【生物】2018届一轮复习浙科版细胞呼吸教案

【生物】2018届一轮复习浙科版细胞呼吸教案

第7讲　细胞呼吸 浙江[学考＋选考]考纲确认 考点 知识内容 必考 加试 ‎11.细胞呼吸 ‎(1)需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程 b b ‎(2)需氧呼吸与厌氧呼吸的异同 b ‎(3)细胞呼吸在实践中的应用 b b 考点一| 细胞呼吸的原理 ‎1．细胞呼吸 ‎(1)含义：细胞内进行的将糖类等有机物分解为无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。‎ ‎(2)分类 ‎2．需氧呼吸 ‎(1)含义：细胞在氧气的参与下，把糖分子氧化成二氧化碳和水，并释放能量，生成大量ATP的过程。‎ ‎(2)反应式：‎ C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。‎ ‎(3)过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 名称 糖酵解 柠檬酸循环 电子传递链 场所 细胞溶胶 线粒体基质、嵴 线粒体内膜 物质变化 ‎(反应式)‎ C6H12O6丙酮酸＋[H]‎ 丙酮酸＋H2OCO2＋[H]‎ ‎[H]＋O2H2O 产能情况 少量ATP 少量ATP 大量ATP ‎(4)特点：在常温下发生，所产生的能量中有相当一部分贮存在ATP中，‎ 能量利用率很高。‎ ‎(5)实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。‎ ‎3．厌氧呼吸 ‎(1)含义：细胞在无氧条件下，将糖分子分解成乳酸或乙醇和CO2，并释放能量，生成少量ATP的过程。‎ ‎(2)乳酸发酵和乙醇发酵 场所 反应物 生成物 第一阶段糖酵解 细胞溶胶 葡萄糖 丙酮酸、[H]和少量能量(2个ATP)‎ 第二阶段 乳酸发酵 丙酮酸、[H]‎ 乳酸 乙醇发酵 丙酮酸、[H]‎ 乙醇和CO2‎ ‎1．(2016·10月浙江选考)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为糖酵解，该阶段的产物是丙酮酸和物质①‎ B．阶段B为柠檬酸循环，该过程产生大量ATP C．阶段A和阶段B为阶段C提供[H]和ATP D．阶段C为电子传递链，有关酶存在于线粒体内膜 D　[阶段A为糖酵解，该阶段的产物是丙酮酸和[H]；阶段B为柠檬酸循环，该过程产生少量ATP；阶段A和阶段B为阶段C提供[H]。]‎ ‎2．(2016·4月浙江选考)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．在线粒体内膜上进行 B．不产生CO2‎ C．必须在有O2条件下进行 D．形成大量ATP B　[葡萄糖分解为丙酮酸的过程叫做糖酵解，场所为细胞溶胶，A错误；葡萄糖分解产生丙酮酸和还原氢，无CO2产生，B正确；糖酵解反应不需要O2，C错误；糖酵解过程并未将葡萄糖彻底氧化分解，故只释放少量能量，形成少量ATP，D错误。]‎ ‎3．(2015·10月浙江选考)下列关于人体需氧呼吸的叙述，正确的是(　　)‎ A．电子传递链产生的ATP最多 B．柠檬酸循环中O与[H]结合生成水 C．与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上 D．丙酮酸在细胞溶胶中分解产生二氧化碳 A　[电子传递链发生在第三阶段，此阶段释放大量能量，因而产生的ATP最多，A正确；柠檬酸循环发生在第二阶段，而O与[H]结合生成水发生在第三阶段，B错误；与糖酵解有关的酶分布在细胞质基质中，C错误；丙酮酸在线粒体基质中分解产生二氧化碳，D错误。]‎ ‎1．需氧呼吸各元素的来源及去路 ‎(1)CO2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，CO2中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体基质、嵴上进行。‎ ‎(2)O2参与反应的阶段是第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以呼吸作用产物水中的氧来自O2，这个过程在线粒体内膜上进行。‎ ‎(3)需氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段与丙酮酸反应，生成物中的水是需氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。‎ ‎2．厌氧呼吸易错点总结 ‎(1)厌氧呼吸全过程都在细胞溶胶中进行。‎ ‎(2)厌氧呼吸过程分为两个阶段：‎ 第一阶段：同需氧呼吸。‎ 第二阶段：丙酮酸在不同酶催化作用下，分解成乙醇和CO2或转化成乳酸。