生物ok高考復(fù)習(xí)必修atp的主要來源-細胞呼吸

第3節(jié)ATP的主要來源——細胞呼吸一、細胞呼吸1．概念氧化分解化碳或其他產(chǎn)物ATP

有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的①________,生成②_____________________，釋放出能量并生成③______的過程。

2．分類:④________和⑤________。對絕大多數(shù)生物來說，⑥________是細胞呼吸的主要形式。有氧呼吸無氧呼吸細胞呼吸與呼吸的區(qū)別是什么？有氧呼吸

答案：細胞呼吸包括有氧呼吸和無氧呼吸；而呼吸包括肺通氣、氣體交換、氣體在血液中的運輸、氧氣的利用。二氧

二、有氧呼吸

1．概念

細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物⑦_____________，產(chǎn)生二氧化碳和⑧____，釋放能量，生成許多ATP的過程。徹底氧化分解水2．反應(yīng)式：⑨______________________________________

C6H12O6＋6O2＋6H2O酶6CO2＋12H2O______________。＋能量3．過程丙酮酸[H]細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸水[H]少量線粒體基質(zhì)[H]氧線粒體內(nèi)膜

5.能量：1mol葡萄糖徹底氧化分解后，共釋放出_______

kJ的能量，其中有1161kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量都以_______的形式散失了。2870

熱能1.有氧呼吸有水的產(chǎn)生和水的消耗。()√2．有氧呼吸的酶存在于細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)中。()√三、無氧呼吸酶二氧化碳少量能量

1．概念：在無氧或缺氧的條件中，細胞通過

___的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底的氧化分解，產(chǎn)生

________、酒精或乳酸，同時釋放出

__________的過程。C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量2．反應(yīng)式酶(1)產(chǎn)物為酒精:

_________________________________。(2)產(chǎn)物為乳酸:

_________________________________。3．過程第一完全(1)第一階段：與有氧呼吸的

階段

相同。(2)第二階段：丙酮酸→_____和_________，或者轉(zhuǎn)化為_____。酒精二氧化碳乳酸無氧呼吸的場所是____________；人成熟紅細胞呼吸方式為__________。細胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸262427282930酶C6H12O62C3H6O3＋少量能量25第一階段第二階段第三階段場所物質(zhì)變化能量釋放O2

參與 情況考點細胞呼吸1．有氧呼吸三個階段的比較細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜1分子葡萄糖→2分子丙酮酸＋少量[H]丙酮酸＋水→CO2＋大量[H][H]＋O2→H2O少量能量少量能量大量能量不參與不參與參與2.有氧呼吸與無氧呼吸的比較(1)有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解項目有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別場所氧氣、酶物質(zhì)變化能量釋放(2)過程分析先在細胞質(zhì)基質(zhì)中，后在線粒體中始終在細胞質(zhì)基質(zhì)中第一、二階段不需氧，需酶不需氧，需酶徹底：C6H12O6→CO2＋H2O不徹底：大量(38個ATP)少量(2個ATP)項目有氧呼吸無氧呼吸聯(lián)系過程實質(zhì)意義續(xù)表第一階段相同分解有機物釋放能量的過程為生命活動提供能量；其中間產(chǎn)物為其他化合物的合成提供原料

生物無氧呼吸產(chǎn)物大多數(shù)植物酵母菌玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根高等動物、人、乳酸菌酒精和CO2乳酸3.無氧呼吸的產(chǎn)物(1)遺傳特性酶無氧呼吸產(chǎn)物(乳酸或酒精)(2)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同決定決定√√√√

特別提醒：

①有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物(第二階段利用)，又是生成物(第三階段生成)，且生成的H2O中的氧全部來自于O2。

②有氧呼吸的三個階段共同的產(chǎn)物是ATP，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。

③無氧呼吸只釋放少量能量，其余的能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中。

④原核生物無線粒體，但只要體內(nèi)有與有氧呼吸有關(guān)的酶，就可以進行有氧呼吸，如硝化細菌、藍藻等。

⑤只能進行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲)，其細胞內(nèi)無線粒體。

⑥水稻等植物長期水淹后爛根的原因：無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對細胞有毒害作用；玉米種子爛胚的原因：無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細胞有毒害作用。

