1、第8讲 细胞呼吸,考点一 细胞呼吸的过程,考点二 影响细胞呼吸的因素及应用,总纲目录,考点三 细胞呼吸方式的实验探究（实验）,高考再现 模拟预测,考点一 细胞呼吸的过程1.细胞呼吸:有机物在细胞内经过一系列的 氧化分解 ,生成二氧化 碳或其他产物,释放出能量并生成 ATP 的过程。,2.细胞的有氧呼吸 (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)过程图解,(3)总反应式及各种元素的来源和去路,(4)能量的释放与去向 有氧呼吸 三 个阶段都释放能量产生ATP。 细胞呼吸释放的能量大部分以 热
2、能 形式散失,少部分转移到ATP 中。,3.无氧呼吸,1.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP ( ),2.有氧呼吸是将有机物彻底氧化分解成CO2和H2O,释放能量,并将释放 的能量全部储存在ATP的过程 ( ),3.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水 ( ),4.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程中有H的积累 ( ),5.人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供 ( ),据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程:,(1)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 (填序号)。 (2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,其原因是种子在有氧呼吸过程中产生了水 。 (
3、3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因是 催化反应的酶不同 , 根本原因是 基因的选择性表达 。 (4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸,消耗O2的量要大于产生CO2的量, 其原因是 与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于 产生CO2的量 。,1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较,2.细胞呼吸中H和ATP的来源和去路,3.分析细胞呼吸中能量的释放与去向,4.不同生物无氧呼吸产物,考向一 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 1.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( B ) A.有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖 B.人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2 C.糖类分解释放的能量大部分
4、都储存到ATP中 D.细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生,解析 有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖,并不是只能分解 葡萄糖,A错误;人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,有 氧呼吸能够产生二氧化碳和水,无氧呼吸产生乳酸,B正确;糖类分解释 放的能量大部分以热能的形式散失了,少部分储存到ATP中,C错误;细 胞呼吸产生二氧化碳的场所有细胞质基质和线粒体,D错误。,2.(2018黑龙江三模)下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用 过程。下列有关叙述正确的是 ( D ),A.a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成 B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸 C.人体
5、细胞中完成c过程的场所主要是线粒体 D.在寒冷时,人体内过程a会加快,解析 a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程,无氧呼吸过程不产 生H2O,无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2;在人体剧烈运动过程中,肌 肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸;c过程表示ATP水解释放能量,用于各项 生命活动,而线粒体是细胞的“动力车间”,是主要的产能场所,不是主 要的耗能场所;寒冷时,人体会加快新陈代谢,增加产热,因此过程a要加 快。,归纳拓展关于细胞呼吸的场所与过程的提醒 1.线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,但部分原核生物无线粒体,也能进 行有氧呼吸。,2.无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物
6、成熟的红细胞等。,3.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根 本原因在于控制酶合成的基因不同。,4.细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形 式储存在ATP中。,5.人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的,人体无氧呼吸的产物是乳酸, 无CO2。,6.脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相 比,含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。,考向二 细胞呼吸方式的判断与计算 3.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发,测得的气 体量的变化结果。下列说法正确的是 ( ),A.在甲条件下进行的是产生CO2 和乳酸的