‎ 反应式：C6H12O6＋2ADP＋2Pi2CH3CHOHCOOH(乳酸)＋2ATP或C6H12O6＋2ADP＋2Pi2C2H5OH＋2CO2＋2ATP ‎(3)不同生物厌氧呼吸的产物不同 生物 厌氧呼吸产物 植物 大多数植物细胞 乙醇和CO2‎ 马铃薯块茎、甜菜块根 乳酸 动物 哺乳动物、人 乳酸 微生物 乳酸菌等 乳酸 酵母菌等 乙醇和CO2‎ ‎3.需氧呼吸和厌氧呼吸过程分析与比较 项目比较 需氧呼吸 厌氧呼吸 过程模型 不同点 反应条件 需O2、酶和适宜的温度 不需O2，需要酶和适宜的温度 场所 第一阶段：细胞溶胶 第二阶段：线粒体基质、嵴 第三阶段：线粒体内膜 第一阶段：细胞溶胶 第二阶段：细胞溶胶 物质变化 第一阶段：C6H12O6―→丙酮酸＋[H]‎ 第二阶段：丙酮酸＋H2O―→CO2＋[H]‎ 第三阶段：[H]＋O2―→H2O 第一阶段：C6H12O6―→丙酮酸＋[H]‎ 第二阶段：丙酮酸在不同酶催化作用下，分解成乙醇和CO2或转化成乳酸 能量变化 释放能量 较多，1 mol葡萄糖释放的能量可生成30 mol ATP 较少，1 mol葡萄糖释放的能量可生成2 mo1 ATP 相同点 过程 第一阶段都是在细胞溶胶中发生糖酵解过程，产物都为丙酮酸和[H]‎ 实质 分解有机物，释放能量 意义 为生命活动提供能量，为物质转化提供原料 联系 厌氧呼吸需氧呼吸 ‎4.需氧呼吸与厌氧呼吸混合时的计算 对比需氧呼吸与产生酒精和二氧化碳的厌氧呼吸反应式，可发现如下规律：‎ ‎(1)若消耗等量的葡萄糖，需氧呼吸与厌氧呼吸产生CO2的摩尔数之比为3∶1。‎ ‎(2)若消耗等量的葡萄糖，细胞呼吸消耗的O2与产生的CO2摩尔数之比为3∶4。‎ ‎(3)若需氧呼吸与厌氧呼吸产生等量的CO2，则需氧呼吸与厌氧呼吸消耗葡萄糖之比为1∶3。‎ ‎1．(2016·浙江1月学考)下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是(　　)‎ A．在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2O B．在柠檬酸循环过程中有少量ATP生成 C．电子传递发生在线粒体内膜上 D．与柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中 A　[在线粒体中丙酮酸被分解为CO2和H2O，A错误；柠檬酸循环过程有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中，柠檬酸循环过程中有少量ATP生成，电子传递发生在线粒体内膜上，B、C、D正确。]‎ ‎2．(2016·浙江1月学考)下图是需氧呼吸部分过程的示意图。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．1分子丙酮酸彻底分解形成3分子物质①‎ B．物质②是氢和电子传递给氧而形成的水 C．阶段A表示柠檬酸循环，有关的酶只存在于线粒体基质中 D．阶段B表示电子传递链，该过程产生大量ATP C　[1分子丙酮酸彻底分解可以产生3分子CO2，A正确；物质2是需氧呼吸的第三阶段由氧气和还原氢结合产生的水，B正确；柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体的基质和嵴上，C错误；电子传递链产生大量ATP，D正确。]‎ ‎3．(2016·浙江1月学考)下列关于人体细胞厌氧呼吸的叙述，错误的是(　　)‎ A．厌氧呼吸全过程在细胞溶胶中进行 B．产生的乳酸被运至肝脏后可再生成葡萄糖 C．产生的CO2会刺激神经末梢使人产生酸痛感 D．细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施 C　[厌氧呼吸的两个阶段均在细胞溶胶中进行，A正确；厌氧呼吸产生的乳酸被运至肝脏后可再生成葡萄糖，B正确；产生的乳酸会刺激神经末梢使人产生酸痛感，C错误；厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变成葡萄糖又要消耗能量，因此，人体进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施，D正确。]‎ ‎4．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3都具有双层生物膜 B．1和2所含酶的种类相同 C．2和3都能产生大量ATP D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]‎ D　[分析题图可推测1为细胞溶胶，2为线粒体基质，3为线粒体内膜，甲为丙酮酸，乙为[H]。由上述分析可知A错，1与2中的反应类型不同，故所含酶也不同，B错误、D正确；3中进行需氧呼吸第三阶段，能产生大量ATP，2中进行需氧呼吸第二阶段，产生少量ATP，故C错。]‎ ‎5．细胞呼吸的过程如下图所示，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。