高三生物一輪復(fù)習(xí)課件23細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第1課時(shí)）

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第15講一輪復(fù)習(xí)第1課時(shí)（共3課時(shí)）有氧呼吸是指細(xì)胞在______的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物_______氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成__________的過(guò)程。氧徹底大量ATP一、有氧呼吸1.定義熱能(大部分)合成ATP知識(shí)點(diǎn)28：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能+ATP中活躍化學(xué)能2.過(guò)程第一階段物質(zhì)變化葡萄糖丙酮酸+NADH酶+NAD+ADP+Pi+能量酶ATP能量變化穩(wěn)定化學(xué)能ATP和NADH中活躍化學(xué)能熱能+葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜第二階段物質(zhì)變化CO2酶+NADH能量變化穩(wěn)定化學(xué)能ATP和NADH中活躍化學(xué)能熱能+丙酮酸+H2O+NAD+ADP+Pi+能量酶ATP葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜第三階段物質(zhì)變化酶NADH+O2能量變化NADH中活躍化學(xué)能熱能+H2O+NAD+

ADP+Pi+能量酶ATPATP中活躍化學(xué)能葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜3.氧原子的去向葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜4.有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)①過(guò)程溫和(常溫、常壓、一定的pH等)②能量逐步釋放③釋放的能量有一部分儲(chǔ)存在ATP中。④能量轉(zhuǎn)化效率高（34%）葡萄糖丙酮酸H2ONADHH2OO2CO2能量能量能量NADH第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜④能量轉(zhuǎn)化效率高（34%）熱能(大部分)合成ATP2870kJ/mol

977.28kJ/mol

能量轉(zhuǎn)化效率=2870÷977.28×100%=34%產(chǎn)生ATP數(shù)=977.28÷30.54=322個(gè)ATP2個(gè)ATP28個(gè)ATP葡萄糖乙酰輔酶A丙酮酸H+ATPCO2NADHNAD+H++e-CO2H+H+H+ATPADP+PiNADH丙酮酸H2OO2CO2CO2三羧酸循環(huán)膜間隙ATPe-e-ATP合酶電子傳遞第三階段必須在膜上進(jìn)行細(xì)菌有氧呼吸的第一和第二階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第三階段在細(xì)胞膜上進(jìn)行。5.有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線粒體ⅠⅡⅢⅣⅤ拓展：有氧呼吸第三階段①蛋白質(zhì)Ⅰ-Ⅳ將第一、二階段產(chǎn)生的[H](NADH和FADH2)中的高能電子進(jìn)行傳遞，最終傳遞給O2，生成水。ⅠⅡⅢⅣⅤ拓展：有氧呼吸第三階段②高能電子在傳遞過(guò)程中，將H+從線粒體基質(zhì)逆濃度泵到線粒體的內(nèi)外膜之間。從而在內(nèi)膜的內(nèi)外形成H+濃度差。ⅠⅡⅢⅣⅤ拓展：有氧呼吸第三階段③線粒體內(nèi)膜對(duì)H+高度不通透，因此，內(nèi)膜外的H+不能擴(kuò)散進(jìn)入線粒體基質(zhì)中，只能通過(guò)蛋白質(zhì)Ⅴ流入線粒體基質(zhì)，蛋白質(zhì)Ⅴ是ATP合酶，利用H+內(nèi)流的能量，利用ADP和Pi合成ATP。一些植物的花器官在開(kāi)花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并累積大量熱能，使花器官溫度顯著高于環(huán)境溫度，有利于花序氣味揮發(fā)，吸引昆蟲(chóng)傳粉。研究表明，該現(xiàn)象通過(guò)有氧呼吸的主呼吸鏈及交替氧化酶(AOX)參與的交替呼吸途徑實(shí)現(xiàn)(如下圖)，其中交替呼吸途徑不發(fā)生H+跨膜運(yùn)輸，故不能形成驅(qū)動(dòng)ATP合成的H+勢(shì)差。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.圖中AOX分布于線粒體內(nèi)膜上，可催化水的生成B.H+以協(xié)助擴(kuò)散方式通過(guò)ATP合酶進(jìn)入線粒體基質(zhì)C.有氧呼吸的主呼呼吸鏈中建立膜兩側(cè)的H+濃度差不需要消耗能量D.交替呼吸途徑使有機(jī)物氧化分解釋放的能量更多的以熱能形式散失C2.在需氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過(guò)程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H+經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水(圖1)。為研究短時(shí)低溫對(duì)該階段的影響，將長(zhǎng)勢(shì)相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如下(圖2)。