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1、第四节 细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念及分类 1.概念 细胞内进行的将糖类等有机物分解成_, 并且_的过程。 2.分类,分类依据:呼吸过程中是否有_参加 类型:需氧呼吸和_,无机物或小分子有机物,释放出能量,氧,厌氧呼吸,二、需氧呼吸 1.过程,糖酵解,细胞溶胶,少量,柠檬酸循环,线粒体基质,少量,电子传递链,线粒体内膜,大量,2.反应式 _ 三、厌氧呼吸 1.场所:_ 2.条件:_和_,细胞溶胶,无氧,多种酶,3.两种类型 (1)产物为乙醇: 反应式:_。 代表生物:_。 (2)产物为乳酸: 反应式:_。 代表生物:_。,酵母菌,乳酸细菌,四、细胞呼吸是细胞代谢的中心 1.原因 (1)细胞内_
2、以细胞呼吸为中心。 (2)细胞内_也以细胞呼吸为中心。 2.对厌氧呼吸的几点认识 (1)乳酸发酵和乙醇发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的1/15左 右,_中含有可利用的能量。 (2)许多生物能够专门依靠厌氧呼吸维持生命,_对它们甚 至是有毒的。 (3)在无氧或缺氧条件下,细胞通过_可以快速地利用 葡萄糖产生_,在短时间内维持生命。,有机物的分解,有机物的生物合成,乳酸和乙醇,氧气,厌氧呼吸,ATP,1.需氧呼吸的酶全存在于线粒体中。( ) 【分析】需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体,因此其相关的 酶存在于细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜中。 2.(2010新课标全国卷T2C)厌氧呼吸不需要O2的参
3、与,该过程最 终有H的积累。( ) 【分析】厌氧呼吸不需要O2的参与,该过程中产生的H最终用 于厌氧呼吸第二阶段还原丙酮酸,产生CO2和酒精或乳酸,没有 积累。,3.有H2O产生的细胞呼吸一定是需氧呼吸。( ) 【分析】厌氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸,只有需氧 呼吸的产物有水。 4.(2009全国卷T1D)叶肉细胞在光照下进行光合作用,不进行呼 吸作用。( ) 【分析】叶肉细胞在光下既进行光合作用,又进行呼吸作用。 5.(2010福建T1B)及时排涝,能防止豌豆根细胞受酒精毒害。 ( ) 【分析】积水过多,根细胞的厌氧呼吸可产生酒精,对细胞有害, 及时排涝可以减少酒精毒害。,6.保存蔬菜
4、水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环 境中。( ) 【分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸,厌氧 呼吸释放等量的能量消耗有机物多,而且产生的酒精或乳酸对 蔬菜水果也有一定的毒害作用,故应该在低氧环境下保存蔬菜 水果。 7.(2012福建T1C)进入夜间,豌豆叶肉细胞内ATP合成停止。 ( ) 【分析】夜间光反应停止,不合成ATP,但是细胞呼吸没有停止, 仍继续合成ATP。,考点 一 需氧呼吸和厌氧呼吸的过程 1.过程图解,2.分析 (1)需氧呼吸第一、二阶段产生的NADH用于第三阶段与O2结合生成水;厌氧呼吸第一阶段产生的NADH用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2
5、或乳酸。 (2)需氧呼吸中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)不同生物厌氧呼吸的产物不同,是由于催化反应的酶不同。 (4)需氧呼吸中氧元素的来源和去路:,3.需氧呼吸和厌氧呼吸的比较,【高考警示】 (1)需氧呼吸不一定都在线粒体内进行 原核生物无线粒体,但有些生物仍能进行需氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,与需氧呼吸有关的酶分布在细胞溶胶和细胞膜上。 (2)厌氧呼吸并非都叫发酵 微生物的厌氧呼吸也称为发酵,但动植物的厌氧呼吸不能称为 发酵。 (3)细胞呼吸能产生NADH但无NADH的积累 需氧呼吸前两个阶段均产生NADH,这些NADH在第三阶段与O2反 应,生成