7、无氧呼吸 B.在乙条件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比无氧呼吸多 C.在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值 D.在乙条件下释放的CO2 来自细胞质基质和线粒体,答案 D 解析 甲条件下只释放CO2,不吸收氧气,进行的是产生CO2和酒精 的无氧呼吸,不产生乳酸,A错误;乙条件下消耗氧气的量为6,则有氧呼吸 消耗葡萄糖的量为1,无氧呼吸产生二氧化碳的量为8-6=2,无氧呼吸消 耗葡萄糖的量为1,消耗的葡萄糖中有氧呼吸和无氧呼吸相等,B错误;丙 条件下只进行有氧呼吸,但不能判断有氧呼吸强度达到了最大值,C错 误;乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体,D正确。,4.下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a
8、、b、c、d时,CO2释放量 和O2吸收量的变化。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5倍 C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱 D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,答案 B 解析 “某植物的非绿色器官”意味着该植物器官只进行呼吸作 用不进行光合作用,有氧呼吸的反应方程式为C6H12O6+6O26CO2+ 6H2O,无氧呼吸的反应方程式为C6H12O6 2CO2 + 2C2H5OH。氧浓度为a 时,产生的CO2较多,此时并不是贮藏该植物器官的最适O2浓度,图中氧 浓度为c时,产生的CO2最少,属于贮藏该
9、植物器官的最适O2浓度,A错误; 氧浓度为b时,CO2释放量为8,O2吸收量为3,判定既进行有氧呼吸又进行 无氧呼吸,无氧呼吸消耗葡萄糖的量为2.5,有氧呼吸消耗葡萄糖的量为 0.5,所以氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍,B正,确;氧浓度为c时,CO2释放量为6,O2吸收量为4,经过判定既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸,但无氧呼吸不是最弱,如氧浓度为d时只进行有氧呼吸, C错误;氧浓度为d时,CO2释放量和O2吸收量相等,判定只进行有氧呼吸, 不进行无氧呼吸,D错误。,类题通法1.判定细胞呼吸方式的三大依据,2.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸) (1
10、)有氧呼吸:葡萄糖O2CO2=166。 (2)无氧呼吸:葡萄糖CO2酒精=122或葡萄糖乳酸=12。 (3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2物质的量之比 为13。,考点二 影响细胞呼吸的因素及应用1.温度 (1)原理:细胞呼吸是一系列的 酶促 反应,温度通过影响 酶的活性 进而影响细胞呼吸速率。,(2)曲线模型(3)应用 在 零上低温 下贮存蔬菜、水果; 在大棚蔬菜的栽培过程中,增加 昼夜温差 以减少有机物的消耗 提高产量。,2.O2浓度(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的原料,且对无氧呼吸有抑制作用。 (2)曲线模型图中O2浓度为0时细胞只进行 无氧呼吸 ,随O2 浓度升高,
11、有氧呼吸,逐渐 增强 ,无氧呼吸逐渐 减弱 。当O2 浓度在M以上时,细胞只 进行 有氧呼吸 。 (3)应用 包扎伤口应选用 透气 的敷料,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸;较深 的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。 提倡慢跑等有氧运动使细胞进行 有氧呼吸 ,避免肌细胞产生大 量 乳酸 。 及时松土有利于植物 根系生长 。,稻田定期排水有利于根系 有氧呼吸 ,防止幼根因缺氧变黑、腐 烂。 利用粮食通过 酵母菌 发酵可以生产各种酒;利用淀粉、醋酸杆菌 或谷氨酸棒状杆菌,可以生产食醋或味精。,3.CO2 (1)原理:CO2是细胞呼吸的终产物,高浓度的CO2 对细胞呼吸有明显的抑制 作用。(2)曲线模型
12、,(3)应用 常利用 增加 CO2的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗,延长蔬 菜、水果的保鲜时间。,4.水分 (1)原理:在一定的范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而 增强 ,随 含水量的减少而 减弱 。(2)曲线模型,(3)应用:贮藏作物种子时,将种子风干,以 减弱细胞呼吸 ,减少有机 物的消耗。,1.水果适于在零下低温、无氧、高CO2浓度下储藏 ( ),2.同一叶片在不同生长发育时期,细胞呼吸速率不相同 ( ),3.小王参加百米短跑决赛,参赛过程中只依赖有氧呼吸提供能量 ( ),4.破伤风(芽孢)杆菌在有氧条件下能大量繁殖 ( ),5.种子萌发过程中氧气不足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
13、( ),以下甲、乙两图都表示某生物种子的CO2释放量和O2吸收量的变 化,据图分析下列问题:,(1)甲、乙两图对应点或段中,只进行无氧呼吸的是 甲中a、乙中A点 ,只进行有氧呼吸的是 甲中d、乙在C点之后(含C点) ,两种呼吸作用共存的是 甲中b、c、乙中AC段(不含A、C点) ,判断依据 甲中a及乙中A点时无O2消耗,应只进行无氧呼吸;甲中d及乙中C点后,O2吸收量与CO2释放量相等,应只进行有氧呼吸;甲中b、c及乙中AC段(不含A、C点)CO2释放量大于O2吸收量,故除有氧呼吸外,还应存在无氧呼吸 。 (2)两图中 甲图中c、乙图中B点 (答点或段)最适合水果、蔬菜贮藏, 判断依据是 此时
14、CO2释放量最少,呼吸作用消耗有机物最少 。,(3)人在剧烈运动和静息状态下CO2产生量与O2吸收量大小关系 相同 (相同/不相同),CO2产生场所 无 (有/无)变化,原因是 因为人在无 氧呼吸时不产生CO2,只有有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2 。,考向一 影响细胞呼吸的因素 1.(2018河南联考)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,说明其之后只进行有 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
15、有非糖物质的氧化分解 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的释放量不相等,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,不能说明该器官只 进行有氧呼吸,A项错误,C项正确;M点时,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。,2.(2018河北辛集月考)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞 呼吸速率的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是 ( ),A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体 B.50
