第2讲细胞呼吸

第2讲 细胞呼吸

[考纲要求] 1.细胞呼吸(Ⅱ)。2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。

考点一 细胞呼吸的方式与过程

1．细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP 的过程。

2．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A TP 的过程。

(2)过程

(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向

) 。

(4)放能： 1 mol 葡萄糖释放的能量中有1 161 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。

3．无氧呼吸

(1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。

(2)过程

(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。

1．判断关于有氧呼吸的叙述

(1)有氧呼吸时，生成物H 2O 中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解( × )

(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP( × )

(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水( × )

(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP 中( × )

2．判断关于无氧呼吸的叙述

(1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时( × )

(2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供(×)

(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(×)

(4)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程

(1)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(填序号)。

(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？

提示种子在有氧呼吸过程中产生了水。

(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？

提示直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是基因的选择性表达。

(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是什么？

提示与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

2．

3.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结

(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。

(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。

(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。

(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。

(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物可参与

有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。

(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。

考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用

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

①O 2浓度低时，无氧呼吸占优势。

②随O 2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。

③当O 2浓度达到一定值后，随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

①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。

②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 ③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 ④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：水作为有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(如

图)。

(3)应用?????

粮食：干燥储藏，降低呼吸消耗有机物水果、蔬菜：一定的湿度

(1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异( √ )

(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少( × )

(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏( × )

(4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量( √ )

(5)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清( √ )

(6)剧烈运动时，氧气供应不足，肌肉细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸( ×

)

氧气影响细胞呼吸的曲线分析

(1)O 2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？

提示O2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。

(2)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？

提示不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。(3)在保存蔬菜、水果时，应选择哪一点对应的O2浓度？为什么？

提示应选择R点对应的O2浓度，因为此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。

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A TP，还要消耗第一阶段产生的[H]。

4．人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的，人无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。

5．无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。

6．O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸。

7．影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。

8．储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。9．内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。

(2014·海南卷改编)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答下列问题：

1．在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式和产物是：以无氧呼吸为主，产生酒精和二氧化碳，据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂的原因是：掩埋过深时氧气供应不足，种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多，对细胞有毒害作用，导致腐烂。

2．从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降。

3．种子萌发48小时后，氧气的消耗量大于二氧化碳的释放量，分析其原因是豆科植物富含脂肪，等质量的脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量。