，B项错误；
用18O标记葡萄糖，葡萄糖中的氧全部转移到产生的CO2中，而第三阶段产生的水中的O全部来自于氧气，所以不能检测到放射性，C项错误；
在有光无光条件下都会进行细胞呼吸，D项正确。
2．向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂，下列说法正确的是
（ ）
A．若a能抑制丙酮酸分解，则酒精的含量增加
B．若b能抑制葡萄糖分解，则丙酮酸的含量增加
C．若c能抑制[H]生成水，则O2的消耗量减少
D．若d能抑制ATP形成，则ADP的含量减少
答案 C
解析 若a能抑制丙酮酸分解，进而导致有氧呼吸受抑制而减弱，细胞为获得能量供应而进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是酒精和CO2或乳酸；
若b能抑制葡萄糖分解，葡萄糖无法分解产生丙酮酸，导致丙酮酸含量下降；
若c能抑制[H]生成水，而[H]是与O2结合来生成水的，因而导致O2消耗量减少；
若d能抑制ATP的形成，ATP是由ADP转化而来，ATP含量减少，ADP含量会增加。
3．在植物体的细胞中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应（ ）
A．既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行
B．既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行
C．只能在有氧条件下进行，不能在无氧条件下进行
D．只能在有光条件下进行，不能在无光条件下进行
答案 B
解析 葡萄糖分解为丙酮酸是呼吸作用的第一阶段，有氧呼吸和无氧呼吸都进行该过程；
是在细胞质基质内进行的，不能在线粒体内进行；
呼吸作用的进行与光照无关。
4．关于马铃薯细胞呼吸中还原剂[H]的来源和用途的叙述组合中，最准确的是（ ）
①只来源于葡萄糖 ②只来源于丙酮酸 ③来源于葡萄糖、丙酮酸和水 ④用于生成水 ⑤用于生成酒精 ⑥用于生成乳酸
A．无氧呼吸：
①④B．无氧呼吸：
②⑥
C．有氧呼吸：
①⑤D．有氧呼吸：
③④
答案 D
解析 马铃薯细胞呼吸在有氧呼吸的第一阶段和第二阶段均产生还原氢，第一阶段来自葡萄糖，第二阶段来自丙酮酸和水，在第三阶段还原氢用来与氧气反应生成水。
无氧呼吸产生的还原氢还与丙酮酸结合生成乳酸或酒精和CO2，所以D项正确。
5．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：
氧浓度（%）
a
b
c
d
产生CO2的量
30mol
9mol
12.5mol
15mol
产生酒精的量
0mol
6.5mol
6mol
下列叙述错误的是（双选）（ ）
A．氧浓度为a时，只进行有氧呼吸
B．b值对应的氧浓度为零
C．氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为9mol
D．氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
答案 CD
解析 根据表格信息，结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可判断：
在氧浓度为a时酵母菌只进行有氧呼吸，b时只进行无氧呼吸，c、d时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
氧浓度为d时有氧呼吸产生CO2的量为15－6＝9（mol），消耗葡萄糖1.5mol，无氧呼吸产生CO2的量为6mol，消耗葡萄糖3mol，故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。
根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法
（1）根据CO2释放量与O2消耗量判断（呼吸底物为葡萄糖）
①不消耗O2，释放CO2—→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放—→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2释放量—→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量—→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；
多余的CO2
来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2释放量既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；
多余的CO2来自
有氧呼吸。
（2）根据场所判断
①真核细胞：
若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；
若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。
②原核细胞：
原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产生，则还存在无氧呼吸。
考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用[重要程度：
★★★★☆]
1．温度对细胞呼吸的影响
（1）曲线分析：
最适温度时，细胞呼吸最强；
超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；
低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制。
（2）机理：
通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
（3）应用：
温室栽培中增大昼夜温差（降低夜间温度），以减少夜间呼吸消耗有机物。
贮存水果时，适当降低温度，从而延长保存时间。
2．O2浓度对细胞呼吸的影响
（1）机理：
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
（2）呼吸方式的判断
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
（3）应用
3．含水量对细胞呼吸的影响
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
水作为有氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸的速率。
4．CO2浓度对细胞呼吸的影响
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
（2）应用：
在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
易错警示 影响细胞呼吸的外界因素的3点说明：
（1）O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸。
（2）O2浓度较低时，随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，但有氧呼吸因O2浓度较低也较弱，故细胞呼吸的总强度较低；
但随着O2浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，细胞呼吸总强度逐渐增大。
（3）种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子要保持干燥，而蔬菜和水果要保持一定湿度。
低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。
1．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：
O2浓度变化量
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量/mol