6、水,释放大量的能量。厌氧呼吸在第一阶段产生NADH, 并在第二阶段用于还原丙酮酸。,【考查角度1】细胞呼吸的过程 【典例1】(2012江苏高考)如图表示细胞呼吸作用的过程, 其中代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)( ) A.和都具有双层生物膜 B.和所含酶的种类不同 C.和都能产生大量ATP D.甲、乙分别代表丙酮酸、H,【解析】选B、D。由图判断知图解代表需氧呼吸过程。分析需氧呼吸过程可知:在细胞溶胶中完成需氧呼吸第一阶段,将葡萄糖分解为丙酮酸、H,并产生少量ATP,所以为细胞溶胶,甲为丙酮酸;在线粒体基质中完成需氧呼吸第二阶段,将丙酮酸和水分解为C
7、O2、H,并产生少量ATP,所以为线粒体基质,乙为H;在线粒体内膜上完成需氧呼吸第三阶段,H与O2反应生成H2O,同时产生大量ATP,所以为线粒体内膜。代表细胞溶胶,无生物膜;细胞溶胶和线粒体基质中所含酶的种类不同,进行的化学反应也不同;线粒体基质中不能产生大量ATP。,【互动探究】 (1)上题图中“C6H12O6乙H2O”表示哪种细胞呼吸类型?包括哪些阶段? 提示:需氧呼吸;包括第一阶段和第三阶段。 (2)总体分析上题图形,图中“乙”表示哪种细胞呼吸类型?包括哪些阶段? 提示:需氧呼吸;包括第二阶段和第三阶段。,【变式训练】细胞呼吸为生物生命活动提供了能量,是所有生物体最重要的生理过程之一。
8、下面有关叙述正确的是( ) A.厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段不完全相同 B.厌氧呼吸因为分解糖类的效率低,所以释放的能量少 C.线粒体中能产生CO2的场所是内膜 D.需氧呼吸第三阶段生成水的同时,伴随着大量能量的释放 【解析】选D。厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同;厌氧呼吸因为分解糖类不彻底,大部分能量储存在未分解的有机物中,所以释放的能量少;线粒体中能产生CO2的场所是线粒体基质。,【考查角度2】酵母菌在不同条件下的细胞呼吸 【典例2】如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。,材料用具:保温桶(500 mL)、
9、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。 实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比在无氧条件下呼吸作用放出的热量多。 (1)取A、B两装置设计实验如下,请补充表中内容:,(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,这是控制实验的 变量。 (3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤。 (4)实验预测:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是 (用“”表示),则假设成立。,【解析】本题以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为背景,考查实验设计的相关原则(对照原则、单一变量原则、科学性原则)及对实验
10、结果的预测能力。具体分析如下: 根据实验假设可知A、B两组实验装置要形成对照,分别研究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸,因此两组实验装置的唯一变量应该是溶液中是否含有氧气,而其他条件均应相同,所以在B装置的步骤二中也应加入10 g活性干酵母。从B装置的实验步骤看,葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除溶液中的氧气,而在液面上铺满石蜡油也是为了隔绝空气,所以B装置用于研究酵母菌的厌氧呼吸。那么A装置的步骤三中应不加入石蜡油,用于研究酵母菌的需氧呼吸。为了证实B装置的温度变化是由呼吸作用引起的,应设置一个空白对照组,里面除了不加入活性干酵母外,其余的步骤与B装置相同。如果30分钟后测量的实验结果是ABC,那么实
