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第9讲细胞呼吸回扣基础构建网络一、细胞呼吸与糖的氧化1．细胞呼吸(1)场所：。(2)原料：等有机物。(3)产物：或。(4)方式主要细胞内糖类无机物小分子有机物需氧呼吸厌氧呼吸判一判平常所说的呼吸与细胞呼吸是一回事吗？提示不是，平常所说的呼吸是一种气体交换的过程，而细胞呼吸是一种代谢过程。想一想细胞呼吸的实质是什么？提示分解有机物，释放能量。2．需氧呼吸(1)反应式：。(2)过程：细胞溶胶少量ATP线粒体基质和内嵴少量ATP线粒体内膜大量ATPC6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量酶想一想在柠檬酸循环中已有彻底氧化产物CO2产生，为什么ATP生成仍是少量？提示大量的能量贮存在NADH和FADH2中。二、厌氧呼吸1．概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为，同时释放出能量的过程。2．反应式：高等植物和酵母菌进行厌氧呼吸的反应式为，乳酸菌、高等动物、人及马铃薯块茎和甜菜块根进行厌氧呼吸的反应式为。不彻底的氧化产物少量2CH3CHOHCOOH＋2ATPC6H12O6＋2ADP＋2Pi酶C6H12O6＋2ADP＋2Pi2C2H5OH＋2CO2＋2ATP酶3．过程：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同，第二阶段的产物是。4．场所：。5．相同呼吸底物、不同呼吸类型和代谢产物的直接原因是，其根本原因是不同。酒精、二氧化碳或乳酸细胞溶胶催化反应的酶不同不同生物体内的基因或遗传物质想一想厌氧呼吸第一阶段脱下的氢哪里去了？提示NADH还原第二个阶段的丙酮酸或乙醛。判一判(1)厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应。(2)水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度。(3)需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质。提示(1)错，厌氧呼吸也是细胞呼吸，其本质都是氧化分解释放能量。(2)错，低氧环境消耗有机物最少，但会产生酒精。(3)对，需氧呼吸包括三个阶段，分别在细胞溶胶和线粒体两个场所中进行。三、细胞呼吸与细胞代谢的关系图解单糖氨基酸脂肪酸丙酮酸ATPH2O想一想由上述的物质变化可得到什么结论？提示细胞呼吸是细胞代谢的中心。构建知识网络突破考点提炼方法考点一需氧呼吸与厌氧呼吸的比较1．需氧呼吸三个阶段的比较糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质和嵴线粒体内膜反应物葡萄糖2丙酮酸6H2O10NADH、2FADH2、10H＋、e－、O2生成物2丙酮酸2NADH、2H＋、2ATP6CO2、2ATP、8NADH、2FADH2、8H＋12H2O、26ATP能量少量(2ATP)少量(2ATP)大量(26ATP)2.需氧呼吸和厌氧呼吸比较注意(1)需氧呼吸和厌氧呼吸的公共途径是细胞呼吸的第一阶段；都在活细胞内，其本质都是有机物氧化分解释放能量的过程，即厌氧呼吸不需要氧气，但该过程也是氧化分解。(2)需氧呼吸过程中H2O既是反应物(第二阶段利用)，又是生成物(第三阶段生成)，且生成的H2O中的氧全部来源于O2。(3)有H2O生成一定是需氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(4)厌氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(5)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：厌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：厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。对位训练1．将酵母菌的培养条件由有氧条件转变为无氧条件，下列过程加快的是()A．葡萄糖的利用B．二氧化碳的释放C．ATP的形成D．丙酮酸的氧化解析本题考查酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸的过程，在有氧条件下，酵母菌进行需氧呼吸，1mol葡萄糖可以产生1161kJ的能量储存在ATP中，有大量的能量供给生物体内生命活动的需要，将酵母菌培养条件由有氧条件转变为无氧条件时，酵母菌进行厌氧呼吸，但是厌氧呼吸产生的能量少，为了维持能量的供应，需要消耗更多的葡萄糖。A2．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是()A.图解中的①②两物质依次是H2O和O2B．图解中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体C．图解中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖D．1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生6分子水解析从题图所示的过程及参与的物质分析可知，该过程表示的是细胞的需氧呼吸过程，(一)表示需氧呼吸的第一阶段，在细胞溶胶中完成，在酶的作用下将葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，释放少量能量。(二)表示需氧呼吸的第二阶段，在线粒体中丙酮酸和水(即图中①)彻底分解成CO2并产生大量的[H]，释放少量能量。(三)表示需氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的[H]与O2(即图中②)结合生成水，释放大量能量。答案A考点二细胞呼吸的影响因素及其应用1．内部因素(1)植物种类：阳生阴生(2)发育阶段：幼苗、开花期成熟期(3)不同部位：生殖器官营养器官2．外界因素(1)温度：温度通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性而影响细胞呼吸。一般而言，在一定范围内，细胞呼吸强度随着温度的升高而增强。(2)氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行厌氧呼吸，在低氧条件下通常厌氧呼吸与需氧呼吸并存，O2的存在对厌氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，需氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于厌氧呼吸和需氧呼吸与氧气浓度之间的关系，可用下图表示。①当氧气浓度为0时，细胞只进行厌氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示厌氧呼吸的强度。②当氧气浓度在0～10%之间，需氧呼吸与厌氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，厌氧呼吸强度减弱，需氧呼吸强度增强。③当氧气浓度大于或等于10%时，厌氧呼吸消失，此后只进行需氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，需氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。④当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。