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1、分 子 與 細(xì) 胞分 子 與 細(xì) 胞第第 8 8 講講ATP的主要來源的主要來源細(xì)胞細(xì)胞呼吸呼吸必修11細(xì)胞呼吸。2探究酵母菌的呼吸方式。 1.(2010全國新課標(biāo))下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是( ) A.無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸 B.有氧呼吸產(chǎn)生的H在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水 C.無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有H的積累 D.質(zhì)量相同時(shí)，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多D 無氧呼吸的最終產(chǎn)物是乳酸或酒精和二氧化碳，有氧呼吸前兩個(gè)階段產(chǎn)生的H在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水。無氧呼吸不需要O2的參與，但并沒有H的積累，H只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中參與反應(yīng)，產(chǎn)生無氧呼吸的產(chǎn)物。等質(zhì)量的脂肪和糖原，脂

2、肪儲(chǔ)存的能量更多，氧化釋放的能量多，因此脂肪是主要的儲(chǔ)能物質(zhì)。 2. (2009上海)在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如下表。若底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是( )CO2釋放量釋放量O2吸收量吸收量a100b83c64d77 A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸 B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C.c條件下，無氧呼吸最弱 D.d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體 a條件下，只進(jìn)行無氧呼吸，呼吸產(chǎn)物是CO2和酒精，因有CO2生成所以不可能同時(shí)有乳酸產(chǎn)生； b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖量：根據(jù)C6H12O66O2得吸收3mol

3、 O2消耗葡萄糖0.5 mol，無氧呼吸消耗的葡萄糖量：根據(jù)C6H12O62CO2得5mol CO2消耗葡萄糖2.5mol；c條件下，無氧呼吸受到抑制但仍在進(jìn)行。d條件下只進(jìn)行有氧呼吸，無氧呼吸強(qiáng)度為零最弱；d條件下因只進(jìn)行有氧呼吸，所以產(chǎn)物CO2全部來自線粒體基質(zhì)中丙酮酸的徹底分解，故D選項(xiàng)正確。 3.(2009安徽)現(xiàn)有等量的A、B兩個(gè)品種的小麥種子，將它們分別置于兩個(gè)容積相同、密閉的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量(等量)的水。在25條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示。 請(qǐng)回答： (1)在t1t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子的引起的。A種子比B種子的呼吸速率，A、B種子釋放CO2量的變化趨

4、勢是。 (2)在0t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是 . 。種子的無氧種子的無氧呼吸產(chǎn)生了呼吸產(chǎn)生了CO2先遞增后遞減先遞增后遞減快快有氧呼吸有氧呼吸 本題考查細(xì)胞呼吸的有關(guān)知識(shí)。(1)在t1t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子進(jìn)行有氧呼吸引起的。A種子比B種子消耗氧氣的速率，所以A種子比B種子呼吸速率快。因?yàn)槊肯? mol氧氣，就產(chǎn)生1 mol CO2，所以從圖中可以看出A、B種子釋放CO2量的變化趨勢都是先遞增后遞減。(2)在0t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是種子的無氧呼吸產(chǎn)生了CO2。 一、細(xì)胞呼吸的概念 細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的

5、 ，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成的過程。 二、細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)探究 (1)原理：酵母菌在 的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。氧化分解氧化分解有氧和無氧有氧和無氧ATP (2)產(chǎn)物檢測： 二氧化碳可使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變 再變 。 橙色的重鉻酸鉀溶液，在 條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成 。 (3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)： 設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與 的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。綠綠黃黃酸性酸性灰綠色灰綠色實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)驗(yàn)對(duì)象 三、細(xì)胞呼吸的方式 (一)有氧呼吸 1.概念： 有氧呼吸是指細(xì)胞在 的參與下，通過 的催化作用，把糖類等

6、有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，釋放能量，生成許多 的過程。有氧呼吸是高等動(dòng)植物進(jìn)行呼吸作用的主要形式。氧氣氧氣酶酶ATP 2.反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 3.主要場所：線粒體 線粒體具有內(nèi)外兩層膜，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，嵴使 大大增加。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)，線粒體的內(nèi)膜上和液態(tài)的基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。線粒體的基質(zhì)中還含有少量的DNA和RNA。酶酶內(nèi)膜的表面積內(nèi)膜的表面積 4.過程：分為三個(gè)階段 C6H12O6 +4H+能量(少) 2丙酮酸+6H2O +20H+能量(少) 24H+6O2 +能量(多)酶酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2丙

