细胞呼吸

第2课ATP的主要来源——细胞呼吸考点一呼吸作用的方式与过程【必备知识回顾】1.有氧呼吸：(1)有氧呼吸的过程与场所：细胞质基质C6H12O6丙酮酸+[H]线粒体基质丙酮酸+H2OCO2+[H]线粒体内膜[H]+O2H2O大量(2)有氧呼吸三个阶段中发生的物质变化(连线)：(3)写出有氧呼吸反应方程式，并标明氧元素的来源和去路：___________________________。2.无氧呼吸：(1)场所：___________。(2)过程：细胞质基质酒精+CO2乳酸(3)反应式。①产物为酒精：C6H12O6______________________。②产物为乳酸：C6H12O6________________。2C2H5OH+2CO2+少量能量2C3H6O3+少量能量3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较：项目有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要______不需要O2，需要酶呼吸场所细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜___________产物________酒精和CO2或乳酸O2、酶细胞质基质CO2、H2O项目有氧呼吸无氧呼吸不同点能量释放有机物彻底氧化分解，释放大量能量有机物分解不彻底，能量释放较少相同点实质分解有机物，释放能量，生成ATP意义①为_____________提供能量；②为体内其他化合物的合成提供原料联系_____阶段相同各项生命活动第一【特别提醒】细胞呼吸的场所与过程的五点提醒(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。(2)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。(4)细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP中。(5)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。【核心素养提升】【典例示范】(2016·江苏高考改编)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。下图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是()世纪金榜导学号14120049A.突变酵母乙醇代谢途径未变B.突变酵母几乎不能产生[H]C.氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体D.通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是细胞质基质【素养解读】本题主要考查的核心素养是生命观念、科学思维，具体表现在两个角度：核心素养素养角度具体表现生命观念物质与能量观A项、B项、D项分析无氧呼吸过程中物质与能量的变化科学思维分类与比较C项分析有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的不同【解析】选B。本题主要考查细胞呼吸的场所与过程。突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径，A项正确。突变酵母细胞中可进行葡萄糖→丙酮酸的转化过程，而该代谢途径产生[H]，B项错误。在氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，酵母菌通过出芽增殖形成大量的新个体；突变体不能进行正常的有氧呼吸，产生能量少，增殖速率慢，C项正确。突变酵母产生ATP的主要部位是细胞质基质，D项正确。【母题变式】变式1细胞呼吸的过程图中突变型酵母细胞呼吸过程产生ATP时发生的物质变化是_______________。释放能量时发生的物质变化是_____________________。葡萄糖→丙酮酸葡萄糖→丙酮酸→乙醇变式2细胞呼吸的场所野生型酵母消耗氧气的具体部位是___________，该部位与其功能相适应的结构是___________________，嵴上附有大量与有氧呼吸有关的酶。线粒体内膜内膜向内折叠形成嵴【方法规律】判断细胞呼吸方式的三大依据【高考角度全练】角度一细胞呼吸过程分析1.(2018·大连模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是()A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B.图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发早期，其中e为ATPD.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2【解析】选D。题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中，故A项错误；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]，B项错误；小麦种子在萌发早期进行无氧呼吸，e不表示ATP，故C项错误；①④③过程分别表示有氧呼吸第一、第二和第三阶段，故D项正确。2.(2018·青岛模拟)如图是酵母菌有氧呼吸过程图，①～③代表有关生理过程的场所，甲、乙代表有关物质，下列叙述正确的是()A.③处释放的能量全部储存在ATP中B.①和②处产生乙的量相等C.②中的生理过程需要H2OD.缺氧条件下甲可以转化为乳酸【解析】选C。图中①～③分别代表有氧呼吸三个阶段的发生场所，甲、乙分别为丙酮酸和[H]。有氧呼吸第三阶段释放的能量大部分以热能的形式散失，只有一部分储存在ATP中，A错误；有氧呼吸第一、第二阶段产生[H]的量不同，B错误；有氧呼吸第二阶段需要水的参与，C正确；酵母菌在缺氧的条件下进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳，D错误。【知识总结】(1)细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路：项目来源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O；无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水；无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生；无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动(2)细胞呼吸中能量的释放与去向：角度二细胞呼吸类型判断3.(2018·福州模拟)测定下列哪一项，可简便而且准确地判断储存的小麦种子的细胞呼吸方式()A.有无酒精生成B.有无水生成C.有无有机物消耗D.O2消耗量与CO2生成量的比值【解析】选D。测定O2消耗量与CO2生成量的比值可以简便、准确地判断细胞呼吸方式，若二者比值等于1，则小麦种子进行的是有氧呼吸；若其比值为0，则小麦种子进行的是无氧呼吸；若其比值在0～1，则小麦种子既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。4.