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生物专题3细胞的代谢第7讲细胞呼吸01考点102考点204预测高效提升03随堂达标反馈知识内容考试要求知识内容考试要求1．需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程b3.细胞呼吸在实践中的应用b2．需氧呼吸与厌氧呼吸的异同b需氧呼吸与厌氧呼吸的过程1．细胞呼吸(1)概念：细胞内进行的将糖类等有机物分解成__________或小分子有机物，并且释放出______的过程。(2)分类分类依据：细胞呼吸过程中是否______参与类型：需氧呼吸和____________无机物能量有氧厌氧呼吸2．需氧呼吸(1)含义：细胞在氧气的参与下，把糖类等有机物氧化成____________和______，并释放能量，生成大量ATP的过程。二氧化碳水(2)过程线粒体基质，嵴细胞溶胶少量ATP少量ATP线粒体内膜大量ATP(3)总反应式：____________________________________。(4)实质：葡萄糖中的碳氧化成二氧化碳，其中的氢被氧化成水。乳酸能量细胞溶胶C6H12O6＋6O2――→酶6CO2＋6H2O＋能量3．厌氧呼吸(1)概念：在无氧(或缺氧)条件下，将糖分子分解成酒精、二氧化碳或______，同时释放______的过程。(2)场所：____________。(3)反应过程①乳酸发酵a．代表生物：____________。b．反应式C6H12O6＋2ADP＋2Pi――→酶2CH3CHOHCOOH＋2ATP。②乙醇发酵a．代表生物：酵母菌。b．反应式C6H12O6＋2ADP＋2Pi――→酶____________＋2CO2＋2ATP。乳酸菌2C2H5OH[基础诊断](1)需氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解()(2)需氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP()(3)需氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中()(4)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧时()(5)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供()(6)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸()(7)厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累()×××××××[教材热考拾遗](必修1P73图3－13改编)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。下列叙述正确的是()A．阶段A发生在细胞溶胶中，产物只有丙酮酸和ATPB．阶段B产生的物质①中的氧原子均来自丙酮酸分子C．阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多D．阶段C发生在线粒体内膜中，仅特殊分子携带的氢和氧分子结合生成水解析：选C。阶段A表示需氧呼吸第一阶段，发生在细胞溶胶中，产物除了丙酮酸和ATP外，还有[H]，A项错误；阶段B产生的物质①是二氧化碳，其中的氧原子来自丙酮酸和水分子，B项错误；阶段C(需氧呼吸第三阶段)产生的物质②是H2O，其中的氧原子均来自氧气，该过程产生的ATP最多，C项正确；阶段C发生在线粒体内膜中，除氢和氧分子结合生成水外，还合成大量的ATP，D项错误。考法1需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程(1)过程图解(2)过程分析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项目需氧呼吸厌氧呼吸区别场所第一阶段在细胞溶胶，第二、第三阶段在线粒体细胞溶胶条件需要氧气、多种酶、适宜温度不需要氧气，需要多种酶、适宜温度物质变化生成CO2和H2O生成乳酸或酒精和CO2项目需氧呼吸厌氧呼吸区别释放能量释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP特点有机物彻底氧化分解有机物氧化分解不彻底联系其实质均为氧化分解有机物，释放能量，合成ATP；反应的第一阶段相同；需氧呼吸是在厌氧呼吸的基础上进化而来对需氧呼吸和厌氧呼吸认识的6个常见误区(1)需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量在第三阶段产生)，但绝大部分以热能形式散失掉，仅有一小部分能量转移到ATP中；厌氧呼吸仅在第一阶段合成ATP，第二阶段不合成ATP。(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，原因是细胞中具有与需氧呼吸有关的酶，场所是质膜和细胞溶胶。(3)需氧呼吸一定需要O2的参与。虽然需氧呼吸第二阶段(柠檬酸循环)并没有O2的直接参与，但没有O2的环境，丙酮酸无法进入线粒体，因此线粒体中进行的需氧呼吸第二和第三阶段都和O2有着间接或直接的关联。(4)厌氧呼吸为不彻底的氧化分解，因此只释放少量的能量，其余能量储存在酒精或乳酸中。(5)真核生物并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟红细胞只能进行厌氧呼吸。(6)无论是需氧呼吸还是厌氧呼吸均没有[H]的积累。[题组冲关]1．(2019·浙江1月学考)真核生物厌氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示。下列叙述错误的是()A．甲过程中有ATP的生成B．乙过程需要乳酸脱氢酶参与C．丙过程可发生在人体肌肉细胞中D．甲过程为乙、丙过程提供还原剂解析：选C。甲过程为糖酵解，有ATP的生成；乙过程为产生乳酸的厌氧呼吸第二阶段，需要乳酸脱氢酶参与；人体肌肉细胞中不能进行产生乙醇和CO2的厌氧呼吸；甲过程为乙、丙过程提供还原氢。故C错误。2．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是()A．在有氧与缺氧的条件下细胞溶胶中都能形成ATPB．需氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水C．厌氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程D．人体剧烈运动时，细胞呼吸产生CO2的量一定会大于消耗的O2的量解析：选A。需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都在细胞溶胶中进行，且能产生少量的能量，因此在有氧与缺氧的条件下细胞溶胶中都能形成ATP，A正确；需氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水，B错误；厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段相同，都有[H]的生成，第二阶段没有[H]的生成，C错误；人体厌氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2，因此剧烈运动时人体肌肉细胞呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量，D错误。