1、第第2 2讲细胞呼吸讲细胞呼吸 展示考纲考频1.细胞呼吸()2.探究酵母菌的呼吸方式(实验)一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1酵母菌细胞呼吸方式：和 。2产物的检测有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 二、细胞呼吸的方式 1有氧呼吸(1)过程 2无氧呼吸(1)场所：。(2)条件：和多种酶。(3)生成物：或 。(4)反应式 三、细胞呼吸的实质、意义、影响因素及应用 1实质：氧化分解有机物、释放能量、形成ATP。2意义(1)为生物体的生命活动。(2)是体内各物质相互转化的枢纽，为体内其他化合物的合成，其相互联系的物质是 。细胞质基质细胞质基质酒精和二氧化碳酒精和二氧化碳无氧无氧乳酸乳酸提供能量提供能量提
2、供原料提供原料丙酮酸丙酮酸 3影响因素(1)内因：遗传影响酶的活性不同器官、不同发育 期、不同生物之间呼吸速率存在差异。(2)外因：、CO2浓度、水等。4细胞呼吸原理的应用：伤口包扎、作物松土、稻田排水、传统发酵产品的生产等。温度温度O2浓度浓度 思考辨析 1判断下列有关细胞呼吸原理说法的正误。(1)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(2013年高考新课标全国卷)()(2)葡萄糖生成丙酮酸只发生在有氧时(2012年高考上海卷)()(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸()(4)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水()(5)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累()(6)细胞呼吸必须在
3、酶的催化下进行()2判断下列关于影响细胞呼吸因素及应用说法的正误。(1)种子呼吸速率下降有利于干物质合成(2013年高考安徽卷)()(2)呼吸作用产生的能量均以热能散失(2013年高考海南卷)()(3)小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱(2011年高考海南卷)()(4)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖(2011年高考海南卷)()(5)人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物()(6)人体硬骨组织细胞也进行呼吸()1有氧呼吸(1)有氧呼吸的过程比较细胞呼吸过程的分析细胞呼吸过程的分析(2)有氧呼吸过程中各元素来源去路(3)反应物和产物：CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生
4、成的，场所是线粒体基质。O2参与了第三阶段，H和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段H和O2结合生成的。有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成 ；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将 还原为C2H5OH和CO2或乳酸。水水丙酮酸丙酮酸(4)能量代谢：有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。细胞呼吸释放的能量大部分以，少部分转移到ATP中。联前系后有氧呼吸与线粒体(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体
5、：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。原核细胞无线粒体，在细胞质中进行有氧呼吸。(2)无线粒体的真核细胞(生物)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。热能散失热能散失 2比较有氧呼吸和无氧呼吸 易混易错特别关注细胞呼吸的2个易错点(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸发酵。(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。3不同生物的无氧呼吸的产物 1下图是在光照条件下玉米叶肉细胞内发生的生理过程，结合图示分析回答下面的问题：(1)图中E、G代表的物质分别是_和_。(2)该
6、细胞中B物质的生成场所是_。(3)在夏季光照较强的上午，从O2、CO2进出细胞的角度分析，图中的不妥当之处是_。(4)参与图中所示生理过程的物质A在细胞内的存在形式是_，该细胞内生成A的细胞器有_。(5)该植物在光照充足的条件下，停止二氧化碳的供应，C5含量的变化是_；在二氧化碳供给充足时，该植物从暗处转移到光照处，C3含量的变化情况是_。(6)参与上图细胞内代谢过程的两种细胞器称为半自主性细胞器，可进行转录过程，除需要自身DNA和原料外，写出直接参与该过程的两种有机物的名称：_。解析：分析图解可以看出，这是光合作用和细胞呼吸过程图解中的物质变化和能量变化图解。光合作用过程中，在叶绿体囊状结构
7、薄膜上的物质变化是水的分解，生成NADPH、ATP，NADPH提供还原剂和能量，ATP提供能量，所以A是水，并且是自由水，B是ATP，E是NADP，G是丙酮酸。生成ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体，能产生水的细胞器有线粒体、核糖体、叶绿体、高尔基体等。如果夏季上午光照充足，光合作用大于细胞呼吸，线粒体中经过有氧呼吸产生的CO2应首先供应光合作用，而不是释放到细胞外；光合作用产生的O2进入线粒体中参与有氧呼吸后，剩余部分应会释放出来，而不是从外界吸收O2。分析C3和C5含量的变化应该结合图示流程，从它们的来源和去路进行分析。答案：(1)NADP丙酮酸(2)叶绿体、细胞质基质、线粒体(3)
8、线粒体中经过有氧呼吸产生的CO2不应该释放到细胞外；进入线粒体中参与有氧呼吸的O2不应从外界吸收(4)自由水线粒体、核糖体、叶绿体(5)增加减少(6)ATP、酶 1呼吸速率 是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是呼吸作用强弱的指标，一般以测定释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。2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
9、器官。影响呼吸速率的因素及实践应用影响呼吸速率的因素及实践应用 3外部因素 拓展延伸氧浓度与细胞呼吸间关系的曲线图分析(1)曲线ADB：无氧呼吸释放的CO2量。(2)曲线ODCE：有氧呼吸释放的CO2量。(3)曲线AFCE：细胞呼吸释放的CO2量。(4)A点：只进行无氧呼吸且无氧呼吸强度最大。(5)B点：无氧呼吸终止点，氧气浓度再增大，只进行有氧呼吸。(6)C点：该点再向右的CE段产生的CO2全部为有氧呼吸产生。(7)D点：无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同。(8)F点：细胞呼吸产生的CO2总量最小，该点的氧气浓度一般作为贮存水果、蔬菜的最佳氧气浓度。2现在很多地区的农