下列叙述中，错误的是(　　)‎ A．①是细胞溶胶，③是线粒体 B．甲进入③的前提是有O2存在 C．若乙是乳酸，则①②③中都能够产生ATP D．本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内，那么乙一定是酒精和CO2‎ C　[①表示细胞呼吸第一阶段的发生场所，即细胞溶胶；③表示需氧呼吸第二和第三阶段的发生场所，即线粒体，A选项正确。甲是丙酮酸，只有在有O2存在的条件下才能进入③线粒体进行需氧呼吸的第二和第三阶段，B选项正确。若乙是乳酸，则表示厌氧呼吸，其中只在细胞溶胶中能够产生ATP，C选项错误。酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精和CO2，D选项正确。]‎ 考点二| 影响细胞呼吸的因素及应用 ‎1．温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。‎ ‎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，需氧呼吸强度也增加，但由于呼吸酶活性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，厌氧呼吸受到的抑制作用加强。‎ ‎3．CO2浓度：CO2是需氧呼吸和产酒精厌氧呼吸的产物，当CO2浓度过高时会抑制细胞呼吸。‎ ‎4．水分：水为细胞呼吸提供反应环境，一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。‎ ‎1．(2017·金华月考)下图中，甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列叙述中，错误的是(　　)‎ 甲　　　　　　　　　　　　乙 A．甲图中O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点 B．甲图中O2浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段 C．甲图的a、b、c、d四个浓度中，c浓度最适合贮藏该植物器官 D．甲图中O2浓度为d时没有酒精产生 B　[结合题意分析图解：甲图中O2浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞此时只进行厌氧呼吸，对应乙图中的A点，A选项正确；甲图中O2浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞此时既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸，且厌氧呼吸强度大，对应乙图中的AC段，B选项错误；甲图的a、b、c、d四个浓度中，贮藏该植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时，对应c浓度，C选项正确；当O2浓度为d时，CO2释放量与O2的吸收量相等，细胞此时只进行需氧呼吸，因此没有酒精产生，D选项正确。]‎ ‎2．(2017·杭州联考)呼吸熵(RQ＝释放的CO2体积/消耗的O2体积)表示生物用于需氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如下图所示。关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离。设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动的距离为x和y。下列说法中，错误的是(　　)‎ 装置一　　　　　　　　装置二 A．若测得x＝180 mm，y＝50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是0.72(保留两位小数)‎ B．若发芽种子仅进行需氧呼吸，且呼吸熵小于1，‎ 则分解的有机物可能为油脂 C．为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置 D．若呼吸底物为葡萄糖，且测得x＝300 mm，y＝－100 mm(向右移动了100 mm)，则可推断需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是1∶2‎ D　[根据题意和图示分析可知装置一的试管内装有NaOH溶液，NaOH溶液可以吸收种子呼吸释放的CO2，因此装置一中着色液滴的移动是由O2的变化决定的；装置二中无NaOH溶液，着色液滴的移动是由O2的变化与CO2的变化共同决定的，CO2的释放量是装置二与装置一着色液滴移动的距离差。若测得x＝180 mm，y＝50 mm，则种子呼吸产生的CO2量是180－50＝130 mm，呼吸熵是130÷180≈0.72，A选项正确。