必修1第四單元第2講ATP的主要來源細(xì)胞呼吸

1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2.有氧呼吸與無氧呼吸比較有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)反應(yīng)條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2，需要酶和適宜的溫度呼吸場所第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體中全過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)釋放能量1

mol葡萄糖釋放能量2

870

kJ，其中1161

kJ轉(zhuǎn)移至ATP中1mol葡萄糖釋放能量196.65

kJ(生成乳酸)或225.94

kJ(生成酒精)，其中均有61.08

kJ轉(zhuǎn)移至

ATP中特點(diǎn)有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放有機(jī)物沒有徹底分解，能量沒完全釋放相同點(diǎn)其實(shí)質(zhì)都是：分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要有氧呼吸無氧呼吸①第一階段完全相同相互聯(lián)②實(shí)質(zhì)相同：分解有機(jī)物，釋放能量③意義相同：為生命活動(dòng)提供能量，為物質(zhì)系轉(zhuǎn)化提供原料④無氧呼吸 有氧呼吸①不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。動(dòng)物和人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。微生物的無氧呼吸也稱為發(fā)酵，但動(dòng)植物的無氧呼吸不能稱為發(fā)酵。②原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸。③有氧呼吸的三個(gè)階段均有ATP產(chǎn)生，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。④產(chǎn)生CO2不是判斷細(xì)胞呼吸類型的充要條件，因?yàn)榫凭l(fā)酵也會(huì)產(chǎn)生CO2。⑤呼吸作用產(chǎn)生的能量大部分以熱能形式散失，對(duì)動(dòng)物可用于維持體溫。1.如圖是有氧呼吸過程圖解，請(qǐng)依圖回答問題：寫出1、2、3所代表的物質(zhì)名稱。1.

，2.

，3.

。寫出4、5、6所代表的能量的多少(“大量能量”或“少量能量”)。4.

，5.

，6.

。(3)有氧呼吸的主要場所是

，進(jìn)入該場所的呼吸底物是

。人體內(nèi)血紅蛋白攜帶的O2進(jìn)入組織細(xì)胞的線粒體內(nèi)至少要通過

層生物膜。如果O2供應(yīng)不足，則人體內(nèi)C6H12O6的分解產(chǎn)物是

，釋放的能量

，反應(yīng)場所是

。解析：圖示中1、4應(yīng)為有氧呼吸第一階段產(chǎn)物即丙酮酸和少量能量；3、5為第二階段產(chǎn)物即CO2和少量能量，2、6為有氧呼吸第三階段產(chǎn)物，分別為H2O和大量能量，人體內(nèi)血紅蛋白攜帶的氧氣進(jìn)入組織細(xì)胞的線粒體需穿越紅細(xì)胞膜、毛細(xì)血管壁(兩層膜)、組織細(xì)胞膜及線粒體雙層膜共6層生物膜；人體內(nèi)無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。答案：(1)丙酮酸

水 二氧化碳少量能量 少量能量 大量能量線粒體 丙酮酸6

(5)乳酸

少 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1.內(nèi)因：遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量)不同種類的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植 物，陰生植物小于陽生植物。同一植物在不同的生長發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同，如幼苗、開花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。2.外因——環(huán)境因素

(1)溫度①溫度影響呼吸作用，主要是通過影響呼吸酶的活性來實(shí)現(xiàn)的。呼吸速率與溫度的關(guān)系如下圖。②生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下貯藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降低溫度，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。(2)O2的濃度①在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以下，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上，只進(jìn)行有氧呼吸。(如圖)②生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時(shí)間。(3)CO2CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞呼吸有抑制作用，實(shí)驗(yàn)證明，在CO2濃度升高到1%～10%時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。(如右圖)(4)水在一定范圍內(nèi)，呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。3.呼吸作用原理在實(shí)踐中的應(yīng)用中耕松土——促進(jìn)作物根細(xì)胞呼吸作用；風(fēng)干種子——降低種子含水量，減弱種子細(xì)胞呼吸作用，延長保存時(shí)間；低溫、低氧、適宜濕度——蔬果保鮮；去除作物變黃的葉片——減少有機(jī)物的消耗以提高作物 產(chǎn)量。2.(2010·海淀模擬)為了盡量延長新鮮水果的貯藏時(shí)間，貯藏條(