⑤氧气吸收量也可以表示需氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示厌氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，厌氧呼吸强度为0。(3)水：在一定范围内，细胞的含水量越高，细胞呼吸越强。(4)CO2：在一定范围内，环境中CO2浓度越高，细胞呼吸越弱。3．细胞呼吸原理的实践应用(1)用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸。(2)酿酒时早期通气——促进酵母菌需氧呼吸，利于菌种繁殖后期密封发酵罐——促进酵母菌厌氧呼吸，利于产生酒精(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行需氧呼吸。(4)土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动转运，为矿质元素吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因厌氧呼吸产生酒精而烂根。(5)贮存粮食水果的条件——低氧(不是无氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。(6)提倡慢跑：促进肌细胞需氧呼吸，防止厌氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。对位训练3．下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：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_______________________________________________。(2)________点的生物学含义是厌氧呼吸消失点，此时O2吸收量________(＞、＜、＝)CO2的释放量。(3)氧浓度调节到______点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的贮存。理由是__________________________________。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时需氧呼吸释放的CO2与厌氧呼吸释放的CO2相比____(填“一样多”或“更多”或“更少”)，需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的________倍。(5)在原图中绘出厌氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。答案(1)氧气浓度增加，厌氧呼吸受抑制(2)P＝(3)R此时需氧呼吸较弱，厌氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少(4)一样多1/3(5)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。如图(虚线)所示：考点三细胞呼吸类型的实验探究欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示，当然，此时仍有必要设置另一组作误差校正之用：结果与分析：(1)若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行需氧呼吸(因需氧呼吸产CO2量与耗O2量相等)。(2)若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行厌氧呼吸(因厌氧呼吸只产CO2，不耗O2)。(3)若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸。(4)装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。①为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。②进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”，而不是“先结论后结果”，如上。对位训练4．下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是()现象选项甲装置乙装置结论A液滴左移液滴不动只进行需氧呼吸B液滴不动液滴右移只进行厌氧呼吸C液滴不动液滴不动只进行需氧呼吸D液滴左移滴液右移既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸解析甲装置中的液体是NaOH，能将发芽种子产生的CO2吸收，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的产生量的差有关，如果发芽种子只进行需氧呼吸，则着色液滴不移动；如果着色液滴右移，则说明发芽种子同时进行了需氧呼吸和厌氧呼吸或只进行了厌氧呼吸。根据C项的结论，若“只进行需氧呼吸”，则甲装置着色液滴左移，与现象不符。答案C5．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是()A.两个装置均需要在黑暗条件下进行B．装置乙在Ⅲ瓶处可检测到有酒精生成C．装置乙中应让Ⅱ瓶先静置一会再与Ⅲ瓶连接D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ瓶处的CO2解析A错误，黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响。B错误，装置乙中酵母菌产生的CO2可通过导管进入Ⅲ瓶，但酵母菌产生的酒精保留在Ⅱ瓶中。C正确，装置乙的Ⅱ瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ瓶，这样做是为了消耗装置内的O2，防止酵母菌需氧呼吸对实验结果的干扰。D错误，装置甲中NaOH溶液的作用是排除空气中CO2对实验结果的干扰。答案C方法体验据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的厌氧呼吸。(2)不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的厌氧呼吸。此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的厌氧呼吸。(3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行需氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的厌氧呼吸和需氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：①若VCO2VO2＝43，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。②若VCO2VO243，厌氧呼吸消耗葡萄糖速率大于需氧呼吸。③若VCO2VO243，需氧呼吸消耗葡萄糖速率大于厌氧呼吸。典例将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是()A.甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸B．乙条件下，需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的葡萄糖多C．丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少D．丁