由于油脂中的C、H比例高，若发芽种子仅进行需氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物可能为油脂，B选项正确。‎ 为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，排除物理因素对实验结果的影响，C选项正确。若呼吸底物为葡萄糖，且测得x＝300 mm，y＝－100 mm，说明消耗的O2总量为300 mm，产生的CO2总量为400 mm，其中需氧呼吸消耗O2的量为300 mm，产生CO2的量为300 mm，消耗葡萄糖的量为mm；厌氧呼吸产生CO2的量为400－300＝100 mm，消耗葡萄糖的量为 mm，因此需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是1∶1，D选项错误。]‎ ‎1．影响细胞呼吸的因素及应用 名称 曲线 解读 生产生活应用 温 度 温度主要影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强 ‎(1)冰箱中果实和蔬菜的保鲜 ‎(2)大棚蔬菜栽培时，夜间适当降温，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，‎ 可达到提高产量的目的 O2‎ 浓 度 O2浓度为零时只进行厌氧呼吸；O2浓度为零以上10%以下时，既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行需氧呼吸 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厌氧呼吸 CO2‎ 浓 度 增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度分析解释 增加CO2的浓度有利于蔬菜和水果的保鲜 水 在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强 种子的贮藏，必须降低含水量，使细胞呼吸速率降至最低，以减少有机物消耗 ‎2.细胞呼吸类型的判断方法 ‎(1)根据O2消耗与CO2产生的量来判断 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：‎ CO2释放和O2消耗情况 密闭容器内气体体积变化 呼吸类型 不消耗O2，无CO2释放 此种情况下，容器内气体体积不发生变化 细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸 不消耗O2，有CO2释放 此种情况下，容器内气体体积增大。但若将CO2吸收，容器内气体体积不变 细胞只进行产生乙醇和CO2的厌氧呼吸 O2的消耗量等于CO2‎ 此种情况下，容器内气体体积不发生变化。但若将CO2吸收，‎ 细胞只进行需氧呼吸 释放量　　　‎ 可引起容器内气体体积减小 O2的消耗量小于CO2释放量　　　‎ 此种情况下，容器内气体体积增大。但若将CO2吸收，容器内气体体积变小 细胞同时进行需氧呼吸和产生乙醇和二氧化碳的厌氧呼吸 ‎(2)通过实验来判断 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示(以发芽种子为例)：‎ 装置一　　　　　　　装置二 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 不动 右移 只进行产乙醇和CO2的厌氧呼吸 左移 右移 进行需氧呼吸和产乙醇和CO2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 ‎[特别提醒]‎ 为使实验结果精确、减少无关变量的干扰，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。‎ ‎3．细胞呼吸速率的测定方法 ‎(1)测定原理 细胞呼吸速率通常用CO2生成速率或O2消耗速率来表示，一般用下图装置进行测定。细胞呼吸既产生CO2使装置内气压升高，又消耗O2，使装置内气压降低。为了测定真实的呼吸情况，应只对其中一种气体变化进行测定。为此，往往向装置内添加NaOH溶液或KOH溶液以吸收掉其中的CO2‎ ‎。用单位时间内小液滴向左移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的速率。‎ ‎(2)测定装置 若以绿色植物为实验材料，整个装置必须做遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如图所示：‎ ‎(3)物理实验误差的校对 为了防止气压、温度等非呼吸因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如种子煮熟)，其他条件均不变。‎ 如果对照组小液滴发生了移动，说明存在实验误差。若对照组小液滴移动方向与实验组相同，则需要用实验组减去校对出的误差。