必修1第四單元第2講ATP的主要來源細胞呼吸

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反應條件需要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胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體中全過程都在細胞質(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中特點有機物徹底分解，能量完全釋放有機物沒有徹底分解，能量沒完全釋放相同點其實質(zhì)都是：分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要有氧呼吸無氧呼吸①第一階段完全相同相互聯(lián)②實質(zhì)相同：分解有機物，釋放能量③意義相同：為生命活動提供能量，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的酶不同。動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行有氧呼吸。③有氧呼吸的三個階段均有ATP產(chǎn)生，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。④產(chǎn)生CO2不是判斷細胞呼吸類型的充要條件，因為酒精發(fā)酵也會產(chǎn)生CO2。⑤呼吸作用產(chǎn)生的能量大部分以熱能形式散失，對動物可用于維持體溫。1.如圖是有氧呼吸過程圖解，請依圖回答問題：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

，進入該場所的呼吸底物是

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

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

，釋放的能量

，反應場所是

。解析：圖示中1、4應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入組織細胞的線粒體需穿越紅細胞膜、毛細血管壁(兩層膜)、組織細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現(xiàn)的。呼吸速率與溫度的關系如下圖。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降低溫度，降低呼吸作用，減少有機物的消耗，提高產(chǎn)量。(2)O2的濃度①在O2濃度為零時只進行無氧呼吸；濃度為10%以下，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；濃度為10%以上，只進行有氧呼吸。(如圖)②生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果保鮮時間。(3)CO2CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用，實驗證明，在CO2濃度升高到1%～10%時，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.呼吸作用原理在實踐中的應用中耕松土——促進作物根細胞呼吸作用；風干種子——降低種子含水量，減弱種子細胞呼吸作用，延長保存時間；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間，貯藏條(

)件最好是A.低O2、適當?shù)臐穸?、零上低溫和無乙烯

B.低O2、適當?shù)臐穸?、零下低溫和無乙烯

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：要長時間儲藏水果，就要降低其細胞呼吸，減少有機

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，細胞有氧呼吸弱，無氧呼吸受到抑制，整個細胞呼吸速率處

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酵母菌在培養(yǎng)初期產(chǎn)氣量的影響，進行了甲、乙2組實驗，實驗裝置如圖所示，除圖中實驗處理不同外，其余條件相同。一段時間內(nèi)產(chǎn)生CO2總量的變化趨勢是

(

)[解析]甲組裝置中進行的是無氧呼吸，產(chǎn)生的CO2總量小于乙，排除B、D兩項。因培養(yǎng)初期酵母菌數(shù)量較少，細胞呼吸產(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的消耗量是判斷細胞呼吸類型的重要依據(jù)，總結(jié)如下：無CO2釋放時，細胞只進行產(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，細胞只進行產(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CO2釋放量等于O2消耗量時，細胞只進行有氧呼吸， 此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不變化。若若(4)當CO2釋放量大于O2消耗量時，細胞同時進行產(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濃度下的細胞呼吸。此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢，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。按下表設計進行實驗。分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)8～10小時，并對實驗結(jié)果進行分析。實驗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破碎細胞(細胞器完整)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，對酵母菌的處理是破碎細胞保持細胞器完整。它與未處理細胞的差別是細胞質(zhì)濃度不同，細胞質(zhì)中酶的濃度不同。破碎細胞的細胞質(zhì)中酶的濃度較低，所以反應速率較慢，生成的丙酮酸較未破碎細胞少，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兩個品種的小麥種子，將它們分別置于兩個容積相同、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本講實驗探究酵母菌細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。酵母菌進行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進行無氧呼吸時能產(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水溶液由藍變綠再變黃。橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學反應，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瓶應封口放置一段時間，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)右圖表示的是測定保溫桶內(nèi)溫度變化的實驗裝置。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、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。實驗假設：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兩裝置設計實驗如下，請補充下表中內(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

，這是控制實驗的

變量。要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量，還需要增加 一個裝置C。請寫出裝置C的實驗步驟：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)實驗預期：在適宜條件下實驗，30分鐘后記錄實驗結(jié)果，若裝置A、B、C溫度大小關系是：

(用“<、＝、>”表示)，則假設成立。[解析]

(1)本實驗的自變量是氧氣的有無，因變量是溫度變化，其他變量是無關變量(控制變量)，對于無關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)本實驗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.降低呼吸強度

C.促進果實成熟B.降低水分吸收

D.促進光合作用解析：地窖中CO2濃度較高，相對來說O2濃度較低，可抑制細胞呼吸。答案：A2.(2009·全國卷Ⅱ)下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是()細胞呼吸必須在酶的催化下進行人體硬骨組織細胞也進行呼吸酵母菌可以進行有氧呼吸和無氧呼吸葉肉細胞在光照下進行光合作用，不進行呼吸作用解析：細胞呼吸是所有活細胞中有機物在酶的催化作用下氧化分解并釋放能量的過程。細胞呼吸一旦停止，細胞就死亡。人體硬骨組織細胞是活細胞，可以進行細胞呼吸；葉肉細胞是活細胞，葉肉細胞在進行光合作用的同時也進行細胞呼吸。酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，既可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸。答案：D3.(2009·上海高考)在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如下表。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，消耗葡萄糖相對量為0.5，無氧呼吸產(chǎn)生體積為5的CO2，消耗葡萄糖相對量為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

(

)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.動物細胞內(nèi)的糖分解為H2O和CO2C.酵母細胞不產(chǎn)酒精的呼吸過程D.蘋果貯藏期間果肉積累酒精解析：蘋果果肉細胞在貯藏期間進行無氧呼吸生成酒精和CO2。答案：D6.(2007·全