11、验假设成立。,答案:(1)不加入石蜡油 加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 不加入活性干酵母(或加入10 g无活性干酵母) (4)ABC,【变式训练】按下表设计进行实验。分组后,在相同的适宜条件下培养810小时,并对实验结果进行分析。,下列叙述正确的是( ) A.甲组不产生CO2而乙组产生 B.甲组的酒精产量与丙组相同 C.丁组能量转换率与丙组相同 D.丁组的氧气消耗量大于乙组 【解析】选D。在无氧的情况下,酵母菌的细胞溶胶可以进行厌氧呼吸产生CO2和酒精。由于细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧,各组分之间分工合作,使生命活动能够自我
12、调控、高效有序地进行,因此当细胞结构遭到破坏以后,其代谢的速率会受到影响。,考点 二 影响细胞呼吸的因素及其在农业上的应用 1.内部因素,2.环境因素,【思维拓展】 果蔬和种子的储藏条件 (1)低氧:不能选择无氧条件储藏水果、蔬菜和种子,无氧条件虽然完全抑制了需氧呼吸,却促进了厌氧呼吸,既损耗了部分有机物,又产生了酒精或乳酸导致果蔬、种子腐败变质。 (2)低温:以不破坏植物组织细胞为标准,一般为零上低温。 (3)湿度:储藏种子需要干燥环境。储藏蔬菜、水果时,为了保鲜,应保持适度水分。 总之,蔬菜、水果和种子在储藏时都应在低温、低氧条件下,种子还应保持干燥。,【典例3】如图是外界条件对细胞呼吸速
13、率的影响曲线图,请根据图分析说明。,(1)由甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度在_ ,AB段说明 。 (2)若乙图表示酵母菌的呼吸情况,则曲线表示_ 呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时,测定出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为54,酵母菌进行曲线所示的细胞呼吸类型消耗的葡萄糖所占比例为 。 (3)由甲、乙两图可知,贮存水果时应选择 的条件。,【解析】(1)由图甲可以看出,B点是细胞呼吸的相对速率的最高点,因此,在B点对应的温度时,细胞呼吸最旺盛。AB段曲线逐渐升高,说明随温度的升高(一定范围内)呼吸速率加快。 (2)乙图中曲线随氧气浓度的升高,呼吸强度逐渐增强,后来稳定,则曲线代表需氧呼吸。曲
14、线随氧气浓度增加而下降,说明代表厌氧呼吸。需氧呼吸O2消耗与CO2产生比为11,由题意知有4份CO2是需氧呼吸产生的,1份为厌氧呼吸产生的。根据反应式,需氧呼吸消耗的C6H12O6为4/6份,厌氧呼吸消耗的C6H12O6为1/2份。所以,进行厌氧呼吸的酵母菌消耗的葡萄糖所占比例为1/2(1/2+2/3)=3/7。,(3)贮存水果时,应抑制水果的细胞呼吸,由甲、乙两图可知应选择低温、低氧的条件。 答案:(1)B点对应的温度 在一定范围内,随温度升高,细胞呼吸增强 (2)需氧 3/7 (3)低温、低氧,【互动探究】(1)若曲线描述的是水稻根细胞的呼吸作用,DE段时根内积累的细胞呼吸产物可能是什么?
15、 提示:酒精。 (2)曲线为什么会与横轴交叉? 提示:曲线代表厌氧呼吸,随着氧气浓度的增加,对厌氧呼吸有抑制作用,曲线与横轴的交点是厌氧呼吸的消失点。,【变式训练】利用地窖储藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高,有利于( ) A.降低呼吸强度 B.降低水分吸收 C.促进果实成熟 D.促进光合作用 【解析】选A。储藏种子和果蔬,主要是防止有机物呼吸消耗,CO2是呼吸作用的产物,产物浓度高,降低呼吸强度。,细胞呼吸类型的判断方法 【典例】如图所示是测定发芽种子的呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖,并且不考虑外界条件的影响),下列有关说法中错误的是( ),【解析】选C。本题考查细胞呼吸的类型。甲装置中的液体是NaOH,能吸收发芽种子产生的CO2,所以着色液滴的移动只和O2体积的变化有关,如果着色液滴左移,则说明发芽种子进行了 需氧呼吸,如果着色液滴不移动,说明发芽种子没有进行需氧 呼吸。乙装置中的液体是蒸馏水,着色液滴的移动和O2的消耗量与CO2的产生量的