)件最好是A.低O2、適當(dāng)?shù)臐穸取⒘闵系蜏睾蜔o乙烯

B.低O2、適當(dāng)?shù)臐穸取⒘阆碌蜏睾蜔o乙烯

C.無O2、保持干燥、零上低溫和有乙烯

D.無CO2、保持干燥、零下低溫和有乙烯解析：要長時(shí)間儲(chǔ)藏水果，就要降低其細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)

物質(zhì)的消耗。在低溫條件下，呼吸酶活性降低；低氧狀態(tài)下，細(xì)胞有氧呼吸弱，無氧呼吸受到抑制，整個(gè)細(xì)胞呼吸速率處

于最低狀態(tài)下，可以有效減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，但若溫度低

于零度，則會(huì)凍傷水果。濕度適中，減少水果中水分丟失，

有利于保鮮。乙烯具有催熟作用，不利于水果貯藏。答案：A某小組為研究脫氣對(duì)酵母菌在培養(yǎng)初期產(chǎn)氣量的影響，進(jìn)行了甲、乙2組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，除圖中實(shí)驗(yàn)處理不同外，其余條件相同。一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2總量的變化趨勢(shì)是

(

)[解析]甲組裝置中進(jìn)行的是無氧呼吸，產(chǎn)生的CO2總量小于乙，排除B、D兩項(xiàng)。因培養(yǎng)初期酵母菌數(shù)量較少，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量較少，C正確。[答案]

C據(jù)CO2釋放量和O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況在以C6H12O6為呼吸底物的情況下，CO2釋放量和O2的消耗量是判斷細(xì)胞呼吸類型的重要依據(jù)，總結(jié)如下：無CO2釋放時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化。不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼 吸。此種情況下容器內(nèi)氣體體積可增大。當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸， 此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不變化。若若(4)當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸兩種方式，如酵母菌在不同O2濃度下的細(xì)胞呼吸。此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)，可如下分析：①若 ，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。②

，無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。③

，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于無氧呼吸。按下表設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)8～10小時(shí)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料取樣處理分組培養(yǎng)液供氧情況適宜濃度酵母菌液50mL破碎細(xì)胞(細(xì)胞器完整)甲25mL75mL無氧乙25mL75mL通氧50mL未處理丙25mL75mL無氧丁25mL75mL通氧下列敘述正確的是(

)甲組不產(chǎn)生CO2而乙組產(chǎn)生甲組的酒精產(chǎn)量與丙組相同

C.丁組能量轉(zhuǎn)換率與丙組相同

D.丁組的氧氣消耗量大于乙組[解析]據(jù)題可知，對(duì)酵母菌的處理是破碎細(xì)胞保持細(xì)胞器完整。它與未處理細(xì)胞的差別是細(xì)胞質(zhì)濃度不同，細(xì)胞質(zhì)中酶的濃度不同。破碎細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中酶的濃度較低，所以反應(yīng)速率較慢，生成的丙酮酸較未破碎細(xì)胞少，所以丁組的氧氣消耗量大于乙組。[答案]

D現(xiàn)有等量的A、B兩個(gè)品種的小麥種子，將它們分別置于兩個(gè)容積相同、密閉的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量(等量)的水。在25℃條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示。請(qǐng)回答：(1)在t1～t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子的

引起的，A種子比B種子的呼吸速率

，A、B種子釋放CO2量的變化趨勢(shì)是

。(2)在0～t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是

。[解析]本題考查細(xì)胞呼吸(有氧呼吸和無氧呼吸)過程中

O2吸收量與CO2釋放量的變化。在t1～t2期間，瓶內(nèi)O2含量下降的主要原因是種子有氧呼吸對(duì)氧氣的消耗。依圖示，A種子呼吸速率較B種子快。在0～t1期間，O2含量沒有減少，但仍有CO2釋放，說明此過程中種子進(jìn)行無氧呼吸。[答案]

(1)有氧呼吸

快 先遞增后遞減(2)種子的無氧呼吸產(chǎn)生了CO2本講實(shí)驗(yàn)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生酒精和CO2。CO2可使澄清的石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證使第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產(chǎn)生的。(2009·福建高考)右圖表示的是測(cè)定保溫桶內(nèi)溫度變化的實(shí)驗(yàn)裝置。某研究小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的情況。材料用具：保溫桶(500

mL)、溫度計(jì)、活性干酵母、質(zhì)量濃度0.1

g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出的熱量更多。(1)取A、B兩裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下，請(qǐng)補(bǔ)充下表中內(nèi)容：裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10

g活性干酵母?

