备战2020年高考 (74)

考点05 细胞呼吸高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★☆☆☆考向一 细胞呼吸的原理一、细胞呼吸与糖的氧化1．细胞呼吸（1）概念⎩⎪⎨⎪⎧场所：细胞内底物：糖类等有机物产物：无机物或小分子有机物（2）方式⎩⎪⎨⎪⎧需氧呼吸(主要方式)厌氧呼吸（3）实质：分解有机物，释放能量。

2．需氧呼吸（1）条件：有氧参与。

（2）场所：细胞溶胶和线粒体，主要是线粒体。

（3）反应式：C 6H 12O 6＋6O 2――→酶6CO 2＋6H 2O ＋能量。

（4）反应过程（三个阶段）①第一阶段（糖酵解） a ．场所：细胞溶胶。

b ．过程：1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子（即丙酮酸），释放少量能量，形成少量ATP 。

②第二阶段（柠檬酸循环） a ．场所：线粒体基质或嵴。

b ．过程：2个丙酮酸被分解，形成6个CO 2，释放出少量能量，形成少量ATP 。

③第三阶段（电子传递链）a．场所：线粒体内膜。

b．过程：特殊的分子所携带的氢和电子传递给氧，形成水，产生大量的ATP。

反应过程（5）特点：在常温下发生，所产生的能量中有相当一部分储存在ATP中，能量利用率很高。

（6）实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。

3．需氧呼吸中各元素的来源及去路（1）CO2是在第二阶段由丙酮酸和水反应生成的，CO2中的O来自葡萄糖和水。

这个过程在线粒体基质和嵴上进行。

（2）O2在第三阶段（电子传递链反应）与[H]结合生成水，所以需氧呼吸产生的H2O中的O全部来自O2。

（3）水在柠檬酸循环阶段参与反应，电子传递链反应会产生水。

二、厌氧呼吸1．厌氧呼吸的条件、场所、过程及类型（1）条件：无氧。

（2）场所：细胞溶胶。

（3）过程①第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解。

②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，最常见的产物是乳酸或乙醇和CO 2。

（4）类型①产生乳酸的厌氧呼吸a ．反应式：C 6H 12O 6＋2ADP ＋2Pi ――→酶2CH 3CHOHCOOH ＋2A TP 。

b ．生物类型：动物细胞、某些植物细胞、乳酸细菌等。

c ．微生物的厌氧呼吸也称为发酵。

乳酸细菌的厌氧呼吸被称为乳酸发酵。

②产生乙醇的厌氧呼吸a ．反应式：C 6H 12O 6＋2ADP ＋2Pi ――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋2A TP 。

b ．生物类型：某些植物细胞、酵母菌等。

c ．酵母菌在环境氧气浓度高时可进行需氧呼吸，在环境氧气浓度低时可进行厌氧呼吸。

酵母菌的厌氧呼吸被称为乙醇发酵。

2．乙醇发酵实验（1）取10%葡萄糖溶液30 mL 注入下图右边的广口瓶中，并置于35 ℃水浴中预热。

（2）取干酵母3 g ，用15 mL 30 ℃的温水化开后，立即倒入预热过的广口瓶中，充分振荡，使葡萄糖与酵母混匀，混合液应占广口瓶容积的1/3左右。

（3）迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡。

用带玻璃导管的橡皮塞塞住广口瓶，让玻璃导管的另一端伸入左边大试管的液面以下，并将广口瓶置于30 ℃左右的水浴中。

（4）实验分析①广口瓶冒出气泡，大试管内冒出气泡，并且变浑浊。

②拔掉广口瓶的塞子后会闻到酒味儿，因为酵母菌发酵产生酒精。

③10%的葡萄糖溶液为酵母菌提供营养，置于35 ℃水浴中预热是因为酵母菌在此温度下发酵迅速。

④在广口瓶的混合液表面滴加一薄层液体石蜡，在水面形成一层油膜隔绝空气中的氧气进入试管，制造无氧环境。

⑤使酵母悬液与葡萄糖溶液充分混合有利于酵母菌吸收葡萄糖，并将广口瓶置于30 ℃水浴中，充分发挥酶的活性，加快发酵所需时间。

1．下列有关需氧呼吸中柠檬酸循环过程的叙述，正确的是A．该过程消耗氧气B．该过程过程释放大量能量C．该过程产生的NADH比糖酵解阶段产生的多D．该过程产生的CO2中的O元素全部来源于丙酮酸【答案】C【解析】有氧呼吸（需氧呼吸）的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。

有氧呼吸第一阶段（糖酵解）是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段（柠檬酸循环）是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段（电子传递链）是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。

需氧呼吸中柠檬酸循环过程不消耗氧气，A错误；该过程释放少量的能量，B错误；该过程产生的NADH 比糖酵解阶段产生的多得多，C正确；该过程产生的CO2中的O元素来自于丙酮酸和水，D错误。

【归纳总结】归纳总结真核细胞中需氧呼吸和厌氧呼吸的比较（加试）2．下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是A．在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2OB．在柠檬酸循环过程中有少量ATP生成C．电子传递发生在线粒体内膜上D．与柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中【答案】A【解析】在线粒体中丙酮酸被分解为CO2和H2O，A错误；柠檬酸循环过程中有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中，有少量ATP生成，电子传递发生在线粒体内膜上，B、C、D正确。

