高三生物一轮复习学案细胞呼吸

高三生物一轮复习学案--细胞呼吸

【课标扫描】

细胞呼吸及其原理应用（B级）；探究酵母菌的呼吸方式（C级）

【知识梳理】

一、细胞呼吸的方式

（一）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的，生成

________，释放出能量并生成____________________的过程。

（二）有氧呼吸

1、反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。

2、过程

（三）无氧呼吸

1、反应式：

（1）转化成乳酸的反应式：C6H12O62C3H6O3＋能量。

（2）分解成酒精的反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。

2、过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。

有氧呼吸无氧呼吸

不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度

呼吸场所

第一阶段在细胞质基质中，第二、三

阶段在线粒体内

全过程都在细胞质基质内

分解产物CO2和H2O CO2、酒精或乳酸

释放能量

较多，1 mol葡萄释放能量2870 kJ，

其中1161 kJ转移至ATP中（38

molATP）

1 mol葡萄糖释放能量196．65 kJ(生

成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均

有61．08 kJ转移至ATP中（2 molATP）

相同点其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要

相互联系

第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：

第一阶段第二阶段第三阶段

场所

反应物葡萄糖丙酮酸和水

生成物、、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP

能量少量少量大量

（四）细胞呼吸(有氧呼吸)与光合作用的关系，如下表：

光合作用细胞呼吸(有氧呼吸) 发生部位含叶绿体的细胞(主要是叶肉细胞) 所有生活细胞

反应场所叶绿体主要在线粒体内

条件光、H2O、CO2、适宜温度、酶、色素有光、无光均可，适宜的温度、O2、酶

能量代谢光能转变为化学能，贮存在有机物中有机物中的化学能释放出，一部分转移

到A TP中

物质代谢将无机物(CO2和H2O)合成有机物(如

C6H12O6)

有机物(如C6H12O6)分解为无机物(H2O

和CO2)

联系光合作用的产物作为细胞呼吸的原料(有机物和O2均为细胞呼吸的原料)，细胞呼吸产生的CO2可为光合作用所利用

（五）呼吸作用原理在生产、生活实践中的应用及曲线分析：

1.酵母菌细胞呼吸类型的判断：

（1）、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸

（图中A点）。

（2）、若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，

则两种呼吸同时存在（图中AC段）。

（3）、若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相

等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。

（4）、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。

2.影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：

（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：

①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，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。

②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培

过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。

（2）、呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：

①O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸

逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随

O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。

②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减

少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增

加根的有氧呼吸；稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。

陆生生物不能长时间忍受无氧呼吸的原因：无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用；无氧呼

吸过程释放能量少，不能满足植物生命活动的需要。。

在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。

(3)、呼吸速率与含水量的关系（如图）：

①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。

②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减

少有机物的消耗。

【思考】有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？

都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。

例1：为了探究种子萌发时所进行的细胞呼吸

类型，请据所给的材料和用具设计实验：

Ⅰ．实验原理：种子萌发过程中，如只进行有

氧呼吸则吸收O2量和释放CO2量相等；如只进行无

氧呼吸则只释放CO2；如既进行有氧呼吸又进行无

氧呼吸则吸收O2量小于释放CO2量。

Ⅱ．实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡

皮塞的玻璃瓶2只、100mL的小烧杯4个、2根弯

曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、2个带开头的

玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林等。

Ⅲ．实验方法：按照装置图将实验材料和用具装好。如想得到预期的实验结论，必须在装置二中的小烧杯中放置与装置一中NaOH溶液_____________________

Ⅳ．预测实验结果和相关的结论：

①若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子只进行有氧呼吸。

②若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子只进行无氧呼吸。

③若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。

二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析

（一）实验探究过程

1、提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。

2、作出假设：假设酵母菌在有氧和无氧条件

下均能进行细胞呼吸

3、设计并进行实验

（1）配制酵母菌培养液。

（2）检测CO2的产生，装置如图所示。

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

4、实验现象

甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度_______且速度______。用溴麝香草酚蓝水溶液检测A组和B组产生的气体，A组溴麝香草酚蓝先由蓝变绿再变黄。

2号试管中溶液由_________色变成______________，1号试管色。

5、实验结论

酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。

（二）实验中的关键步骤

1、将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。

2、B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。

【思考】参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？_________________________________

【例题2】．下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析

(1)A瓶加入的试剂是，其目的是。

(2)c瓶和E瓶加入的试剂是，其作用是。

(3)图中装置有无错误之处，如果有请在相应的图中加以改正。

(4)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是。

(5)请写出连通后D瓶中的反应式。

【基础练习题】

1、有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时

（B）

A、酵母菌只进行无氧呼吸

B、2/3的葡萄糖用于无氧呼吸

C、1/3的葡萄糖用于无氧呼吸

D、酵母菌停止发酵

2、让一只白鼠吸入含有放射性的18O2，该白鼠体内最先出

现含18O的化合物是（B）

A、CO2

B、H2O

C、丙酮酸

D、乳酸

3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：

据图回答下列问题：

（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质

基质。

（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的

是②，可在人体细胞中进行的是①②④。

（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。

（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。

（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。

【高考模拟】

1.（2008广东理基40）下列过程存在无氧呼吸的是（D）

A、植物叶片在光下放出O2

B、动物细胞内的糖分解为H2O和CO2

C、酵母细胞不产酒精的呼吸过程

D、苹果贮藏期间果肉积累酒精

2.（2008上海生物12）1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为（B）

A、2n/5m

B、2m/5n

C、n/5m

D、m/5n

3.（09全国卷Ⅱ）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是

A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行

B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸

C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸

D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用

答案：D

解析：细胞呼吸是活细胞都进行的一项生命活动，必须在酶的催化作用下进行；酵母菌在有氧的条件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，无氧的条件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D错误。

4.（09天津卷）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对

下列叙述正确的是

A. 甲组不产生CO2而乙组产生

B. 甲组的酒精产量与丙组相同

C. 丁组能量转换率与丙组相同

D. 丁组的氧气消耗量大于乙组

答案：D

解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。