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
CO2释放量/mol
1
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0%～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
解析 只要氧气的吸收量不为0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在1%～3%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸，A错误；
O2浓度超过20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C错误；
苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D错误；
氧气浓度为5%时，CO2释放量最少，有利于贮藏苹果，故B正确。
2．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述，不正确的是（ ）
A．甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C．甲图中a、b、c、d四个浓度中，c是最适合贮藏的
D．甲图中氧含量为d时没有酒精产生
解析 甲图中氧含量为a时，细胞只释放CO2不吸收氧气，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点。
甲图中氧含量为b时，CO2的释放量远远大于氧气的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中的AC段。
贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时，即甲图中的c点。
氧含量为d时，CO2释放量与氧气的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生。
综上所述，B项错误。
3．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表（表中数据为相对值）。
下列有关分析错误的是（双选）（ ）
O2含量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
56.2
30℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
A．根据变化规律，表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐增强
解析 根据表中数据的变化规律可知，在10℃、1.0%条件下的数据应大于3.6小于35.2，所以53.7这个数据可能是错误的；
温度为3℃、O2含量为3.0%时，CO2的释放量最少，是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合；
O2含量从20.0%升至40.0%时，3℃、10℃和20℃时，呼吸强度逐渐减弱，但30℃条件下，呼吸强度增强；
在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，随着氧气含量的增加，细胞无氧呼吸逐渐减弱。
所以C、D项错误。
4．甲、乙两图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系（呼吸底物为葡萄糖）。
据图分析
回答：
（1）图甲所示细胞的呼吸方式最可能是________________，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）图乙中B点的CO2来自__________________________（填细胞结构），当O2浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是___________________________________。
（3）温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有明显的增产效果。
试从碳素营养的角度分析其中的原因是__________________________________________________
答案
（1）无氧呼吸 该生物无氧呼吸的产物是乳酸
（2）细胞质基质 呼吸酶的数量是有限的
（3）土壤微生物分解有机肥释放CO2
解析
（1）图甲所示细胞的呼吸强度不随氧气浓度改变而变化，可见其与氧气浓度无关，最可能表示的是无氧呼吸。
无氧呼吸产生乳酸的呼吸类型中不产生CO2，所以不能用CO2的产生量表示呼吸强度。
（2）图乙表示氧气浓度对呼吸速率的影响。
B点时，氧气浓度为0，只进行无氧呼吸，在细胞质基质中将葡萄糖分解为酒精和CO2。
在M点以后，达到最大呼吸强度，主要是受到呼吸酶数量的限制。
（3）温室中施用有机肥后，土壤微生物将有机肥分解产生CO2，可提高温室内CO2含量，增强作物的光合作用，增加产量。
“四看法”解决坐标曲线题
一看两坐标轴的含义：
分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
二看曲线的变化：
利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变
化的生物学意义。
一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示
的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
三看特殊点：
即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。
四看不同曲线的变化：
理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。
实验七 探究酵母菌的呼吸方式[重要程度：
★★★☆☆]
1．实验原理
（1）选择酵母菌为实验材料的原因
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧生物。
（2）产物的检测
试剂
现象（颜色变化）
CO2
澄清的石灰水
变混浊
蓝色→绿色→黄色
酒精
在酸性条件下，使用橙色的
重铬酸钾溶液
橙色→灰绿色
2．实验流程
1．通入A瓶的空气中不能含有CO2的原因
保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
2．B瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水锥形瓶的原因
B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。
1．下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是（ ）
A．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2
B．在探究有氧呼吸的实验过程中，泵入的空气应去除CO2
C．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等
D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式
解析 由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，但有氧呼吸产生CO2速率快，可通过观察澄清石灰水变混浊程度来判断酵母菌的呼吸方式，而不是通过观察石灰水是否变混浊。
所以D项错误。
2．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验（见下表）。
试管编号
加入的物质
线粒体
酵母菌
A
B
C
D
E
F
－
＋
丙酮酸
氧气
注：
“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。
下列说法正确的是（双选）（ ）