3．下列关于人体内某组织细胞的细胞呼吸过程和ATP-ADP循环示意图的叙述，正确的是A．厌氧呼吸各阶段释放的能量都可用来合成A TPB．蛋白质的合成过程需要反应①供能C．需氧呼吸过程中氧气的消耗伴随反应②的发生D．能量2可用于乳酸在人体肝脏再生成葡萄糖【答案】D【解析】厌氧呼吸种只有第一阶段释放的能量中少部分可用来合成A TP，A错误；蛋白质合成所需能量来源于能量②ATP水解，B错误；反应②ATP水解中，一般是远离A的高能磷酸键断裂，C错误；能量②来源于ATP水解，可用于除暗反应外的各项生命活动，D正确。

考向二影响细胞呼吸的因素及其应用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（如下图）①O2浓度＝0时，只进行厌氧呼吸。

②0<O2浓度<10%时，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。

③O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸。

④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。

（3）应用①中耕松土促进植物根部需氧呼吸。

②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境。

③低氧仓贮粮食、水果和蔬菜。

3．CO2浓度对细胞呼吸的影响（1）原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。

（2）曲线（3）应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。

4．含水量对细胞呼吸的影响（1）原理：水作为需氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。

（2）特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。

（3）应用①粮食在收仓前要进行晾晒处理。

②干种子萌发前进行浸泡处理。

5．呼吸原理在实践应用中常见实例归纳（1）厌氧呼吸应用实例①制作酸奶、泡菜（乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸）。

②酿酒（酵母菌厌氧呼吸产生乙醇）。

③透气纱布包扎（抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸）。

（2）需氧呼吸应用实例①提倡慢跑等有氧运动使细胞进行需氧呼吸以避免肌细胞产生大量乳酸。

②酿醋（醋化醋杆菌需氧呼吸将乙醇氧化为醋酸）。

③稻田定期排水有利于根系需氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。

④低温、低氧贮藏果蔬、种子，抑制呼吸强度，减少有机物消耗。

⑤松土：使土壤疏松、促进植物根细胞需氧呼吸进而促进矿质离子吸收。

4．如图表示植物非绿色器官呼吸时，O2的吸收量和CO2产生量的相互关系，有关叙述正确的是A．在b点仍能产生少量的乙醇B．若cd＝ca时，a点氧浓度时厌氧呼吸强度是需氧呼吸强度的3倍C．O2浓度越小，呼吸作用越弱，越有利于存储D．该非绿色器官可能是马铃薯块茎【答案】A【解析】据图分析，O点氧气浓度为0，植物只能进行厌氧呼吸，随着氧气浓度的增加，厌氧呼吸受到了抑制直至消失，而需氧呼吸逐渐增强，最后只有需氧呼吸，而曲线最后并没有重叠，说明其呼吸底物不是葡萄糖，且消耗的氧气量大于产生的二氧化碳量，说明呼吸底物应该是油脂类物质。

根据以上分析已知，若只有需氧呼吸，则消耗的氧气量应该大于产生的二氧化碳量，可见图中b点仍然可以进行厌氧呼吸，仍然能够产生少量的乙醇，A正确；若cd＝ca时，且当反应底物是葡萄糖时，a点氧浓度时的厌氧呼吸强度才是需氧呼吸强度的3倍，B错误；氧气浓度太低时，其厌氧呼吸产生的酒精有毒害作用，不利于存储，C错误；图示植物厌氧呼吸可以产生二氧化碳，而马铃薯块茎厌氧呼吸不能产生二氧化碳，D错误。

5．细胞呼吸是细胞能量的根本来源，细胞呼吸容易受外界环境的影响。

下图是温度与氧气浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响，以下分析不正确的是A．图中细胞呼吸速率可用二氧化碳的释放量表示B．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度C．温度对曲线Ⅱ代表的呼吸类型影响较大，对曲线Ⅰ影响较小D．分析图甲、乙可知，水果贮存需要低温和低氧的条件【答案】 C【解析】由于需氧呼吸的产物是二氧化碳和水，所以图中细胞呼吸速率可用二氧化碳的释放量表示，A正确；分析题图甲可知，B点细胞呼吸的相对速率最高，该点对应的温度是细胞呼吸的最适宜温度，B正确；从图中看不出温度对哪类呼吸类型影响较大，C错误；分析图甲、乙可知，在低温和低氧的条件下，细胞呼吸的相对速率都较低，所以水果贮存需要低温和低氧的条件，D正确。

6．图1是真核生物细胞呼吸的主要物质变化示意图，①~④表示其中的过程。

图2、3分别表示O2浓度、温度对植物组织CO2释放速率的影响。

（1）请回答：细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等__________________氧化分解成无机物或者小分子有机物，并且________________的过程。

（2）图1中，在细胞溶胶中进行的过程是____（填标号），在线粒体中进行的过程是______（填标号）。

图2中O2浓度为a、b时，厌氧呼吸较强的是________（填“a”或“b”）。

（3）人体肌肉细胞厌氧呼吸的终产物是_____________（用图1中物质名称回答）。

肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服_____________的应急措施。

（4）由图2和图3可知生物细胞呼吸可以受到_______________和____________的影响。

【答案】（1）有机物释放能量（2）1、3、4 2 a（3）乳酸缺氧（4）氧浓度温度【解析】（1）细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解成无机物或者小分子有机物，并且释放能量的过程，释放的能量大部分以热能形式散失，少部分合成ATP。