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1、细胞呼吸【自学导引】一、 呼吸作用的概念生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化反应，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。二、呼吸作用的方式及过程1有氧呼吸2无氧呼吸3有氧呼吸和无氧呼吸的比较三、呼吸作用的意义第一，能为生物体的生命活动提供能量。第二，能为体内其他化合物的合成提供原料。【思考导学】1 在呼吸作用过程中转移到ATP中的能量与热能散失的能量一样多吗?为什么?答案：不一样多。在有氧呼吸过程中，1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870 kJ的能量，其中1161 kJ的能量转移到ATP中，大部分以热能的形式散失掉；在无氧呼吸过程中1 mol葡萄糖分解成乳酸后，共放出196.
2、65 kJ的能量，其中储存在ATP中的能量有61.08 kJ，大部分以热能的形式散失掉。2人体剧烈运动后，血液pH会明显下降，为什么？答案：人体剧烈运动时，有氧呼吸不能满足生命活动对能量的需要，部分骨胳肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸进入血液使其pH明显下降。3用大豆生豆芽的过程中为什么要注意换水?答案：防止豆芽进行无氧呼吸产生酒精而烧根烂根。【学法指导】1通过对有氧呼吸与无氧呼吸的比较，掌握两者的区别与联系：不同点有氧呼吸无氧呼吸反应条件需要分子氧、酶和适宜的温度不需要分子氧，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内细胞质基质内分解产物二氧化碳和水二氧化碳和酒精或乳
3、酸释放能量较多，1摩尔葡萄糖释放能量2870 kJ，其中1161 kJ转移到ATP中较少，1摩尔葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或225 kJ(生成酒精)，均有61.08KJ转移至ATP中相同点其本质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：2通过对植物呼吸作用与光合作用的比较，理解光合作用与呼吸作用的区别与联系，这两种生理作用在体内是相互对立而又密切联系的两个方面。植物的光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气，呼吸作用又可以为光合作用提供二氧化碳。光合作
4、用呼吸作用(有氧呼吸)代谢性质合成代谢分解代谢发生部位含叶绿体的细胞(主要是叶肉细胞)所有活细胞反应场所叶绿体细胞质基质和线粒体条件光、水、二氧化碳、适宜的温度、酶、色素有光无光都可，适宜的温度、氧气、酶能量代谢光能转变为化学能，贮存在有机物中有机物中的化学能释放出来，部分转移到ATP中物质代谢将无机物(CO2H2O)合成有机物(如葡萄糖)并产生O2有机物(如葡萄糖)分解为无机物(H2O和CO2)联系光合作用的产物作为呼吸作用的物质基础(有机物和氧气均为呼吸作用的原料)，呼吸作用产生的二氧化碳可为光合作用所利用3通过对有氧呼吸与无氧呼吸(指产生酒精和CO2过程)中气体变化的分析，培养学生综合分
5、析问题的能力。生物在有氧呼吸时，吸收2的物质的量与放出的CO2物质的量相同；而在无氧呼吸时不需要2，但产生CO2。这样，如果某种生物吸收2的物质的量与放出CO2的物质的量相同，则该生物只进行有氧呼吸；如果某种生物不吸收2，但有CO2释放，则说明该生物只进行无氧呼吸；如果某种生物释放的CO2物质的量比吸收的O2的物质的量多，则说明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。在有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时，哪种呼吸作用占优势，则要从CO2产生量与O2吸收量的差值来计算。【例题解析】例1下列四支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度下，会产生CO2的试管有葡萄糖细胞膜已破裂的细胞 葡
6、萄糖线粒体 丙酮酸线粒体 葡萄糖细胞质基质A B C D解析：本题是考查有氧呼吸和无氧呼吸的基础知识以及运用所学知识对本实验的设计、结果进行分析判断的能力，属理解层次的考查。解答本题，首先要明确四支试管所含有的细胞结构，试管是细胞膜已破裂的细胞，即含有酵母菌全部细胞内容物，而、则分别含线粒体、线粒体、细胞质基质。再要明确酵母菌是兼性厌氧型生物，在有氧存在时，葡萄糖第一阶段分解成的丙酮酸进入线粒体彻底分解成CO2和水；在没有氧气存在时，丙酮酸在细胞质基质中分解为酒精和CO2。第三要明确各细胞结构所能直接利用的物质，如线粒体只能直接利用丙酮酸并将其氧化分解，而对葡萄糖则不能直接利用。基于以上分析，
7、可知号试管内的细胞质基质能将葡萄糖分解为丙酮酸，而后丙酮酸进入线粒体内彻底分解为CO2和水，故有CO2的生成；号试管内的线粒体不能直接利用葡萄糖，则不发生反应；号试管内的丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解，能产生CO2；号试管内无线粒体，但在细胞质基质中通过无氧呼吸过程能把葡萄糖分解为酒精和CO2，故也有CO2的生成。答案：B错因：正确解答此题的关键是弄清有氧呼吸的三个阶段在细胞内发生的部位及各部位所能利用的呼吸底物，同时还应搞清无氧呼吸的场所及物质变化。例2酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭的锥形瓶中，测得CO2的释放量比2的吸收量大1倍，则有氧呼吸与无氧
8、呼吸消耗葡萄糖的比为A1/6 B1/3 C1/2 D1解析：此题中的酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，此时CO2释放量比2的吸收量大，由此可知生物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。从有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可以看出，有氧呼吸时2的吸收量与CO2的释放量相同，假设O2吸收量为1 mol，则因CO2的释放量是O2吸收量的2倍，所以共释放CO2 2 mol，有氧呼吸时释放的CO2量与吸收2量相同，知有氧呼吸产生1 molCO2需消耗1/6 mol葡萄糖，而无氧呼吸时产生 1molCO2需消耗1/2 mol葡萄糖，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为(1/6)(1/2)1/3。答案：B错因：解答