A．会产生酒精的是B、F
B．会产生CO2和H2O的试管只有C
C．A试管中会有CO2产生
D．根据试管B、D、F的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所
解析 有氧呼吸的三个阶段分别在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行。
分析图表，A、B试管中为细胞质基质，在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸，A中不加入葡萄糖不能进行呼吸作用，B中加入葡萄糖溶液可进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。
C、D试管中为线粒体，进行有氧呼吸的第二、三阶段，在O2的参与下将丙酮酸分解为CO2和H2O，所以C试管中能产生水和CO2，D试管中加入葡萄糖，不能被线粒体利用，不能进行呼吸作用。
E、F试管中加入酵母菌，酵母菌属于兼性厌氧菌，E试管中有葡萄糖和氧气，酵母菌进行有氧呼吸产生CO2和水，F试管中加入葡萄糖但没有氧气，酵母菌能进行无氧呼吸产生酒精和CO2。
综合上述分析，能产生酒精的是B、F试管；
能产生CO2和水的是C、E试管；
根据试管B、D、F的实验结果判断出酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质。
A、D项正确。
3．在下图3个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：
消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。
把三套装置放在隔热且适宜条件下培养，下列有关叙述中错误的是（ ）
A．当a和b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率va和vb，则va＜vb
B．如果b和c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞Tb
C．如果b和c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则Lb＜Lc
D．如果a和c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则Ta＞Tc
解析 装置a和b形成对照，变量为是否消毒，即是否有微生物。
b和c形成对照，变量为种子种类的不同。
b种子未消毒，在单位时间内，呼吸作用强度大于a，消耗的氧气多，同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧化钠吸收，所以b中消耗的氧气多，内外的压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率vb大于va。
小麦种子中主要是淀粉，花生种子中含脂肪较多，脂质分子中含氧元素比糖类（淀粉）少，脂肪氧化分解时，需要的氧气比同等质量的糖类（淀粉）氧化分解时多，产生的热量多。
如果b和c中都消耗了等质量的有机物，则c中消耗的氧气多，内外的压强差大，产生的热量多。
a与c比较，即使不考虑是否消毒的问题，也应该是Ta＜Tc。
4．回答下列问题：
如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。
某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。
材料用具：
保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：
酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多。
（1）取A、B两套装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置
步骤一
步骤二
步骤三
加入240mL的葡萄糖溶液
加入10g活性干酵母
①________
加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②________
加入石蜡油，铺满液面
（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是______________，这是控制实验的______变量。
（3）要测定B装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。
请写出对装置C的实验步骤：
③__________
④__________
（4）实验预期：
在适宜条件下实验，30min后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是____________（用“<
、＝、>
”表示），则假设成立。
答案
（1）①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母
（2）去除氧气 自 （3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母 （4）A>
B>
解析
（1）该实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，其他条件要保持完全相同且适宜。
（2）B装置内煮沸葡萄糖溶液是为了完全除去其中溶解的氧气，从而制造无氧环境。
（3）装置C作为装置B的对照，测定细胞呼吸引起的温度变化，两装置内的自变量应为进行细胞呼吸的酵母菌的有无。
（4）一段时间后，内部进行了有氧呼吸的A装置中的温度>
进行了无氧呼吸的B装置中的温度>
无酵母菌的C装置中的温度，则假设成立。
植物组织呼吸方式的探究
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示（以发芽种子为例）：
实验结果预测和结论（见右表）：
实验现象
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
右移
只进行产酒精的无氧呼吸
左移
进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
特别提醒 为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。
对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
1．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
2．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
3．有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生ATP最多。
4．有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。
5．有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量，形成ATP。
6．不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。
7．O2抑制细胞无氧呼吸，促进细胞有氧呼吸。
高考模拟 提能训练
高考题组
1．（2013·
新课标全国卷Ⅱ，3）下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是（ ）
A．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸
B．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码
C．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D．有氧和无氧时，酵母菌
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