第15讲细胞呼吸.docx

1、第15讲细胞呼吸第15讲细胞呼吸走进高考第一关：教材关合作梳理知识体系一、有氧呼吸概念：指细胞在_的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生_,同时释放_的过程场所：_过程第一阶段： 第二阶段： 第三阶段： 总反应式：_能量：1molC6H12O6彻底氧化分解2 870 kJ 1 161kJATP 其余热能散失二、无氧呼吸概念：指细胞在_条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物，分解为_，同时释放_的过程场所：_过程第一阶段： 第二阶段： 2C3H6O3总反应式：C6H 12O6酶 10 _（高等植物、酵母菌等）11 _（人和高等动物及某些植物的某些器官如 12 _）能量：（

2、以产生乳酸为例）1 molC6H12O6 196.65 kJ 61.08 kJATP 其余热能散失三、呼吸作用的意义 13 _14 _自我校对：O2 CO2和H2O 大量能量 细胞质基质和线粒体 C6H 12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H2O+能量 无氧 不彻底的氧化产物 少量能量 细胞质基质 2C2H5OH+2CO2+能量 11 2C3H6O3+能量12 马铃薯块茎、甜菜块根 13 为生命活动提供能量 14 为体内其他化合物的合成提供原料解读高考第二关：考点关考点1有氧呼吸的过程怎样理解和认识有氧呼吸的过程？在有氧呼吸的过程中，葡萄糖分子并不像燃烧那样一下子就氧化生成二氧化碳和水，

3、而是要经过一系列复杂的化学反应逐步氧化分解。有氧呼吸的全过程可分为三个阶段：如下图。我们应当从物质变化、能量变化、发生场所等方面来具体把握每一阶段的特点。第一阶段：葡萄糖无氧酵解（简称为糖酵解）1. 从物质变化方面看：一分子葡萄糖（C6H 12O6）分解成2分子丙酮酸（C3H4O3），并且发生氧化（脱氢），产生4个H。2. 从能量变化方面看：由于葡萄糖初步分解，故释放能量少，形成2分子ATP。3. 从上图可以看出，这一阶段不是在线粒体而是在细胞质的基质中进行。（2ATP）第二阶段：丙酮酸氧化（脱氢）脱羧（生成CO2）1. 从物质变化方面看：2分子丙酮酸分解（需要6H2O参与反应）产生6分子CO

4、2，同时脱下20个H。2. 从能量变化看：释放少量能量，形成2分子ATP。3. 这一步发生在线粒体的基质中，要有大量相关的酶参与催化。反应式如下：第三阶段：水的生成1. 从物质变化方面看：前两个阶段脱下的24H经过一系列物质的传递与6分子O2结合成12分子H2O。2. 从能量变化看：在氧化氢的过程中，释放大量能量，形成34分子ATP。3. 这一阶段发生在线粒体的内膜。该阶段产能多。反应式如下：，因此，呼吸作用的总反应式为：例析1-1（2008上海生物，12）1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP

5、分子数为（ ）A. 2n/5mB. 2m/5nC. n/5mD. m/5n解析：由题干信息知：1个葡萄糖分子有氧呼吸产生的能量中用于ADP转化成ATP为40%m，而1个高能磷酸键所含能量为n，40%m的能量可产生ATP分子数为2 m/5n。答案：B例析1-2（2010潍坊质量检测）使人吸入有放射性的 18O2，检验其体内代谢物质，在下列哪项中能找到18O（ ）A. 丙酮酸B. 二氧化碳C. 三磷酸腺苷D. 尿液和汗液解析：人体吸入的O2直接与有氧呼吸第一、二阶段产生的H结合生成H2O并放出大量能量，所以会在排出的尿和汗液的水中找到放射性氧的存在。而此阶段的水也可用于有氧呼吸的第二阶段，即丙酮酸

6、和水共同产生CO2和H的过程，所以有氧呼吸产生的CO2中也可检测到放射性氧的存在。答案：BD互动探究1-1有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是（ ）A. CO2B. H2OC. D. 解析：首先考虑有氧呼吸过程中三个阶段的特点、产物，才能正确选择。有氧呼吸全过程分为三个阶段，第一阶段由C6H 12O6生成丙酮酸，同时产生少量的H和ATP；第二阶段是丙酮酸彻底分解生成CO2，同时产生H和少量ATP；第三阶段是前两个阶段产生的H传递给氧生成水，同时产生大量ATP的过程。从上述分析中就可以明确三个阶段中相同的产物是ATP。答案：D互动探究1-1 右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、