已知DNP可使H+進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)不經(jīng)過(guò)ATP合酶。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A.DNP與4℃都會(huì)導(dǎo)致線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞受阻B.與25℃時(shí)相比，4℃時(shí)需氧呼吸放能減少C.與25℃時(shí)相比，4℃時(shí)需氧呼吸消耗葡萄糖的量多D.DNP導(dǎo)致線粒體內(nèi)外膜間隙中H+濃度積累，生成的ATP減少C葡萄糖乙酰輔酶A丙酮酸H+ATPCO2NADHNAD+H++e-CO2H+H+H+ATPADP+PiNADH丙酮酸H2OO2CO2CO2三羧酸循環(huán)膜間隙ATPe-e-①線粒體膜上沒(méi)有運(yùn)輸葡萄糖的載體，葡萄糖不能進(jìn)入線粒體；6.葡萄糖不能在線粒體中氧化分解②線粒體中沒(méi)有氧化分解葡萄糖的酶。葡萄糖丙酮酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)H2O電子傳遞O2CO2CO2NADHNADHNADHATPATPATP多糖單糖氨基酸甘油脂肪酸氨基蛋白質(zhì)7.三大有機(jī)物氧化分解過(guò)程CO2脂肪核酸多糖脂肪氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸葡萄糖脂肪酸+甘油丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸CoACO2[H]呼吸鏈O2ATPADP+Pi三羧酸循環(huán)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2B.生物通過(guò)代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位D.物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量只有一部分儲(chǔ)存于ATP中A二、無(wú)氧呼吸在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)_________分解，釋放_(tái)______能量的過(guò)程。少量不完全1.定義2.兩類無(wú)氧呼吸C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量酶C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶熱能(大部分)合成ATP熱能(大部分)合成ATP糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能+熱能ATP中活躍化學(xué)能+不徹底氧化產(chǎn)物(酒精和乳酸等)中的穩(wěn)定化學(xué)能某興趣小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無(wú)氧呼吸的探究實(shí)驗(yàn)(如右圖)。下列分析錯(cuò)誤的是()A.滴管中冒出氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生CO2的結(jié)果B.試管中加水的主要目的是制造無(wú)氧環(huán)境C.若試管中的水換成冷水，氣泡釋放速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP，其余的存留在酒精中D2.兩類無(wú)氧呼吸C6H12O62C3H6O3+少量能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶馬鈴薯的塊莖甜菜的塊根玉米的胚胡蘿卜的葉子某些植物的器官動(dòng)物細(xì)胞乳酸菌植物細(xì)胞酵母菌某些深海動(dòng)物無(wú)氧呼吸光合作用有氧呼吸進(jìn)化順序NADHADP+PiATP葡萄糖丙酮酸第一階段乙醛乙醇第二階段第二階段CO2NAD+NADH葡萄糖丙酮酸第一階段乳酸第二階段NAD+ADP+PiATP3.無(wú)氧呼吸分兩個(gè)階段進(jìn)行C6H12O62C3H6O3+酶少量能量C6H12O62C2H5OH

+2CO2+酶少量能量不同細(xì)胞組分和條件細(xì)胞呼吸產(chǎn)物分析試管酵母菌細(xì)胞酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酵母菌線粒體123456789101112葡萄糖+-+-+-+-+-+-丙酮酸-+-+-+-+-+-+氧氣--++--++--++產(chǎn)物CO2+乙醇CO2+乙醛CO2+H2OCO2+H2OCO2+乙醇CO2+乙醛CO2+乙醇CO2+乙醛無(wú)無(wú)無(wú)CO2+H2O1.用差速離心手段得到酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。①產(chǎn)生CO2和H2O的試管：__________________。②產(chǎn)生酒精的試管：__________________。③根據(jù)試管_________的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷出酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所。4、72、3、82、5、81.用差速離心手段得到酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。