10、民利用塑料大棚培植花卉、蔬菜，不但丰富了市场，而且能收到较好的效益。试结合大棚种植中的一些技术环节分析回答下列问题：(1)在寒冷的冬季，大棚内仍有较高的气温，能保证植物的正常生长。大棚内温度较高的原因是：_；_；_。地球“温室效应”中，其作用与塑料大棚内相似的物质主要是_。(2)大棚所用的塑料薄膜有多种颜色，如无色、红色、蓝色等，从促进光合作用的角度分析，何种颜色最好？为什么？_。(3)夜间适当_大棚的温度，有利于提高植物产量，因为_。(4)大棚内每天要适当通风，否则棚内植物不能生长，这主要是因为_，因此称其是塑料温室大棚的_肥。解析：(1)在冬季，温室大棚可以起到阻止棚内热量散失的作用，从而
11、保持棚内温度，同时植物自身代谢过程中也有热量产生。在大气层中，CO2可吸收地面辐射的热量从而保持地球表面温度，但近年来CO2含量的升高导致温室效应加剧。(2)有颜色的塑料薄膜只能允许单色光通过，而无色薄膜可以允许全部的可见光通过，因此塑料大棚用无色塑料薄膜最有利于植物的光合作用。(3)夜间，植物只进行呼吸作用，消耗有机物，因此要适当降低温度，抑制植物的呼吸作用，减少植物有机物的消耗，从而提高植物产量。(4)大棚是个密闭的环境，随光合作用的进行，其中的CO2浓度降低，不利于光合作用进行，因此每天要适时通风以保持大棚内的CO2浓度。答案：(1)对流散热减少植物呼吸作用产生热量太阳辐射热量输入大于热
12、量输出CO2(2)无色；因为可以透过所有的光(3)降低降低呼吸作用，减少有机物消耗，利于白天制造的有机物的积累(4)缺少CO2气 一、细胞呼吸方式和呼吸速率的测定 1探究细胞呼吸方式的实验装置 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 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。2测定组织细胞呼吸速率的装置与原理(1)装置(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 或O2吸收量来表示。(3)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶
13、液吸收，使容器内气体压强 ，刻度管内的水滴左移，单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。CO2释放量释放量减小减小(4)物理误差的校正 如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。特别提醒用脂肪(或脂质)含量高的种子，如油料种子做测定实验，则液滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。3不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常用RQ(RQ释放的二氧化碳
14、体积/消耗的氧气体积)来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图：(1)装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_。(2)若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？_；原因是_。(3)小琪同学来做这个实验，她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是_，理由是_；若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是_，理由是_。(4)装置二的作用是_。解析：(1)据题干所给
15、信息，本实验要通过测定发芽种子的呼吸商，来证明生物的有氧呼吸的能源物质的不同。据呼吸商的计算公式，要求呼吸商必须先求出种子发芽时，进行细胞呼吸消耗的O2体积和释放CO2的体积。装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是吸收发芽种子呼吸产生的CO2，根据着色液滴移动的刻度测出细胞呼吸消耗的O2体积。装置二的作用是比较种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2体积与释放CO2的体积的变化大小，作为对照。(2)若发芽的种子已长出幼苗，幼苗可进行光合作用，进行该实验时，为了避免光合作用干扰，应将装置放置于黑暗条件下。(3)据装置二中着色液位置不改变说明种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2体积与释放CO2的体积相等，呼
16、吸商为1。只有当以葡萄糖(或糖类)为能源物质进行有氧呼吸时，消耗的O2体积与释放CO2的体积才相等。脂肪的元素组成中，碳、氢百分比含量较高，氧占的比例小，氧化分解时耗氧多，呼吸商小于1。因此若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，说明种子进行有氧呼吸，且细胞呼吸消耗的O2体积大于释放CO2的体积，呼吸商小于1，消耗的能源物质主要是脂肪(或脂质)。答案：(1)吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳(2)黑暗条件避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化(3)葡萄糖(或糖类)以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳脂肪(或脂质)脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二
17、氧化碳(4)对照实验 二、探究酵母菌的呼吸方式 1实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型菌。(2)CO2的检测：CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液 。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养过程中CO2的产生情况。(3)酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生反应，变成 。2实验流程(1)提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？(2)作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验作出合理的假设。由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄灰绿色