B加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液②

加入石蠟油，鋪滿液面B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是

，這是控制實(shí)驗(yàn)的

變量。要測(cè)定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量，還需要增加 一個(gè)裝置C。請(qǐng)寫出裝置C的實(shí)驗(yàn)步驟：裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三C③

④

加入石蠟油，鋪滿液面(4)實(shí)驗(yàn)預(yù)期：在適宜條件下實(shí)驗(yàn)，30分鐘后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若裝置A、B、C溫度大小關(guān)系是：

(用“<、＝、>”表示)，則假設(shè)成立。[解析]

(1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是氧氣的有無，因變量是溫度變化，其他變量是無關(guān)變量(控制變量)，對(duì)于無關(guān)變量要控制其等量且適宜。(2)將C6H12O6溶液煮沸的目的是排除溶液中氧氣的干擾。(3)本實(shí)驗(yàn)的自變量是呼吸作用的有無，因變量還是溫度變化，因此除步驟二以外與B組完全相同。(4)有氧呼吸產(chǎn)生的熱量最多，而沒有呼吸作用的C組幾乎不產(chǎn)生熱量。[答案]

(1)①不加入石蠟油

②加入10

g活性干酵母(2)去除溶液中氧氣

自

(3)③加入240

mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液

④不加入活性干酵母

(4)A>B>C[隨堂高考]1.(2009·廣東高考)利用地窖貯藏種子、果蔬在我國歷史悠久。地窖中的CO2濃度較高，有利于

(

)A.降低呼吸強(qiáng)度

C.促進(jìn)果實(shí)成熟B.降低水分吸收

D.促進(jìn)光合作用解析：地窖中CO2濃度較高，相對(duì)來說O2濃度較低，可抑制細(xì)胞呼吸。答案：A2.(2009·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是()細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用解析：細(xì)胞呼吸是所有活細(xì)胞中有機(jī)物在酶的催化作用下氧化分解并釋放能量的過程。細(xì)胞呼吸一旦停止，細(xì)胞就死亡。人體硬骨組織細(xì)胞是活細(xì)胞，可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸；葉肉細(xì)胞是活細(xì)胞，葉肉細(xì)胞在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也進(jìn)行細(xì)胞呼吸。酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，既可以進(jìn)行有氧呼吸，也可以進(jìn)行無氧呼吸。答案：D3.(2009·上海高考)在a、b、c、d條件下，測(cè)得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如下表。若底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是

(

)abcdCO2釋放量10867O2吸收量0347A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸

B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多

C.c條件下，無氧呼吸最弱D.d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體解析：a條件下僅有無氧呼吸，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精，不產(chǎn)生乳酸；b條件下，既有有氧呼吸又有無氧呼吸，有氧呼吸消耗體積為3的O2，產(chǎn)生體積為3的CO2，消耗葡萄糖相對(duì)量為0.5，無氧呼吸產(chǎn)生體積為5的CO2，消耗葡萄糖相對(duì)量為2.5。c條件下，有氧呼吸CO2釋放量為4，無氧呼吸CO2釋放量為2，故無氧呼吸不是最弱，最弱應(yīng)為零；d條件下只有有氧呼吸，無氧呼吸為零，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體。答案：D4.(2008·廣東高考)若在酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣，與不通氧氣相比，酒精的產(chǎn)生量會(huì)

(

)A.增加

C.不變B.減少D.先增加后減少解析：酵母菌在無氧條件下生成酒精和CO2。在有氧條件下，無氧呼吸受抑制。答案：B(

)5.(2008·廣東高考)下列過程存在無氧呼吸的是

A.植物葉片在光下放出O2B.動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的糖分解為H2O和CO2C.酵母細(xì)胞不產(chǎn)酒精的呼吸過程D.蘋果貯藏期間果肉積累酒精解析：蘋果果肉細(xì)胞在貯藏期間進(jìn)行無氧呼吸生成酒精和CO2。答案：D6.(2007·全