④有氧呼吸產(chǎn)生的[H],經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧氣結(jié)合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)對(duì)該氧化過(guò)程沒(méi)有影響，但使該過(guò)程所釋放的能量都以熱能形式耗散，表明DNP使分布在______________的酶無(wú)法合成ATP。若將DNP加入試管7中，葡萄糖的氧化分解_______(能/不能)繼續(xù)。線粒體內(nèi)膜能2.對(duì)酵母菌進(jìn)行處理，獲得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。用超聲波使線粒體破碎，線粒體內(nèi)膜可自然卷成小的膜泡，原來(lái)內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)面位于膜泡的外表面。下列四支試管在適宜溫度下不會(huì)產(chǎn)生CO2的是（）A.葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C.葡萄糖+小膜泡D.丙酮酸+線粒體基質(zhì)C3.按下表設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分組后，在相同且適宜條件下培養(yǎng)8～10h，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。下列敘述正確的是()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(wú)氧乙25mL75mL通氧50mL未處理丙25mL75mL無(wú)氧丁25mL75mL通氧A.甲組不產(chǎn)生CO2，而乙組產(chǎn)生B.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O2消耗量大于乙組D腫瘤細(xì)胞缺乏廣泛的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)提供氧氣，所以它們通常處于有限的氧氣供應(yīng)狀態(tài)。癌細(xì)胞以無(wú)氧呼吸為主癌細(xì)胞依賴無(wú)氧呼吸獲取大部分ATP的供應(yīng)。它們比正常細(xì)胞攝取更多的葡萄糖。腫瘤細(xì)胞中線粒體數(shù)量更少，有氧呼吸產(chǎn)生的ATP不足,需要從無(wú)氧呼吸中得到補(bǔ)償。提供氧少線粒體少相關(guān)酶多腫瘤細(xì)胞過(guò)度表達(dá)無(wú)氧呼吸相關(guān)的酶，原癌基因和腫瘤抑制基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物參與腫瘤細(xì)胞無(wú)氧呼吸酶產(chǎn)量的增加。哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在成熟過(guò)程中逐漸排出細(xì)胞器和細(xì)胞核哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的細(xì)胞基質(zhì)中沒(méi)有進(jìn)行有氧呼吸細(xì)胞第二和三步的相關(guān)酶紅細(xì)胞運(yùn)輸氧氣但不消耗氧氣劇烈肌肉運(yùn)動(dòng)(如100m疾跑),使氧氣不能足夠快速地供應(yīng)肌肉利用貯存的葡萄糖(糖原)通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP和乳酸乳酸循環(huán)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)值氧氣消耗速率血液中乳酸量劇烈肌肉運(yùn)動(dòng)(如100m疾跑),使氧氣不能足夠快速地供應(yīng)肌肉利用貯存的葡萄糖(糖原)通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP和乳酸血液中的乳酸累積到很高濃度恢復(fù)呼吸過(guò)程中為乳酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖供應(yīng)ATP需要大量氧氣。休息時(shí),肝臟將乳酸轉(zhuǎn)化成葡萄糖(糖原)，使先前劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中消耗的糖類得以拓展資料。乳酸丙酮酸糖原ATP乳酸丙酮酸葡萄糖(糖原)ATP血乳酸血糖乳酸循環(huán)休息運(yùn)動(dòng)下圖所示為不同距離的跑步過(guò)程中,有氧呼吸和無(wú)氧呼吸供能的百分比。下列說(shuō)法正確的是（）A.跑步距離越長(zhǎng),無(wú)氧呼吸供能所占比例越大B.1500m跑時(shí),有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的量相當(dāng)DC.100m跑時(shí),所需ATP主要由有氧呼吸產(chǎn)生D.馬拉松跑時(shí),肌肉細(xì)胞呼吸釋放的C02量與吸收的02量之比為1:1呼吸方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所條件分解產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生相同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、多種酶無(wú)氧氣、多種酶葡萄糖徹底分解為CO2和H2O葡萄糖不徹底分解，形成乳酸或酒精和CO2釋放大量能量釋放少量能量，大部分能量?jī)?chǔ)存在乳酸或酒精中三個(gè)階段均產(chǎn)生ATP僅在第一階段產(chǎn)生ATP第一階段反應(yīng)完全相同，實(shí)質(zhì)相同(分解有機(jī)物，釋放能量)比較：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸丙酮酸站在糖代謝的“十字路口”丙酮酸葡糖糖CO2+H2O乙醇+CO2乳酸ADP+PiATPADP+PiATP1.