9、此题首先要弄清当CO2的释放量比2的吸收量大时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；其次算出有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量分别是多少；最后由反应式计算出两者消耗萄萄糖的量，得出结果。通过这种训练可以培养综合分析能力。例3(2000年上海高考题)一运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图所示，图中P、Q、R三曲线依次代表AO2、CO2、乳酸 B乳酸、CO2、2CCO2、2、乳酸 DCO2、乳酸、2解析：人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍然不能满足骨骼肌对能量的需求，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸，但仍以有氧呼吸为主。在有氧呼吸过程中，消耗氧
10、气，产生二氧化碳，这样肌细胞内，氧的含量会逐渐下降，二氧化碳的量会逐渐上升，由于二氧化碳可通过呼吸运动及时排出，上升到一定程度就不再上升。在无氧呼吸过程中，人体内会产生乳酸，乳酸在肌细胞内短时间无法排出，这样乳酸在细胞内的含量就会逐渐上升。答案：B错因：解答此题首先弄清人在剧烈运动时有氧呼吸加强，消耗2，产生CO2，从而使肌细胞中2含量下降，CO2含量上升；其次知道CO2可通过呼吸运动及时排出，故上升一定程度就不再上升；最后搞清无氧呼吸产生的乳酸短时间无法排出导致其在肌细胞中的含量逐渐上升。【基础训练】一、选择题1 在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧将与氢结合生成水 与碳结合生成二氧化碳 在线粒体
11、中被消耗 在线粒体与细胞质基质中被消耗A B C D解析：考查有氧呼吸的过程。O2进入细胞内，在线粒体中与有氧呼吸前两阶段产生的H结合形成H2O，放出大量的能量。 答案：A2有氧呼吸产生ATP最多的阶段是A葡萄糖分解成丙酮酸 B丙酮酸分解成CO2和HC释放出CO2时 DH和O2化合成水时答案：D3人体内C6H12O6彻底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向是A以热能散失 B贮存在ATP中 C存在于线粒体中 D供生命活动解析：1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870 kJ的能量，其中有1611 kJ用于ATP的形成，其余的大部分以热能散失。答案：A4用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子
12、，18O转移的途径是A葡萄糖丙酮酸水 B葡萄糖丙酮酸氧C葡萄糖氧水 D葡萄糖丙酮酸二氧化碳解析：在有氧呼吸的第一阶段将葡萄糖分解为丙酮酸，并产生少量H，释放少量能量；第二阶段将丙酮酸彻底氧化成CO2，并产生大量的H，释放少量的能量。由上面的叙述不难看出O18转移的途径是D。答案：D5有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是都在线粒体中进行 都需要酶 都需要氧 都产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应A B C D解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同将葡萄分解成丙酮酸，并产生少量的H和ATP；二者都需要酶催化。答案：D6高等植物有氧呼吸和无氧呼吸，都能产生CO2，它们分别形成于细胞质基质 叶绿体 核糖体
13、线粒体A B C D解析：无氧呼吸的场所是细胞质基质，则无氧呼吸产生的CO2是在细胞质基质中形成；有氧呼吸的第二阶段是在线粒体中进行，且此阶段产生了CO2。 答案：D7酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2A2A摩尔 BA摩尔 C6A摩尔 D3A摩尔解析：从 2C2H5OH2CO2能量可知，消耗同样量的葡萄糖，有氧呼吸和酒精发酵产生的CO2量之比为31。答案：D8陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为产生的酒精对细胞有毒害作用 产生的乳酸对细胞有毒害作用 没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少A B C D解析：植物进行无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作
14、用，且释放能量较少，不能满足生命活动的需要。答案：D9制造啤酒的工艺流程中，实际是应用酵母菌的呼吸作用。将小麦和酵母菌放入发酵罐应怎样处理方能制造出大量的啤酒A马上密闭，保持3040的温度 B一直通风，不封闭，保持3040C先通风后密闭，保持60以上 D先通风后密闭，保持3040解析：小麦和酵母菌放入发酵罐后，应先通风使酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，然后密闭使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。此过程温度应适宜(3040)，否则会影响酵母菌内酶的活性。答案：D10将水果放在密封的地窖里，可以保存较长时间。地窖影响水果代谢的原因是A温度恒定，水果抵抗病虫害的能力强 B温度适宜，水分容易保持C黑暗无光，不易引起早熟 D二氧化碳浓度增加，抑制呼吸作用解析：地窖中通风差，因而能够抑制水果细胞的呼吸作用，（主要是抑制有氧呼吸）减少有机物的消耗。答案：D11对于绿色植物来说，在下图所示的4种条件下，哪一种生理活动可以在4个条件持续进行A光合作用 B呼吸作用 C渗透吸水 D水分运输答案：B C D
