第9讲 细胞呼吸-2021年高考生物一轮复习名师精讲练(新高考地区专用)

第9讲细胞呼吸【基础梳理】一、细胞呼吸的类型及过程1.有氧呼吸(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

(2)过程(3)有氧呼吸过程中的物质变化可利用同位素示踪法研究细胞呼吸过程中元素的转移过程，如设两组，分别用18O标记氧气(1 8O2)和葡萄糖(C6H1812O6)，从而研究物质变化。

(科学探究的基本方法)➢O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自O2，场所是线粒体内膜。

➢CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。

➢有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参与反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段由[H]和O2结合生成的。

(4)放能：1 mol葡萄糖释放的能量中有1161 kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。

(5)与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP 中。

2.无氧呼吸 微生物的无氧呼吸也叫发酵。

(1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。

(2)总反应方程式生成乳酸：C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)＋少量能量 生成少量ATP生成酒精：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH(酒精)＋2CO 2＋少量能量注 无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 。

(3)放能：1 mol 葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08 kJ 左右转移至ATP 中。

(4)不同生物的无氧呼吸产物3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较4细胞呼吸中能量的释放与去向5.呼吸中[H]和ATP 的来源与去向6.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物) (1)有氧呼吸中葡萄糖∶O 2∶CO 2＝1∶6∶6。

(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO 2∶酒精＝1∶2∶2。

(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO 2摩尔数之比为1∶3。

(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O 2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生C O 2摩尔数之和的比为3∶4。

7.“三看法”判断细胞呼吸的类型 (1) “一看”反应物和产物(2) “二看”物质的量的关系① 不消耗O 2，释放CO 2⇒只进行无氧呼吸产生酒精。

② 无CO 2释放⇒只进行无氧呼吸产生乳酸。

③ CO 2释放量等于O 2的吸收量⇒只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。

④ CO 2释放量大于O 2的吸收量⇒既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸；多余的CO 2来自产生酒精的无氧呼吸。

⑤ 酒精产生量等于CO 2释放量⇒只进行无氧呼吸产生酒精。

⑥ 酒精产生量小于CO 2释放量⇒既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸；多余的CO 2来自有氧呼吸。

(3) “三看”反应场所例1：细胞呼吸是细胞内分解有机物、释放能量、产生ATP等一系列代谢活动的总称。

下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是()A．细胞外的葡萄糖分子进入线粒体参与有氧呼吸过程，至少要穿过3层生物膜B．用14C－葡萄糖研究肝细胞的糖代谢，可在线粒体等结构中检测到放射性C．进行无氧呼吸的细胞一定不含线粒体D．人体细胞能进行有氧呼吸和无氧呼吸，因此人属于兼性厌氧型生物例2：下图表示人体内主要能源物质氧化分解的部分途径示意图，其中X、Y、M、N代表物质。

下列有关叙述正确的是()A.图中的糖原是肌糖原B.X分解产生Y的场所是线粒体基质C.M、N分别代表乳酸和酒精D.图示能量中，转移到ATP的是少部分例3：有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。

通过对表中数据分析可得出的结论是()A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸例4：细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H＋转运到膜间隙，使膜间隙中H＋浓度增大，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP的合成，主要过程如下图所示。

下列有关叙述不正确的是()A．乳酸菌不可能发生上述过程B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段C．图中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白D．H＋由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散二、影响细胞呼吸的因素及应用1.内部因素2.外部因素（1）温度①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。

②曲线模型(如下图)③应用⎩⎪⎨⎪⎧低温储存⎩⎨⎧粮食水果、蔬菜零上低温种植大棚作物⎩⎨⎧白天：适当升温夜间：适当降温（2）O 2浓度 ①原理：O 2是有氧呼吸所必需的，且O 2对无氧呼吸过程有抑制作用。

②曲线模型(如下图)➢ O 2浓度低时，无氧呼吸占优势。

➢ 随着O 2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。

➢ 当O 2浓度达到一定值后，随着O 2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。

③应用➢ 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无氧呼吸。

➢ 作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。

➢ 提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。

➢ 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。

（3）CO 2浓度①原理：CO 2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。

②曲线模型(如图)③应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO 2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。

（4）含水量①原理：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。

②曲线模型(如图)③应用⎩⎨⎧粮食：干燥储藏，降低细胞呼吸消耗有机物的量水果、蔬菜：储存时保持一定的湿度例5：为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O 2含量条件下的CO 2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。

下列有关分析错误的是( )A.根据变化规律，表中10 ℃、O 2含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的 B ．温度为3 ℃、O 2含量为3.0%是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合 C ．O 2含量从20.0%上升至40.0%时，O 2含量限制了呼吸强度的继续升高D ．在20 ℃条件下，O 2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱 例6：下列有关细胞呼吸原理在生活、生产中的应用的叙述，正确的是( ) A ．降低温度和氧浓度并保持干燥，有利于果蔬的储藏保鲜 B ．给含有酵母菌的发酵液连续通气，可提高产酒量C．大棚栽培蔬菜，遇到阴雨天气时，可适当降低温度D．给稻田定期排水、晒田的主要目的是抑制水稻的生长三、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理(1) 酵母菌是一种单细胞真(选填“细”或“真”)菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。

(2) CO2和酒精的检测2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

(2)检测CO2的产生，装置如图所示。

注澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝水溶液。

(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。

3.实验现象4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。

5．实验注意事项(1)实验装置甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。

甲、乙两组为对照实验，设置的是有氧、无氧条件。

(2)无关变量控制①通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。

②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。

6．液滴移动法探究细胞呼吸的方式(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：(2)结果结论(3)误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。

装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。

例7：如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。

下列叙述错误的是()A．实验的自变量是有无氧气，因变量是甲、丁两试管中产生CO2的多少B．乙、丙两试管中的液体应先煮沸，冷却后再加入酵母菌，以便消除其他微生物对实验的影响C．该实验装置的设计不够严谨，通入乙试管中的空气必须除去CO2D．甲、丁两试管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重铬酸钾溶液替代例8：下图是探究酵母菌呼吸方式类型的装置，下列有关说法正确的是()A. 装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸B. 装置一中液滴不移，装置二中液滴右移，说明酵母菌只进行有氧呼吸C. 装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动，说明酵母菌死亡D. 装置一中液滴左移，装置二中液滴右移，说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸【要点点拨】1.有氧呼吸与无氧呼吸最大区别是有氧呼吸有氧气参与无氧呼吸无氧气参与。

2.线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。

无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。

3.脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。

脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

4.呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物释放能量的过程，不同的是：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；有一部分能量储存在ATP中。

5.细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。

6.关于细胞呼吸的5点说明(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。

(2)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。

(3)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。

(4)人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。