16、h后,30 条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加 C.50 h后,30 的有氧呼吸速率比2 和15 慢,是因为温度高使酶活 性降低 D.实验结果说明,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大,答案 B 解析 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基 质、线粒体,A项错误;50 h后,30 条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于 此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无 氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B项正确,C项错误;在一定的温度范 围内,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大,D项错误。,归纳拓展影响细胞呼吸的内部因素分析,考向二 细胞呼吸原理在
17、生产上的应用 3.(2018湖北荆州期末)松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法 不合理的是 ( D ) A.可以增加土壤的透气性,促进植物对无机盐的吸收 B.能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解 C.容易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素 D.降低土壤微生物的呼吸作用强度,减少二氧化碳排放,解析 松土可增加土壤透气性,促进土壤中好氧微生物的呼吸作用, 增加二氧化碳排放,D错误。,4.(2018四川成都模拟)下列关于细胞呼吸原理的应用,正确的是 ( D ) A.水果、蔬菜的保存要求零下低温、无氧和干燥环境 B.用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡 C.稻田定期排水可防止
18、无氧呼吸产生乳酸对细胞造成毒害 D.夜间适当降低温度有利于提高温室大棚中农作物的产量,解析 水果、蔬菜的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜的环境, A错误;由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸,所以在包扎伤口时,可 选用透气的纱布进行包扎,B错误;稻田定期排水可防止无氧呼吸产生酒 精对细胞造成毒害,C错误;温室种植农作物,要提高产量,傍晚应适当降 低温度,因为傍晚降低温度能减弱呼吸作用,减少有机物的消耗,D正确。,归纳拓展影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点 1.影响细胞呼吸的因素并不是单一的 (1)若需要增强细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施。 (2)若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低
19、温、低氧等措施。,2.储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同 (1)蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。 (2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。,考点三 细胞呼吸方式的实验探究(实验)1.实验原理,2.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2的产生,装置如图所示。,(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注 入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g 重铬酸钾 的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。,3.实验现象,4.实验结论 酵母菌在 有氧 和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下
20、产 生的CO2多且快,在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精,还产生少量CO2。,5.实验分析 (1)实验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼 吸。甲、乙两组为对比实验,设置的是有氧、无氧条件。 (2)图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2,以保证第 三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 (3)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是由酵母菌无氧 呼吸产生的。,细胞呼吸方式的判断及实验探究 1.探究细胞呼吸方式的实验装置 欲探究某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸
21、装置,如图所示(以发芽种子 为例):,实验结果预测和结论,2.实验误差的校正 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,如图 所示。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)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置进行灭菌、所测种 子进行消毒处理。 (2)若选用绿色植物作实验材料,测定细胞呼吸速率,需将整个装置进行 遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。,1.如图是某研究小组在探究酵母菌呼吸方式时的两套实验装置图,下列 分析不合理的是 ( ),A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,可在B瓶前加一个盛 有澄清石灰水
