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1、第8讲从化学能到生物能细胞呼吸,细胞呼吸()实验：探究酵母菌的呼吸方式,知识点一细胞呼吸的类型 细胞呼吸 概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解， 的过程，是生物体获得能量的. 分类：有氧呼吸和无氧呼吸。对绝大多数生物来说， 是细胞呼吸的主要形式 实验探究 原理：酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 菌，便于用来研究呼吸方式,释放能量,主要代谢途径,有氧呼吸,兼性厌氧,过程结果,结果分析：设置两个或两个以上的实验组，通过对 变化来推测不同条件下各组释放的不同,不加酵母,小，有,大，无,热能,能量,知识点二细胞呼吸的主要场所、过程 有氧呼吸 (1)反应式：. (2)过程：,(3)概念：细胞
2、在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程,彻底氧化分解,无氧呼吸 (1)反应式 分解成酒精的反应式为： . 转化成乳酸的反应式为： . (2)过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同。第二阶段的产物是。其全过程都在中进行,概念：细胞在条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为的氧化产物，同时释放少量能量，生成少量ATP的过程,酒精和CO2或乳酸,细胞质基质,无氧,不彻底,呼吸作用 实质：氧化分解有机物，释放能量 意义： (1)为生物体的生命活动提供. (2)为体内其他化合物合成提供 . 比一比：储存水果和储存粮食有何区别？ 答案
3、：二者都需在低温低氧(高氮、高CO2)环境中储存，但粮食必须晒干，减少自由水含量，而水果则需保鲜，减少水分散失。另外，水果储存必须零上低温。,能量,原料,细胞呼吸方式,1有氧呼吸过程中，反应物中的葡萄糖、水、O2分别在第一、第二、第三阶段被利用，产物中的CO2和H2O分别在第二、第三阶段形成。 2原核生物无线粒体，但有些生物仍能进行有氧呼吸，如硝化细菌等好氧细菌。 3悠闲的慢跑运动，提高心肺活动量，吸入充足O2进行有氧呼吸。竞技性短跑、中长跑则是在机体O2不充足条件下，主要依靠无氧呼吸产生ATP而支持快速运动。,有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较,高考地位：5年14考,2012全国课标卷、江苏
4、卷、安徽卷， 2011山东卷、海南卷，2010全国新课 标卷,1有氧呼吸和无氧呼吸过程图解,识图提示：应关注各阶段的场所、反应物、生成物及条件。,(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。 (2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。 (3)不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于参与催化反应的酶不同。 (4)有氧呼吸中氧元素的来源和去路,2有氧呼吸与无氧呼吸的比较,(1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)无氧呼吸只释放少量能量，其余的
5、能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(4)原核生物无线粒体，仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。,本考点一直是高考命题的重点，试题多以选择题的形式考查有氧呼吸和无氧呼吸过程场所、反应物、生成物、所需的酶、产生能量的多少等；以植物种子、酵母菌或其他生物的细胞呼吸为背景，以非选择题的形式考查细胞呼吸的类型。,【典例1】 (2012安徽理综，29)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AF试管中，加入不同
6、的物质，进行了如下实验(见下表)。,注：“”表示加入了适量的相关物质，“”表示未加入 相关物质。,(1)会产生CO2和H2O的试管有_，会产生酒精的试管有_，根据试管_的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。 (2)有氧呼吸产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)继续进行。,破题关键,解析本题主要考查细胞呼吸的相关知识。酵母菌为兼性厌氧生物，在有氧的条件下进行有氧呼吸，其场所是
7、细胞质基质和线粒体；在无氧条件下进行无氧呼吸，其场所是细胞质基质。(1)分析表格，试管A中加入的是丙酮酸，在有O2条件下无法在细胞质基质中继续氧化分解。试管B中加入的是葡萄糖，无氧条件下，在细胞质基质中能继续氧化分解，产生CO2和酒精。在有氧条件下，线粒体能分解丙酮酸，所以C试管中有CO2和H2O产生，而D试管无。分析试管E、F，酵母菌在有氧条件下，能把C6H12O6彻底氧化分解产生CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生CO2和C2H5OH。,从而可以判断，能产生CO2和H2O的试管有C、E，能产生酒精的试管有B、F。根据试管B、D、F的实验结果可判断酵母菌的无氧呼吸场所是细胞
8、质基质。(2)根据题中的信息，DNP对HO2H2O过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，而不能形成ATP，由于H和氧结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，因此DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解不受影响，但产生的ATP将会大大减少。 答案(1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能,【训练1】 (2013宁波调研)如图为某同学构建的植物叶肉细胞内的有氧呼吸过程图，4、7均为水，下列说法正确的是 ()。 A催化23过程的酶存在于线粒体内膜上 B产生的8主要用于合成ATP C3必定全部释放到大气中 D6可来自叶绿体,解析本题综合考
9、查有氧呼吸的相关知识，意在考查考生的分析判断能力和理解能力。23过程是有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，需要的酶在线粒体基质中；产生的8是能量，其主要以热能形式散失，少量用于合成ATP；3是二氧化碳，二氧化碳可以释放到大气中，也可以进入叶绿体中用于光合作用；6是氧气，可以来自叶绿体，也可来自大气。 答案D,【训练2】 (2011海南单科，4)细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述错误的是 ()。 A植物细胞能进行过程和或过程和 B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和 C动物细胞内，过程比过程释放的能量多 D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H,解析植物细胞能进行过程和、和、和；真核细胞的细胞
10、质基质中能进行无氧呼吸的全过程，即和或和；动物细胞中过程(有氧呼吸第二、三阶段)比过程(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段()产生的H，在第二阶段(或)消耗。 答案B,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。,影响呼吸速率的因素及实践应用,高考地位：5年11考,2012福建卷，2011安徽
11、卷，2009广东 卷、安徽卷、江苏卷,2外部因素,(1)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为细胞可进行无氧呼吸。 (2)随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱，细胞呼吸的总强度较低；但后来随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，细胞呼吸总强度又增大。 (3)从化学平衡的角度分析，高浓度的CO2在一定程度上可以抑制细胞呼吸。,本考点常结合细胞呼吸在生产、生活中的应用展开。试题多以选择题的形式出现，考查内部因素和外部因素对细胞呼吸的影响，有时也以图表、曲线的形式出现，考查考生的综合运用能力。高考试题常结合植物的光合作用，联系农作物增产的措施来命题，考查考生处理实际
12、问题的能力。,【典例2】 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， 请据图回答问题。 (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_。,(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气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
13、_。 你认为氧浓度应调节到_点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：_。,解析本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点，考查了有氧呼吸、无氧呼吸随O2浓度变化的特点，综合考查了学生解读曲线、根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力。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，此时更有利于蔬菜运输。 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)如图(点线)所示(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),据CO2释放量和O2消
14、耗量判断细胞呼吸状况 【典例】 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甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点 B甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点 C甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的 D甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 教你审题,解析甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2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，应在乙图中的AC段之间，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量
15、最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的c)，C正确；氧浓度为d时，CO2释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。 答案B,特别提示(1)乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等，无氧呼吸产物为乳酸，均不产生CO2。 (2)所有生物细胞，呼吸过程中若有H2O生成，一定来自有氧呼吸过程。因为无氧呼吸两种方式均不产生H2O。,【训练】 (2013江苏三校联考)不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，则下列对呼吸作用方式的判断不正确的是 ()。 A若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸 B若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 C若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸 D若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡,解析本题考查考生对有氧呼吸和无氧呼吸反应式的理解。动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2，故D项错误。 答案D,1实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和少量CO2。 (2)CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。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
