细胞呼吸专题复习

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应式
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量
C6H12O6 2C3H6O3+能量
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量


第1阶段:1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸和少量[H],释放少量能量,细胞质基质
第2阶段:丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],释放少量能量,线粒体基质
第3阶段:[H]和O2结合生成水,大量能量,线粒体内膜

场所
细胞质基质,线粒体
细胞质基质
条件
氧气、多种酶
无氧气参与、多种酶
产物
葡萄糖彻底分解,产生CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精和CO2
能量
变化
释放大量能量,形成大量ATP(1mol葡萄糖放出2870KJ能量,其中1161kJ被利用合成ATP,其余以热能散失)
释放少量能量,形成少量ATP
总反
细胞呼吸
1、有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+ 能量
2、有氧呼吸过程图解
3、无氧呼吸的总反应式:
C6H12O62C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量

C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量
4、有氧呼吸与无氧呼吸的区别:
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸


8、呼吸方式的实验测定
⑴、欲测定与确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有条件均应一致,加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置如图所示:
结果与结论:
①装置一液滴左移,装置二液滴不动⇒只进行有氧呼吸
②装置一液滴不动,装置二液滴右移⇒只进行无氧呼吸
1.如图表示糖类代谢的示意图,相关叙述正确的是( )
A.③过程需要水的参与,发生在线粒体的内膜上
B.②过程产生少量的ATP,③、④产生大量的ATP
C.①过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中
D.⑤过程不发生在人体细胞中,是因为缺乏相关的酶
【解析】③过程为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,该过程需要水参加反应;②过 程是有氧呼吸第一阶段,该过程可产生少量ATP,③④过程分别是有氧呼吸第二、三阶段,只有有氧呼吸第三阶段才能产生大量ATP;①是糖类物质的水解,糖原分解成葡萄糖可发生在肝脏细胞中,不能发生在肌肉细胞中;⑤过程为产生酒精的无氧呼吸,不能发生在人体细胞中,人体细胞中缺乏催化产生酒精的酶。
①若 = ,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。
②若 > ,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。
③若 < ,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。
名师点睛:
①为使实验结果精确、排除实验误差还应设置如图装置三,以便校正。
②进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”,而不是“先结论后结果”,如上述①不可写成“只进行有氧呼吸,则装置一液滴左移,装置二液滴不动”。
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
【解析】酵母菌氧化分解葡萄糖的过程中,如果只进行有氧呼吸,则放出的CO2量与吸收的O2量相等,即RQ=1。当放出的CO2量大于吸收的O2量时,表明既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸,且差值越大,无氧呼吸所占的比例越大,即呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强。因为b点的RQ小于a点的RQ,所以b点有氧呼吸强度大于a点的有氧呼吸强度。呼吸熵(RQ)表示放出的CO2量/吸收的O2量,并不代表细胞呼吸强度,故D错误。
Q点:释放的CO2量最少,细胞总体呼吸最弱,为种子、蔬菜、水果贮存的最佳点。
B点:有氧呼吸吸收的O2量(或释放的CO2量)等于无氧呼吸释放的CO2量。
(2)线的含义
两种呼吸方式同时存在的区段是RQP;RQ区段CO2生成量急剧减少的原因是随着O2浓度增加,无氧呼吸受到抑制;区域ORP的面积表示无氧呼吸产生的CO2量。
【答案】B
6.在下图3个密闭装置中,分别放入质量相等的三份种子:消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜条件下培养,下列有关叙述中错误的是( )
A.当a和b玻璃管中的水珠开始移动时,分别记录其移动速率va和vb,则va<vb
B.如果b和c中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为Tb和Tc,则Tc>Tb
氧气
氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速率和性质(在O2浓度为零时只进行无氧呼吸;浓度为大于零小于10%时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;浓度为10%以上时,只进行有氧呼吸。)
适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸,减少有机物消耗,以延长蔬菜、水果的保鲜时间
CO2
浓度
增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释
【解析】氧浓度为a时,酒精和CO2的量相等,即比值为1∶1,酵母菌只进行无氧呼吸,A正确;氧浓度为b时,CO2的量大于酒精的量,说明酵母菌有两种呼吸方式,氧浓度为d时酒精的量为0,酵母菌只进行有氧呼 吸,B正确;当氧浓度为c时,酒精的量为6,无氧呼吸消耗的葡萄糖为3,由CO2的量15可知有氧呼吸产生的CO2为:15-6=9,可得出有氧呼吸消耗的葡萄糖为:1.5,则有2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵,C错;有氧呼吸和无氧呼吸都产生[H]和ATP,D正确。
第1阶段:同有氧呼吸
第2阶段:丙酮酸在不同酶催化作用下,分解成酒精和CO2或转化成乳酸
相同点
两者的第一阶段完全相同,细胞呼吸是ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源
5、呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型
被分解的有机物
储存的能量
释放的能量
可利用的能量
能量利用率
有氧呼吸
1mol葡萄糖
2870kJ
2870kJ
D.d条件下,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体
【解析】无氧条件下产生了CO2,这说明该植物的无氧呼吸产物是酒精,不会是乳酸;b条件下,氧气消耗的相对值为3,可计算出葡萄糖消耗的相对值为0.5,无氧呼吸产生CO2的相对值为5,可计算出消耗葡萄糖的相对值为2.5;有氧呼吸时,消耗葡萄糖最少;d条件下,种子只进行有氧呼吸,CO2全部来自线粒体。
⑶、物理误差的校正
①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。
B.b值对应的氧浓度为零
C.氧浓度为Βιβλιοθήκη Baidu时,经有氧呼吸产生的CO2为9mol