若对照组小液滴移动方向与实验组相反，则需要用实验组加上校对出的误差。‎ ‎1．(2017·嘉兴模拟)蚕豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列说法中，正确的是(　　)‎ A．种子在破土前质量一直在减少 B．48 h后细胞呼吸底物不只是糖类 C．CO2的产生场所为线粒体基质 D．在12～24 h期间，细胞呼吸的主要方式为需氧呼吸 B　[种子在破土前吸收大量水分，所以总质量在增加，A选项错误。48 h后，O2的吸收速率大于CO2的释放速率，所以细胞呼吸底物不只是糖类，还有油脂等，B选项正确。厌氧呼吸时，CO2的产生场所为细胞溶胶；需氧呼吸时，CO2的产生场所为线粒体基质，C选项错误。在12～24 h期间，CO2‎ 的释放速率远大于O2的吸收速率，说明此时细胞主要进行厌氧呼吸，D选项错误。]‎ ‎2．如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列叙述中，正确的是(　　)‎ A．O2浓度为a时最适于贮藏该植物器官 B．O2浓度为b时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍 C．O2浓度为c时，厌氧呼吸最弱 D．O2浓度为d时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等 B　[某植物的非绿色器官意味着只进行细胞呼吸不进行光合作用，释放的CO2来自细胞呼吸，吸收的O2都用于细胞呼吸。O2浓度为a时，O2吸收量为0，说明只进行厌氧呼吸，此时并不是贮藏该植物器官的最适O2浓度；O2浓度为b时，CO2释放量为8，O2吸收量为3，判定既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸，厌氧呼吸葡萄糖消耗量为2.5，需氧呼吸葡萄糖消耗量为0.5，B选项正确；O2浓度为c时，CO2释放量为6，O2吸收量为4，判定既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸，但厌氧呼吸不是最弱，最弱时厌氧呼吸应为0，如O2浓度为d时，C选项错误；O2浓度为d时，CO2释放量和O2吸收量一致，判定只进行需氧呼吸，不进行厌氧呼吸，D选项错误。]‎ ‎3．下列是生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，其中解释不正确的是(　　)‎ A．提倡慢跑，可防止厌氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀 B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解 C．马铃薯块茎腐烂的原因是厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞的需氧呼吸 C　[慢跑是有氧运动，可防止厌氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀，A选项正确；零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，既不会冻伤果蔬，又可减少有机物的分解，B选项正确；马铃薯块茎腐烂的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用，C选项错误；作物种子贮藏前需要干燥，在晒干的过程中，‎ 失去的是自由水，可抑制细胞的需氧呼吸，D选项正确。]‎ ‎4．在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝)表示生物用于需氧呼吸能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图所示。关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液移动的距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y(mm)。x和y值反映了容器内气体体积的减少，下列相关说法中错误的是(　　)‎ 装置1　　　　　　　　装置2‎ A．装置1中加入NaOH溶液的目的是吸收种子细胞呼吸释放的CO2‎ B．x代表消耗O2的体积，y代表释放CO2的体积 C．为使测得的数值更精确，还应再设置一对照装置，内放无生命力的种子和蒸馏水 D．如果要测定已经长出真叶的幼苗的呼吸熵，需要将装置放在黑暗处 B　[装置1中加入的NaOH可以吸收CO2，而装置2气体体积因呼吸作用产生的CO2与消耗的氧气体积不等而变化。故x代表呼吸作用耗氧量，y代表呼吸作用产生的CO2与消耗O2体积差值。因环境条件改变可能导致装置内气体体积变化，若实验材料为长出真叶的幼苗，则实验需在暗处进行，以排除光合作用对实验结果的影响。]‎