高考生物总复习第2单元细胞的代谢第8讲细胞呼吸 23页

第 8 讲 细胞呼吸 考纲要求 1.需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程[必考(b)、加试(b)]。2.需氧呼吸与厌氧呼 吸的异同[加试(b)]。3.细胞呼吸在实践中的应用[必考(b)、加试(b)]。 考点一 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程 1．细胞呼吸 (1)场所：细胞内。 (2)原料：糖类等有机物。 (3)产物：无机物或者小分子有机物。 (4)分类：根据是否有氧参与可分为需氧呼吸和厌氧呼吸。 2．需氧呼吸 (1)反应式：C6H12O6＋6O2――→酶 6CO2＋6H2O＋能量。 (2)过程 3．厌氧呼吸 (1)反应式 ①分解成乙醇的反应式：C6H12O6＋2ADP＋2Pi――→酶 2C2H5OH＋2CO2＋2ATP。 ②转化成乳酸的反应式：C6H12O6＋2ADP＋2Pi――→酶 2CH3CHOHCOOH＋2ATP。 (2)过程：第一阶段与需氧呼吸第一阶段完全相同；其全过程都在细胞溶胶中进行。 特别提醒 不同生物厌氧呼吸的产物不同 生物 厌氧呼吸产物 植物 大多数的植物细胞 乙醇和 CO2 马铃薯块茎、甜菜块根 乳酸 微生物 乳酸菌等 乳酸 酵母菌等 乙醇和 CO2 思考诊断 1．真核细胞中需氧呼吸和厌氧呼吸的比较(加试) 项目 需氧呼吸 厌氧呼吸 不 同 点 条件 需氧，需酶及适宜的温度 不需氧，需酶及适宜的温度 场所 第一阶段(糖酵解)：细胞溶胶； 第二阶段(柠檬酸循环)：线粒体 基质、嵴； 第三阶段(电子传递链)：线粒体 内膜 第一、二阶段：细胞溶胶 分解程度 氧化分解彻底 氧化分解不彻底 产物 CO2 和 H2O 乳酸或乙醇和 CO2 能量变化 稳定的化学能→ATP 中活跃的化 学能＋热能 稳定化学能→ATP 中活跃化学 能＋热能＋不彻底氧化产物中 的化学能 相 同 点 本质 都是氧化还原反应，分解有机物，释放能量，合成 ATP 供生命活 动需要 过程 第一阶段糖酵解(葡萄糖→丙酮酸)完全相同 意义 ①为生物体的各项生命活动提供能量； ②为细胞内有机物的合成提供碳骨架 联系 厌氧呼吸进化为需氧呼吸；有氧气存在厌氧呼吸受抑制 2.如图表示真核生物细胞呼吸过程图，请思考： (1)图中③、④过程及②过程的场所分别是什么？ 提示 ③、④过程及②过程的第一阶段均在细胞溶胶中进行，②过程的第二、三阶段在线粒 体中进行。 (2)人和动物细胞呼吸过程中 CO2 的产生场所与酵母菌有何不同？ 提示 人和动物细胞呼吸产生 CO2 的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生 CO2 的场所是线粒体 和细胞溶胶。 3．与平静状态相比较，人体剧烈运动时 CO2/O2 比值有何不同？ 提示 人体厌氧呼吸产生乳酸，无 CO2 产生，即 CO2 只能通过需氧呼吸在线粒体中产生，故人 体剧烈运动时，CO2/O2＝1。 题型一 细胞呼吸的过程与能量代谢 1．(2015·杭州二中月考)下图表示细胞呼吸的过程，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中都产生大量的 ATP C．在②和③中所含酶的种类相同 D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H] 答案 D 解析 由图可知，①是细胞溶胶，②是线粒体基质和嵴，③是线粒体内膜，A 项错误；在② 中只能产生少量 ATP，B 项错误；在②中含有柠檬酸循环反应需要的酶，在③中含有电子传递 链反应需要的酶，②和③中所含酶的种类不同，C 项错误；甲是丙酮酸，乙是[H]，D 项正确。 2．(2015·浙江 1 月学业水平考试)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 答案 C 解析 人体细胞厌氧呼吸两个阶段都在细胞溶胶中进行，A 正确；人体肌肉细胞可以靠厌氧 呼吸维持短时间的活动，所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖，B 正确；厌氧呼吸产生 乳酸，不产生 CO2，产生的乳酸会使人产生酸痛感，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，所以，肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克 服暂时缺氧的应急措施，D 正确。 题型二 需氧呼吸与厌氧呼吸的异同(加试) 3．下图表示人体内主要能源物质氧化分解的部分途径，其中 X、Y、M、N 代表物质。下列叙 述正确的是( ) A．糖元水解主要发生在骨骼肌细胞中 B．X→Y 过程发生在细胞溶胶中 C．M、N 分别代表乳酸和酒精 D．Y、M、N 中的氧元素均来自于 X 答案 B 解析 糖元水解主要发生在肝细胞中，A 错误；X 是葡萄糖，Y 是丙酮酸，X→Y 过程是呼吸作 用的第一阶段，发生在细胞溶胶中，B 正确；M 是乳酸，N 是水，C 错误；N 是水，其中的氧 元素来自于氧气，D 错误。 