(2018·临沂模拟)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，下列对呼吸作用方式的判断不正确的是()世纪金榜导学号14120050A.若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B.若既不吸收O2，同时也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡C.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D.若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸【解析】选B。若细胞只进行无氧呼吸，释放CO2，不消耗O2，A正确；若既不吸收O2也不释放CO2，也有可能是进行无氧呼吸中的乳酸发酵，B错误；细胞进行有氧呼吸释放的CO2量等于O2的吸收量，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正确；细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸时，CO2的释放量等于O2的吸收量，D正确。【加固训练】1.下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置及主要产物，相关叙述正确的是()项目有氧呼吸无氧呼吸时间第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段第二阶段位置细胞质基质线粒体基质线粒体内膜细胞质基质细胞质基质项目有氧呼吸无氧呼吸主要产物C3H4O3CO2H2OC3H4O3C3H6O3或C2H5OH+CO2A.有氧呼吸各阶段在细胞的不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2部分来自无氧呼吸C.产生C3H6O3的无氧呼吸生成的ATP比产生C2H5OH的无氧呼吸多D.细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异【解析】选A。有氧呼吸各个阶段的反应都需要酶的催化，A正确；人体在剧烈运动过程中产生的CO2只能来自有氧呼吸，人体细胞无氧呼吸只产生乳酸，B错误；无氧呼吸只在第一阶段生成ATP，产生C3H6O3的无氧呼吸与产生C2H5OH的无氧呼吸第一阶段相同，所以这两种无氧呼吸产生的ATP一样多，C错误；细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的直接原因是细胞中酶的种类有差异，根本原因是基因的选择性表达，D错误。2.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是()条件abcdCO2释放量10867O2吸收量0347A.a条件下，呼吸产物除CO2外，还有酒精和乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c条件下，无氧呼吸最弱D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体【解析】选D。a条件下，不吸收O2，只产生CO2，故只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外，还有酒精，A错误；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗3体积的O2，产生3体积的CO2，消耗葡萄糖的相对量为0.5，无氧呼吸产生5体积的CO2，消耗葡萄糖的相对量为2.5，B错误；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误；d条件下，只进行有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体，D正确。3.下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是()A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同【解题指南】解答本题需关注以下三点：(1)原核细胞呼吸方式与细胞中的酶有关，如含有有氧呼吸的酶则进行有氧呼吸，如含有无氧呼吸的酶则进行无氧呼吸。(2)有氧呼吸与无氧呼吸产物不同，有氧呼吸将有机物彻底分解，无氧呼吸不能将有机物彻底分解。(3)原核生物控制性状的基因主要分布在拟核中。【解析】选C。本题考查微生物的呼吸作用相关知识。肺炎双球菌是好氧细菌，为原核生物，无线粒体，但细胞中有与有氧呼吸有关的酶，所以可以进行有氧呼吸，A正确；细菌拟核的基因控制生物的主要性状，控制细菌主要的生命活动，质粒的基因控制生物的特殊性状，如抗药性、固氮、抗生素生成等，B正确；破伤风芽孢杆菌为厌氧细菌，适宜生活在无氧环境中，C错误；酵母菌既能进行有氧呼吸产生CO2和H2O，又能进行无氧呼吸产生酒精和CO2，D正确。考点二影响细胞呼吸的环境因素【必备知识回顾】1.温度：(1)影响原理：温度通过影响_________影响细胞呼吸速率。酶的活性(2)曲线分析：①a点为该酶的_________，细胞呼吸速率最快。②温度低于a时，随温度降低，酶活性_____，细胞呼吸受_____。③温度高于a时，随温度升高，酶活性_____，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。最适温度下降抑制下降(3)实际应用。①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当_____温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。降低2.氧气：(1)影响原理：氧气促进_________，抑制无氧呼吸。(2)曲线分析：有氧呼吸①A点时，氧浓度为零，细胞进行_____呼吸。②氧浓度为0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢；氧浓度为____时，无氧呼吸停止。③氧浓度在0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐_____。无氧10%增强④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率_____________，最后趋于稳定。⑤氧浓度为___左右时，细胞呼吸强度最弱。先减慢后加快5%(3)应用。①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的_____呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生_____。④稻田定期排水，抑制_____呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。无氧乳酸无氧3.二氧化碳：(1)影响原理：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会_____细胞呼吸。抑制(2)曲线分析：(3)实际应用。保鲜：地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。4.水含量：(1)影响原理。①主要是间接影响：许多生化反应需在水中