7、酮酸丙酮酸線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)酶酶酶酶線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜6CO212H2O 階段階段 第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段場所場所細(xì)胞質(zhì)基細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)質(zhì)線粒體線粒體基質(zhì)基質(zhì)線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物反應(yīng)物C6H12O6(葡萄糖葡萄糖)丙酮酸丙酮酸+H2O生成物生成物CO2+HH2O形成形成ATP數(shù)量數(shù)量少量少量大量大量與氧的關(guān)系與氧的關(guān)系無關(guān)無關(guān)必需氧必需氧比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目H+O2丙酮酸丙酮酸+H少量少量無關(guān)無關(guān) 5.有氧呼吸過程中能量的變化：1 mol葡萄糖在體內(nèi)徹底氧化分解所釋放的能量是 ,其中1161 kJ的能量轉(zhuǎn)移到ATP中，能量的轉(zhuǎn)移率為40.5%。2870 kJ (二)

8、無氧呼吸 1.概念： 一般是指在無氧條件下，通過酶的催化作用，細(xì)胞把糖類等有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出 的過程，這個(gè)過程對(duì)于高等動(dòng)植物來說稱為無氧呼吸。(微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵，產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵)少量能量少量能量 2.實(shí)例： 玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、骨骼肌、乳酸菌 C6H12O6 +能量 水淹植物、酵母菌 C6H12O6 2CO2+ +能量 3.過程： 第一階段：C6H12O6 +4H+能量(少) 酶酶2C3H6O32C2H5OH酶酶酶酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2丙酮酸丙酮酸 第二階段： +4H +能量 2CO2+ +能量 4.無氧呼吸過程中能量的變

9、化：1 mol葡萄糖分解成乳酸共放出196.65 kJ能量，其中61.08 kJ儲(chǔ)存在ATP中，其余以熱能形式散 失。釋能少的原因是大部分能量存留在 。2丙酮酸丙酮酸酶酶 2C3H6O3 2C2H5OH (三)有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸不不同同點(diǎn)點(diǎn)場所場所始終在細(xì)胞質(zhì)始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)條件條件需氧分子、酶需氧分子、酶產(chǎn)物產(chǎn)物酒精和酒精和CO2或或乳酸乳酸能量能量大量大量(合成合成38個(gè)個(gè)ATP)少量少量(合成合成2個(gè)個(gè)ATP)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體和線粒體不需氧分不需氧分子、需酶子、需酶CO2+H2O有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸相相同同點(diǎn)點(diǎn)聯(lián)系聯(lián)

10、系實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，分解有機(jī)物，釋放能量，合成合成ATP意義意義為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量提供能量從葡萄糖分解為丙酮酸階從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同段相同，以后階段不同 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析比較 (1)有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解 (2)有氧呼吸和無氧呼吸過程分析 無氧呼吸的第二階段是第一階段產(chǎn)生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或C3H6O3(乳酸)的過程。丙酮酸進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，之所以有不同的產(chǎn)物，是不同的酶作用的結(jié)果。 有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物，又是生成物(所以，書寫有氧呼吸的反應(yīng)式時(shí)，反應(yīng)物和生成物中都應(yīng)有水，但在涉及有

11、關(guān)計(jì)算過程中，反應(yīng)物和生成物中的水可以抵消6個(gè))，且H2O中的氧全部來自O(shè)2。 有氧呼吸三個(gè)階段的共同產(chǎn)物是ATP，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸區(qū)區(qū)別別條件條件O2、有氧呼吸酶、有氧呼吸酶無氧呼吸酶無氧呼吸酶場所場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)過程過程3個(gè)階段個(gè)階段2個(gè)階段個(gè)階段產(chǎn)物產(chǎn)物CO2、H2OCO2、酒精或乳酸、酒精或乳酸放能放能2870kJ/mol196.65kJ/mol聯(lián)系聯(lián)系第一階段完全相同：都是一分子葡萄糖分解成兩分子丙酮第一階段完全相同：都是一分子葡萄糖分解成兩分子丙酮酸，同時(shí)產(chǎn)生少量的酸，同時(shí)產(chǎn)