4．下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为 a、b、c、d 时，CO2 释放量和 O2 吸收量的变化。 下列相关叙述正确的是( ) A．氧浓度为 a 时最适于贮藏该植物器官 B．氧浓度为 b 时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的 5 倍 C．氧浓度为 c 时，厌氧呼吸最弱 D．氧浓度为 d 时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等 答案 B 解析 氧浓度为 a 时，植物只进行厌氧呼吸，会产生大量酒精，因此在 a 浓度下不适于贮藏 该植物器官，故 A 错误；氧浓度为 b 时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8－3)÷2＝2.5，而需 氧呼吸消耗葡萄糖的量为 3÷6＝0.5，可见该浓度下，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸 的 5 倍，故 B 正确；氧浓度为 d 时，植物只进行需氧呼吸，此时无厌氧呼吸，即厌氧呼吸最 弱，故 C、D 错误。 题型三 细胞呼吸类型的判断与相关计算(加试) 5．如图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时 O2 的吸收量和 CO2 的释放量之间的相互关系，其 中线段 XY＝YZ，则在氧浓度为 a 时( ) A．需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的有机物多 B．需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多 C．需氧呼吸比厌氧呼吸释放的二氧化碳多 D．需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量相等 答案 B 解析 根据线段 XY＝YZ，说明在氧浓度为 a 时，厌氧呼吸与需氧呼吸 CO2 的释放量相等，则 厌氧呼吸与需氧呼吸消耗的葡萄糖比值为 3∶1，而消耗等质量葡萄糖，厌氧呼吸产生的 ATP 比需氧呼吸少得多，故 B 正确；A、C、D 错误。 6．测定下列哪一项，可简便且准确判断贮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 答案 D 解析 O2 消耗量与 CO2 生成量可以简便、准确地测定，若二者比值等于 1，则小麦种子进行的 是需氧呼吸；若比值为 0，则进行的是厌氧呼吸；若比值在 0～1 之间，则需氧呼吸和厌氧呼 吸同时存在。 方法技巧 据反应物、产物及物质的量的关系判断细胞呼吸方式 (1)据反应物和产物判断 (2)据物质的量的关系进行判断 气体变化特点 判断方法 实例 无 CO2 释放 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 马铃薯块茎的厌氧 呼吸 不消耗 O2，但释放 CO2 细胞只进行产生酒精和 CO2 的 酵母菌的厌氧呼吸 厌氧呼吸。此种情况下，容器 内气体体积增大 CO2 释放量＝O2 消耗量 细胞只进行需氧呼吸或同时 进行需氧呼吸和产生乳酸的 厌氧呼吸。此种情况下，容器 内气体体积不变化，但若将释 放的 CO2 吸收，可引起气体体 积减小 人体的细胞呼吸 CO2 释放量大于 O2 消耗量(反应 物为葡萄糖) 2 2 CO O 4 3 V V  需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡 萄糖的速率相等 酵母菌在 O2 浓度较 低时的细胞呼吸 2 2 CO O 4 3 V V  厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率 大于需氧呼吸 2 2 CO O 41 3 V V   需氧呼吸消耗葡萄糖的速率 大于厌氧呼吸 考点二 影响细胞呼吸的外界因素及在实践中的应用 1．温度对细胞呼吸的影响 (1)原理：通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。 (2)曲线分析 ①在最适温度时，呼吸速率最大。 ②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。 ③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。 (3)应用 ①低温下贮存蔬菜和水果。 ②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。 2．氧气浓度对细胞呼吸的影响 (1)原理：O2 是需氧呼吸所必需的，且 O2 对厌氧呼吸过程有抑制作用。 (2)曲线分析 ①O2 浓度＝0 时，只进行厌氧呼吸。 ②0