D.氧浓度为d时,有2/3的葡萄糖用于酒精发酵
【解析】根据表格信息,结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可判断:在氧浓度为a时酵母菌只进行有氧呼吸,b时只进行无氧呼吸,c、d时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。氧浓度为d时有氧呼吸产生CO2的量为15-6=9(mol),消耗葡萄糖1.5 mol,无氧呼吸产生CO2的量为6 mol,消耗葡萄糖3 mol,故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。
1165 kJ
40.59%
无氧呼吸
2870 kJ
196.65 kJ
61.08 kJ
2.13%
6、影响呼吸速率的外界因素:
因素
影响机理
曲线模型
实践应用
温度
影响呼吸酶的活性:最适温度时,细胞呼吸最强;超过最适温度呼吸酶活性降低,甚至变性失活,呼吸受抑制;低于最适温度酶活性下降,呼吸受抑制
①低温下贮存蔬菜、水果;②在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,以降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高产量
【答案】D
2.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是( )
A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸,只进行无氧呼吸
B.当氧浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当氧浓度为c时,2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D.a、b、c、d不同氧浓度下,细胞都产生[H]和ATP
【答案】B
4.有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如下表所示:
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
30 mol
9 mol
12.5 mol
15 mol
产生酒精的量
0 mol
9 mol
6.5 mol
6 mol
下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时,只进行有氧呼吸
在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO2的浓度,可提高保鲜效果
H2O
在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而加强,随含水量的减少而减弱
将种子风干,以减弱细胞呼吸,从而减少有机物的消耗,延长作物种子储藏时间
7、相关曲线(疑难点)分析
(1)点的含义
R点:只进行无氧呼吸;
P点之前:有氧呼吸与无氧呼吸共存,CO2释放总量=有氧呼吸释放量+无氧呼吸释放量;P点及其以后:只进行有氧呼吸;
【答案】C
5.以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述,不正确的是( )
A.甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C.甲图中a、b、c、d四个浓度中,c是最适合贮藏的
D.甲图中氧含量为d时没有酒精产生
【解析】甲图中氧含量为a时,细胞只释放CO2不吸收氧气,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的A点。甲图中氧含量为b时,CO2的释放量远远大于氧气的吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,应对应乙图中的AC段。贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时,即甲图中的c点。氧含量为d时,CO2释放量与氧气的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有酒精产生。综上所述,B项错误。
【答案】D
7.呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。如图所示的是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,以下叙述正确的是( )
A.呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点
③装置一液滴左移,装置二液滴右移⇒既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
④装置一与装置二液滴“均左移”⇒呼吸过程中O2吸收量>CO2释放量⇒呼吸底物为脂肪。
⑵、当CO2释放量大于O2消耗量时,细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸,如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸,此种情况下,判断哪种呼吸方式占优势,可分析如下:
9、细胞呼吸方式的判断
(1)依据反应物、产物来判断
①若需消耗氧气,则一定存在有氧呼吸;若产物有水,则一定存在有氧呼吸;
②若产物中有酒精或乳酸,则一定有无氧呼吸;
③若产物中有二氧化碳,则要依据物质的量的关系来讨论。
(2)依据物质的量的关系来判断
①不消耗O2,释放CO2―→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放―→只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
C.如果b和c中都消耗了等质量的有机物,记录水珠移动距离Lb和Lc,则Lb<Lc
D.如果a和c中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为Ta和Tc,则Ta>Tc
【解析】装置a和b形成对照,变量为是否消毒,即是否有微生物。b和c形成对照,变量为种子种类的不同。b种子未消毒,在单位时间内,呼吸作用强度大于a,消耗的氧气多,同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧化钠吸收,所以b中消耗的氧气多,内外的压强差大,玻璃管中的水珠开始移动时的速率vb大于va。小麦种子中主要是淀粉,花生种子中含脂肪较多,脂质分子中含氧元素比糖类(淀粉)少,脂肪氧化分解时,需要的氧气比同等质量的糖类(淀粉)氧化分 解时多,产生的热量多。如果b和c中都消耗了等质量的有机物,则c中消耗的氧气多,内外的压强差大,产生的热量多。a与c比较,即使不考虑是否消毒的问题,也应该是Ta<Tc。
【答案】C
3.在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是( )
条件
a
b
c
d
CO2释放量
10
8
6
7
O2吸收量
0
3
4
7
A.a条件下,呼 吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少
C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少
③酒精产生量等于CO2量―→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量―→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量―→既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量―→既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵,多余的CO2来自有氧呼吸。
10、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
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