如圖為某同學(xué)所構(gòu)建的在睛朗白天植物葉肉細(xì)胞的有氧呼吸過(guò)程圖，下列相關(guān)敘述中正確的是()A.催化2→3過(guò)程的酶存在于線粒體內(nèi)膜上，催化5→7過(guò)程的酶存在于線粒體基質(zhì)中B.產(chǎn)生的8主要用于合成ATP，供給細(xì)胞生命活動(dòng)的需要C.4和7為同一種物質(zhì)，在活細(xì)胞中含量最高D.圖中的7是H2O，其中的氫最終都來(lái)自于圖中的1C丙酮酸呼吸鏈?zhǔn)軗p代謝物XNAD+NADH代謝物XH2O2+丙酮酸酶AO2④H2O2+?O2酶B⑤參與代謝③②NADHNAD+NADHADPATP葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)2.人線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p可導(dǎo)致代謝物X的積累，由此引發(fā)多種疾病。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給呼吸鏈?zhǔn)軗p小鼠注射適量的酶A和酶B溶液，可發(fā)生如題21圖所示的代謝反應(yīng)，從而降低線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p導(dǎo)致的危害。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：1)呼吸鏈?zhǔn)軗p會(huì)導(dǎo)致______(填“有氧”或“無(wú)氧”)呼吸異常，代謝物X是______有氧乳酸丙酮酸呼吸鏈?zhǔn)軗p代謝物XNAD+NADH代謝物XH2O2+丙酮酸酶AO2④H2O2+?O2酶B⑤參與代謝③②NADHNAD+NADHADPATP葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)2.人線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p可導(dǎo)致代謝物X的積累，由此引發(fā)多種疾病。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給呼吸鏈?zhǔn)軗p小鼠注射適量的酶A和酶B溶液，可發(fā)生如題21圖所示的代謝反應(yīng)，從而降低線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p導(dǎo)致的危害。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：2)過(guò)程⑤中酶B的名稱為_(kāi)__________，使用它的原因是_________________．過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫的分解，避免過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的毒害丙酮酸呼吸鏈?zhǔn)軗p代謝物XNAD+NADH代謝物XH2O2+丙酮酸酶AO2④H2O2+?O2酶B⑤參與代謝③②NADHNAD+NADHADPATP葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)2.人線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p可導(dǎo)致代謝物X的積累，由此引發(fā)多種疾病。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給呼吸鏈?zhǔn)軗p小鼠注射適量的酶A和酶B溶液，可發(fā)生如題21圖所示的代謝反應(yīng)，從而降低線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p導(dǎo)致的危害。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：3)過(guò)程④將代謝物X消耗，對(duì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的作用和意義是__________避免代謝產(chǎn)物的積累，維持細(xì)胞內(nèi)的PH；是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的條件葡萄糖氧化的另一途徑——磷酸戊糖途徑葡萄糖葡萄糖-6-磷酸2NADP++H2O核糖-5-磷酸+CO2+2NADPH+2H+合成RNA脫氧核糖合成DNA用于物質(zhì)合成(脂肪酸)中的還原劑及清除氧自由基NADPH清除氧自由基超氧自由基2H2O22H2O+O2過(guò)氧化氫酶還原型谷胱甘肽(2GSH)氧化型谷胱甘肽(GS-SG)NADP+NADPH谷胱甘肽還原酶磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH可以使還原型谷胱甘肽再生，從而保持機(jī)體的抗氧化能力。1.植物細(xì)胞內(nèi)10%~25%的葡萄糖經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過(guò)程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的