12、生少量的H和少量的和少量的ATP本質(zhì)相同：都是分解有機(jī)物釋放能量，供生命活動(dòng)的需要本質(zhì)相同：都是分解有機(jī)物釋放能量，供生命活動(dòng)的需要 (3)有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系 2.影響細(xì)胞呼吸的因素有哪些？細(xì)胞呼吸原理在實(shí)踐中有哪些應(yīng)用？ 影響呼吸作用的因素有溫度、氧氣濃度、二氧化碳濃度、含水量等，其中主要是溫度。 (1)溫度 呼吸作用在最適溫度(2535 )時(shí)最強(qiáng)；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。 生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，抑制呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，可達(dá)到提高產(chǎn)量的目的

13、。 (2)氧氣濃度 在氧氣濃度為零時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。 生活中常利用降低氧氣濃度來抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜水果的保鮮時(shí)間。 但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強(qiáng)，分解的有機(jī)物也較多，一樣不利于蔬菜水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧(5%)保存，此時(shí)有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制。 無土栽培時(shí)向培養(yǎng)液中通入空氣，中耕松土等都是為了增加氧氣的含量，加強(qiáng)根部的有氧呼吸，保證能量供應(yīng)，促進(jìn)礦質(zhì)元素的吸收。 (3)二氧化碳濃度 CO2是呼吸作用產(chǎn)生的，從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增

14、加，呼吸速率下降。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度較高，抑制細(xì)胞的呼吸作用，使整個(gè)器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。 (4)含水量 呼吸作用的各種化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，自由水含量增加，代謝加強(qiáng)。糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風(fēng)干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機(jī)物消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強(qiáng)，使貯藏的種子堆中溫度上升，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。 細(xì)胞呼吸的方式 (2009全國)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A.細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行 B.人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸 C.酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸 D.葉

15、肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用D 細(xì)胞呼吸是活細(xì)胞都進(jìn)行的一項(xiàng)生命活動(dòng)，必須在酶的催化作用下進(jìn)行；酵母菌在有氧的條件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，無氧的條件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D錯(cuò)誤。 (2009浙江)破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，下列關(guān)于該菌的細(xì)胞呼吸類型和消滅該菌首先要通過的免疫途徑的敘述，正確的是( ) A.無氧呼吸和體液免疫 B.無氧呼吸和細(xì)胞免疫 C.有氧呼吸和體液免疫 D.有氧呼吸和細(xì)胞免疫B 破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，可見該菌的細(xì)胞呼吸類型是無氧呼吸，消滅該菌首先要通過細(xì)胞免疫的途徑。 有氧呼吸 下

16、列細(xì)胞中不進(jìn)行有氧呼吸的是( ) A.神經(jīng)細(xì)胞 B.心肌細(xì)胞 C.哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞 D.小腸上皮細(xì)胞 紅細(xì)胞中由于不含線粒體，所以不能通過有氧呼吸來供應(yīng)能量。C 向正在進(jìn)行有氧呼吸的細(xì)胞懸液中分別加入a、b、c、d四種抑制劑，下列說法正確的是( ) A.若a能抑制H氧化成水，則使O2的消耗減少 B.若b能抑制葡萄糖分解，則使丙酮酸增加 C.若c能抑制ATP的形成，則使ADP的消耗增加 D.若d能抑制丙酮酸分解，則使葡萄糖的消耗增加A 在細(xì)胞懸液中加b能抑制葡萄糖的分解，則丙酮酸的生成量減少；加入d能抑制丙酮酸的分解，則葡萄糖的消耗不會(huì)增加；加c能抑制ATP的形成，則ADP的消耗不可能增加。