7、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：酶1、酶2和酶3控制的过程分别是有氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸第二、三阶段和无氧呼吸，这三个过程发生的场所依次是细胞质基质、线粒体和细胞质基质。答案：C互动探究1-2 在活细胞中1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸的反应错误的是( )A. 既可以在原核细胞中进行，也可以在真核细胞中进行B. 既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行C. 既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下进行D. 既可以在有光条件下进行，也可以在无光条件

8、下进行解析：题干所述：有氧呼吸和无氧呼吸相同的第一步，可发生在所有类型的细胞中，和有无光线无关。但此过程发生在细胞质基质，不能发生于真核细胞的线粒体内。答案：B考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较1. 有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2. 有氧呼吸和无氧呼吸的比较特别提醒：（1）不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。（2）原核生物无线粒体，有些原核生物仍可进行有氧呼吸。（3）微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。例析2-1 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

9、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. 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：甲试管中有细胞质基质，在加入葡萄糖、隔绝空气的条件下进行的是无氧呼吸，其产物为酒精和CO2。乙试管中含线粒体（有氧呼吸的主要场所）和葡萄糖，但在隔绝空气的条件下无法进行呼吸作用。丙试管中只进行酵母菌的无氧呼吸，产生酒精和CO2，但无氧呼吸产生ATP较少。答案：B点评：容易错选的原因是对有氧呼吸进行的条件理解不到位，酵母细胞内各种呼吸酶都是存在的，是否进行有氧呼吸关键是看是否有氧气，有氧气则丙酮

10、酸可以进入线粒体继续进行彻底的分解，否则就在细胞质基质中进行不彻底的氧化分解，释放较少的能量。在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律（底物为葡萄糖时）：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，多余CO2来自无氧呼吸；酒精量=CO2量 只进行无氧呼吸；酒精量CO2量 两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自有氧呼吸。例析2-2 有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时（ ）A. 酵母菌只进行无氧呼吸B. 2/

11、3的葡萄糖用于无氧呼吸C. 1/3的葡萄糖用于无氧呼吸D. 酵母菌停止发酵解析：解答本题首先根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，判断氧浓度为a时的无氧呼吸和有氧呼吸产生的CO2量，进而判断呼吸类型及其分解葡萄糖的比例。酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2的摩尔数之比是1 1。位于a点时酒精的产量是6mol，CO2的生成量也为6mol。图中实际CO2的生成量为15mol，用CO2的总生成量减去无氧呼吸产生CO2的量，等于有氧呼吸产生CO2的量（15mol-6mol=9mol）。有氧呼吸每消耗1mol的葡萄糖产生6molCO2，生成9molCO2则消耗了1.5mol的葡萄糖；无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生

12、2molCO2，生成6molCO2则消耗了3mol的葡萄糖。因此，有氧呼吸与无氧呼吸共消耗了 4.5mol葡萄糖，用于无氧呼吸的葡萄糖是3mol，占 2/3。答案：B互动探究2-1 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：酶1、酶2和酶3控制的过程分别是有氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸第二、三阶段和无氧呼吸，这三个过程发生的场所依次是细胞质基质、线粒体和细胞质基质。答案：C互动探究2-2 下图表示某植物的非绿色器官在氧

13、浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化（呼吸底物均为葡萄糖）。下列相关叙述正确的是（ ）A. 氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官B. 氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的4倍C. 氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D. 氧浓度为d时，CO2产生的场所只有线粒体解析：植物器官储藏应选择CO2释放总量最少时对应的氧浓度，如图中氧浓度c，A项错误；按有氧呼吸C6H12O66O26CO2，氧浓度为b时有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/2mol，无氧呼吸按C6H12O62CO2,当释放CO2量8-3=5mol时，消耗葡萄糖量为5/2mol。故氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5/

14、21/2=5倍，B项错误；氧浓度为d时，CO2释放总量与O2吸收量几乎相等，即此时几乎不进行无氧呼吸，C项错误。答案：D考点3 影响呼吸速率的因素及实践应用1. 内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）（1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。（2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。（3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2. 环境因素（1）温度呼吸作用在最适温度（2535）时最强，超过最适温度，呼吸酶的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。生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。（2）O2的浓度在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。（3）CO2浓度从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。（4）含水量在一定范