考法2细胞呼吸方式的判断(1)判断呼吸方式三依据(2)通过实验判断①欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：②实验结果预测和结论实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的厌氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的厌氧呼吸左移右移进行需氧呼吸和产生酒精的厌氧呼吸左移不动只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸[题组冲关]3．(2020·浙江温州适应性测试)如图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③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()A．①和②都是线粒体的组成部分B．在②和③中都能产生大量的ATPC．在②和③中所含酶的种类相同D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]解析：选D。图中①②③分别是细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜；甲为丙酮酸，乙为[H]。4．(2020·浙江台州模拟)为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图a～f所示装置，下列判断不合理的是()A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行厌氧呼吸B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行需氧呼吸C．连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了需氧呼吸D．f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了厌氧呼吸解析：选B。若a装置液滴左移，因呼吸作用产生的CO2被NaOH吸收，说明酵母菌进行需氧呼吸吸收了O2，b装置液滴右移，说明厌氧呼吸产生了CO2，B错误。考法3细胞呼吸的相关计算(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数厌氧呼吸∶需氧呼吸＝1∶3。(2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数需氧呼吸需要的氧气∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数厌氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。[题组冲关]5．(2020·浙江丽水质检)某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产乙醇。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和乙醇的物质的量，记录数据并绘成下面的坐标图。据此下列说法中正确的是()A．在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为8∶5B．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧呼吸C．甲、乙两发酵罐分别在第4小时和第5小时无氧呼吸速率最快D．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高乙醇的产量解析：选A。由题图可知，发酵罐中消耗的氧气是6mmol，产生的二氧化碳也是6mmol，产生的乙醇是18mmol，产生的二氧化碳也是18mmol，甲发酵罐产生的二氧化碳是6＋18＝24mmol，乙发酵罐产生的乙醇是15mmol，产生的二氧化碳也是15mmol，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为24∶15＝8∶5，A正确；分析题图可知，甲发酵罐从第二小时开始有乙醇产生，即进行厌氧呼吸，此时有氧气存在，也进行需氧呼吸，B错误；分析题图可知，乙发酵罐在第5小时发酵罐内乙醇的增加速度缓慢，无氧呼吸的速度缓慢，C错误；分析题图可知，适当提高氧气可以使酵母菌数量迅速增加而提高乙醇的产量，若通入氧气过多，酵母菌只进行需氧呼吸不产生乙醇，D错误。影响细胞呼吸的因素及在实践中的应用1．内部因素(1)遗传特性：如水生植物细胞呼吸大于旱生植物。(2)器官种类：如生殖器官细胞呼吸大于营养器官。(3)生长时期：如植物在幼苗期、开花期细胞呼吸升高，成熟期下降。2．外部因素(1)温度①曲线分析：最适温度时，细胞呼吸_________；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制。②应用：温室栽培中增大________________________，以减少夜间呼吸消耗有机物。贮存水果时，适当降低______(不可低于零度)，从而延长保存时间。最强昼夜温差(降低夜间温度)温度(2)O2浓度①对需氧呼吸的影响：在一定范围内，随着O2浓度增加，需氧呼吸强度也______，但由于__________________和呼吸作用底物浓度的限制，O2浓度增加到一定程度，需氧呼吸强度不再增加。②对厌氧呼吸的影响：随着O2浓度的增加，厌氧呼吸受到的______作用加强。(3)CO2浓度CO2是需氧呼吸和产酒精厌氧呼吸的产物，当CO2浓度过高时会______细胞呼吸。增加呼吸酶活性抑制抑制(4)含水量对细胞呼吸的影响①曲线分析：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而______，随含水量的减少而______。当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。②应用a.粮食在收仓前要进行______处理b.干种子萌发前进行______处理加快减慢晾晒浸泡[基础诊断](1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异()(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少()(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏()(4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量()(5)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清()(6)剧烈运动时，氧气供应不足，肌肉细胞主要进行厌氧呼吸产生乳酸()√××√√×[教材热考拾遗](必修1P84填空题T1改编)细胞呼吸是细胞能量的根本来源，细胞呼吸容易受外界环境的影响。下图是温度与氧气浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响，以下分析不正确的是()A．图中细胞呼吸速率可用二氧化碳的释放量表示B．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度C．温度对曲线Ⅱ代表的呼吸类型影响较大，对曲线Ⅰ影响较小D．分析图甲、乙可知，水果贮存需要低温和低氧的条件解析：选C。图中细胞呼吸速率可用二氧化碳的释放量表示，A正确；分析题甲图可知，B点细胞呼吸的相对速率最高，该点对应的温度