22、的锥形瓶 B.实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了,说明实验成功 C.实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾检测D瓶中物质会出现灰绿色 D.C瓶和E瓶也可用溴麝香草酚蓝水溶液,可观察到水溶液由黄变绿再 变蓝,答案 D 解析 CO2能使澄清石灰水变混浊,在B瓶前加一个盛有澄清石灰水 的锥形瓶,可检验空气中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,A正确;实验中 发现C瓶先变混浊后又澄清了,说明酵母菌呼吸作用产生了二氧化碳,且 量较多,实验成功,B正确;实验进行一段时间后,D瓶中的酵母菌进行无 氧呼吸生成酒精,此时用酸性的重铬酸钾检测D瓶中物质会出现灰绿色, C正确;C瓶和E瓶中的二氧化碳也可用溴麝香草酚蓝水溶液,可
23、观察到 水溶液由蓝变绿再变黄,D错误。,2.(2018江西抚州月考)下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用 方式及其产物,有关分析不正确的是 ( ),A.甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量 B.乙装置有色液滴向左移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸 C.丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2 D.三个装置中的种子都必须进行消毒处理,都需要设置对照实验,答案 B 解析 为排除微生物呼吸作用的影响,种子必须进行消毒处理,为排 除无关变量(外界温度、气压等)对实验的影响,题述实验需要设置对照 实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸,就会有氧的消耗,产生的二氧化 碳被NaOH溶液吸收,装置瓶内气
24、体体积减小,液滴左移,若只进行无氧 呼吸,则没有氧气的消耗,液滴不移动,故当装置乙有色液滴左移时,萌发 的种子只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。,1.(2018课标,4,6分)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风 干前相比,下列说法错误的是 ( C ) A.风干种子中有机物的消耗减慢 B.风干种子上微生物不易生长繁殖 C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D.风干种子中结合水与自由水的比值大,高考再现 模拟预测,解析 本题主要考查水与细胞代谢的关系。种子风干后细胞内的 自由水含量减少(结合水含量基本不变),使细胞呼吸减弱,有机物的消耗 减慢,A、D正确,C错误;风干种子的水分减少
25、,在缺水环境中,微生物不 易生长繁殖,B正确。,2.(2018课标全国,5,6分)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是 ( C ) A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP,解析 本题主要考查细胞呼吸、光合作用和生态系统的能量流动 的相关知识。影响植物细胞呼吸方式的主要因素是O2含量,细胞呼吸方 式与光照强度无关,黑暗状态下植物可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼 吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,一部分能量通过呼吸作用以 热能形式散失,B
26、正确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是 CO2和酒精或乳酸,C错误;植物在光合作用的光反应阶段有ATP合成,有 氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段均有ATP合成,D正确。,3.(2018天津理综,5,6分)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感 器的100 mL锥形瓶中,加入40 mL 活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密 封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。 有关分析错误的是 ( ),A.t1t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C.若降低10 培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D.实验
27、后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色,答案 C 解析 本题主要考查酵母菌呼吸方式的相关知识。由题图可知,t1 t2,培养液中O2的下降速率变慢,说明O2的消耗速率降低,有氧呼吸速率 不断下降,A正确;t1t3,酵母菌产生CO2速率基本不变,此时间段内,有氧 呼吸强度逐渐减弱,无氧呼吸强度逐渐增强,所以在单位时间内要产生 等量CO2,无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖,B正确;由题干信息可知,酵母 菌在最适温度下培养,若降低10 培养,则会引起酶的活性降低,从而引 起酵母菌有氧呼吸速率变慢,致使培养液中O2相对含量达到稳定所需时 间延长,C错误;因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌呼吸产生的
28、酒 精,所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色。,4.(2018甘肃兰大附中模拟)细胞内糖分解代谢过程如图所示,代表 生理过程,甲丁代表物质。下列叙述错误的是 ( ),A.甲、乙、丁分别代表的是CO2、酒精、乳酸 B.过程发生于线粒体中,过程发生于细胞质基质中 C.动物细胞内,过程比过程释放的能量多 D.过程有H产生,过程均有H的消耗,答案 B 解析 过程有水产生,故该过程为有氧呼吸第二、三阶段,由产物 种类数可确定过程、分别为乳酸发酵和酒精发酵的第二阶段,甲是 有氧呼吸和无氧呼吸都有的产物,故甲、乙分别为CO2、酒精,丁为乳 酸,A正确;过程代表的是有氧呼吸的第二、三阶段,发生于线粒体中, 其中有氧呼吸第三阶段释放大量的能量。过程为两种无氧呼吸的 第二阶段,发生于细胞质基质中,B错误,C正确;过程葡萄糖分解为丙 酮酸时,形成的H提供给后面的化学反应,过程中均消耗前面反 应提供的H,D正确。,