18、灰绿色(5)实验结论：3实验中的关键步骤(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊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，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，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。特别提醒该实验为对比实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。4两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请据题分析作答：(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如图(AD)所示：请根据实验目的选择装置序号，并按照
19、实验的组装要求排序(装置可重复使用)：有氧条件下的装置序号_；无氧条件下的装置序号_。装置中C瓶的作用是_，B瓶中澄清的石灰水还可用_代替。(2)乙兴趣小组利用图所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为)如何设计？_。请预测与结论相符合的现象，并填写下表：若酵母菌消耗的O2为3 mol，而释放的CO2为9 mol，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的_倍。解析：(1)在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时，检验产生的CO2可以用澄清的石灰水；在向装置中通入空气时，为排除空气
20、中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO2，所以实验装置的顺序为CAB(或CBAB)。在无氧条件下，不需要通入不含O2的空气，所以装置只需要DB即可。(2)在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来进行判断。在设计对照实验时，可以将10%的NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置。若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸，不消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，不会引起装置内气压的改变，液滴不动。根据有氧呼吸的反应式可知，每消耗1 mol氧气，产生1 mol CO2、消耗1/
21、6 mol葡萄糖；根据无氧呼吸的反应式可知，每产生1 mol CO2，需消耗1/2 mol葡萄糖。根据题目信息，消耗3 mol O2、释放CO2 9 mol可知，有氧呼吸产生CO2为3 mol，无氧呼吸产生CO2为6 mol，则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/2 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3 mol，故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。答案：(1)CAB(或CBAB)DB吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰溴麝香草酚蓝水溶液(2)装置除用等量蒸馏水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置相同a向左移d向右移e向左移f向右移6 例1细胞内糖分解代谢过程如图所示，代表生理过程，
22、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发生于线粒体中，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的消耗细胞呼吸的过程细胞呼吸的过程 解析从细胞呼吸的三个反应式入手，通过对比产物可以确定过程的产物丁为乳酸；过程的产物中均有甲，则甲为CO2，乙应该是酒精，A正确。过程葡萄糖分解为丙酮酸发生于细胞质基质中，仅释放少量的能量，过程代表的是有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体中，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4个H提供给后面的化学反应，过程
23、中均消耗前面反应提供的H，D正确。答案B 例2将200 mL含酵母菌的培养液加入500 mL的密闭容器内，该容器内酵母菌不同呼吸方式的CO2释放速率随时间变化情况如图所示，请回答下列问题：(1)图中a曲线表示的呼吸方式为_，判断依据是_。(2)密闭容器内开始产生酒精的时间是_(填“6 h前”“6 h时”或“6 h后”)。(3)8 h时细胞内ATP的合成场所是_，此时合成ATP所需能量_(填“能”或“不能”)来自丙酮酸的分解。探究细胞的呼吸方式探究细胞的呼吸方式(4)在a、b两曲线相交时，b曲线表示的呼吸方式消耗的葡萄糖量为a曲线的_。(5)密闭容器内CO2的总释放量在6 h时_(填“小于”“等
24、于”或“大于”)8 h时。解析(1)a曲线随时间变化CO2释放速率逐渐减小，故表示有氧呼吸。(2)b曲线表示无氧呼吸，开始产生酒精即在与横坐标的交点处，由图可知在6 h前。(3)8 h时有氧呼吸为零，只进行无氧呼吸，此时ATP只在细胞质基质中合成，丙酮酸分解阶段不产生能量。(4)a、b相交时两种呼吸方式产生CO2量相同，消耗的葡萄糖比例为1 3。(5)6 h时两种呼吸方式共同存在，8 h时只进行无氧呼吸，故6 h时产生的CO2量大于8 h时产生的。答案(1)有氧呼吸开始时酵母菌可利用密闭容器内的氧气进行有氧呼吸，随着时间增加，氧气逐渐减少，有氧呼吸减弱直至为零(2)6 h前(3)细胞质基质不能
25、(4)3倍(5)大于 例3如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_。(2)_点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是_。影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随O2浓度变化而变化的曲线。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_。(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是_。你认为氧浓度应调节到_点的对应浓度，更有利于蔬菜的贮存，试说明理由：_。解析解题时应注意：Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，B点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时有利于蔬菜贮存。答案(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制(2)P氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2总量(3)(所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点)如图(虚线)所示。(4)一样多1/3(5)降低氧浓度，减少有机物的消耗R此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少本小节结束请按ESC键返回