17、而加a抑制H氧化成水，使有氧呼吸第三階段的進(jìn)行受阻，氧氣的消耗量減少。 無氧呼吸 一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長跑鍛煉，從他的大腿肌肉細(xì)胞中檢測到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如圖所示，圖中P、Q、R三曲線依次代表( ) A.O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2 C.CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2 分析人的長跑過程，不難發(fā)現(xiàn)：人剛開始跑時(shí)，其肌細(xì)胞內(nèi)氧氣含量較多，隨著運(yùn)動(dòng)的加快氧氣的濃度降低，CO2逐漸增加，但運(yùn)動(dòng)在進(jìn)一步加強(qiáng)時(shí)，有氧呼吸產(chǎn)生的能量已不能滿足運(yùn)動(dòng)的要求，于是細(xì)胞又進(jìn)行了部分無氧呼吸即出現(xiàn)了乳酸的積累。 下列哪項(xiàng)不能作為有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別() A.有無氧氣參與 B.是否在線

18、粒體中進(jìn)行 C.有無CO2產(chǎn)生 D.釋放能量多少 植物細(xì)胞有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生酒精時(shí)，都有CO2產(chǎn)生。C 有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系 下圖表示某植物幼根的細(xì)胞呼吸過程中，O2的吸收量和CO2的釋放量隨環(huán)境中O2濃度的變化而變化的曲線，其中線段XY=YZ，則在氧濃度為a時(shí)( ) A.有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多 B.有氧呼吸和無氧呼吸釋放的能量相等 C.有氧呼吸比無氧呼吸消耗的有機(jī)物多 D.有氧呼吸比無氧呼吸釋放的二氧化碳多 XY=YZ時(shí)，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量等于無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量。根據(jù)比例列式C6H12O6 6CO2 6O2，C6H12O6 2CO2可知，此時(shí)有氧呼吸消耗的有機(jī)物為無氧

19、呼吸的1/3。此外，此條件下有氧呼吸釋放的能量比無氧呼吸多(ATP:38/32)。 如圖表示某高等植物的某一非綠色器官在氧氣濃度分別為a、b、c、d時(shí)，二氧化碳釋放量和氧氣吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.氧氣濃度為a時(shí)最適宜于儲(chǔ)藏該器官 B.氧氣濃度為b時(shí)，該器官的無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 C.氧氣濃度為c時(shí)，該器官的無氧呼吸最弱 D.氧氣濃度為d時(shí)，該器官的有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等 氧氣濃度為a時(shí)，CO2的釋放量達(dá)到最大，此時(shí)不適宜于儲(chǔ)藏該器官；氧氣濃度為b時(shí)，CO2的釋放量為8，氧氣的吸收量為3，因此無氧呼吸釋放的CO2為5，有氧呼吸釋放的CO2為3，這樣

20、因無氧呼吸消耗的葡萄糖為5/2，有氧呼吸消耗的葡萄糖為1/2，所以該器官的無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍； 氧氣濃度為c時(shí)，CO2的釋放量大于氧氣的吸收量，說明還有無氧呼吸；氧氣濃度為d時(shí)，CO2的釋放量等于氧氣的吸收量，說明此時(shí)該器官只進(jìn)行有氧呼吸不進(jìn)行無氧呼吸。 有關(guān)呼吸方式的判斷問題： 不消耗O2，釋放CO2只進(jìn)行無氧呼吸 酒精量等于CO2量只進(jìn)行無氧呼吸 CO2釋放量等于O2的吸收量只進(jìn)行有氧呼吸 CO2釋放量大于O2的吸收量既有氧呼吸，又無氧呼吸，多余CO2來自無氧呼吸 酒精量小于CO2量既有氧呼吸，又無氧呼吸，多余的CO2來自有氧呼吸 細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 (2009廣東)利用地窖貯藏種子、果蔬在我國歷史悠久。地窖中的CO2濃度較高，有利于() A.降低呼吸強(qiáng)度B.降低水分吸收 C.促進(jìn)果實(shí)成熟D.促進(jìn)光合作用 地窖中溫度低，CO2濃度較高，都是抑制細(xì)胞呼吸的因素。 A 下列各項(xiàng)應(yīng)用中，主要是利用細(xì)胞呼吸原理的是( ) 手指受傷時(shí)，選擇透氣的消毒紗布包扎 稻田定期排水 利用葡萄、糧食和酵母菌制酒 光下適當(dāng)增加作物環(huán)境中二氧化碳的濃度 A. B. C. D. 光下適當(dāng)增加作物環(huán)境中二氧化碳的濃度的目的在于提高光合作用的效率。