⑦玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、骨骼肌、乳酸菌等的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸；水淹植物、酵母菌等的無氧呼吸產(chǎn)生酒精。有氧呼吸中氧元素的去路有氧呼吸、無氧呼吸的過程與條件【典例1】下圖表示有氧呼吸過程，下列有關(guān)說法正確的是(

)A．①②④中數(shù)值最大的是①B．③代表的是氧氣C．線粒體中能完成圖示全過程D．蛔蟲不能完成圖示全過程[解題思路]第一步圖形分析：從圖中看出，①、②、④都是ATP，③、⑥是水，⑤是氧氣。第二步選項分析：A項，有氧呼吸的第三階段產(chǎn)生的ATP最多，也就是④；B項，③、⑥都是水，但③是反應(yīng)物，⑥是生成物；C項，有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，線粒體不能完成有氧呼吸全過程；D項，蛔蟲無線粒體，不能完成圖示全過程。

[答案]D?考點對應(yīng)練1．細胞進行有氧呼吸和無氧呼吸的主要區(qū)別不包括()A．細胞中是否有線粒體AB．是否有氧氣參與C．最終分解產(chǎn)物的類型D．釋放出能量的多少解析：沒有線粒體的細胞也能進行有氧呼吸，如好氧細菌。CO2

產(chǎn)生量＝0CO2

產(chǎn)生量＝O2

吸收量只產(chǎn)生CO2，不消耗O2CO2

產(chǎn)生量＞O2

吸收量考點呼吸作用方式的判斷1．方法：根據(jù)物質(zhì)變化的數(shù)量呼吸類型判斷只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸只進行有氧呼吸只進行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸兩種呼吸同時存在VCO2∶VO2＝4∶3，有氧呼吸＝無氧呼吸消耗葡萄糖的速率VCO2∶VO2＞4∶3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率＜無氧呼吸消耗葡萄糖的速率容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化容器內(nèi)氣體體積可增大CO2

產(chǎn)生量＞O2

吸收量酒精量＝CO2酒精量＜CO2有H2O產(chǎn)生續(xù)表

注：酵母菌的無氧呼吸和有氧呼吸都有CO2

的產(chǎn)生，因此不能用有無CO2

的產(chǎn)生來判斷酵母菌的呼吸作用方式。VCO2∶VO2＜4∶3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率＞無氧呼吸消耗葡萄糖的速率只進行無氧呼吸兩種呼吸同時存在一定進行著有氧呼吸有CO2生成一定不是

。乳酸發(fā)酵。2．實例：酵母菌的呼吸類型判斷及圖形的分析圖示分析結(jié)論只產(chǎn)生CO2，不消耗O2只進行無氧呼吸無氧呼吸產(chǎn)生CO2速率＝有氧呼吸產(chǎn)生CO2速率兩種呼吸同時存在CO2的產(chǎn)生量＝O2的吸收量只進行有氧呼吸O2濃度＞10%只進行有氧呼吸CO2的產(chǎn)生量＞O2的吸收量兩種呼吸同時存在A點B點C點以后D點AC段AC段曲線的最小值表示

。CO2的總釋放量最低

(5)由圖分析可知：圖中的B點表示無氧呼吸釋放的CO2量與有氧呼吸釋放的CO2量相等。AC段曲線的最小值表示CO2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值(10%)以上時，無氧呼吸消失，細胞只進行有氧呼吸。

(6)生成的酒精量和CO2釋放量相等，說明細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。

(7)生成的酒精量小于CO2釋放量，說明兩種呼吸方式同時進行，多余CO2來自有氧呼吸。

(8)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。

【典例2】有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，當通入不同濃度的氧氣時，其產(chǎn)生的酒精和CO2

的量如下圖所示(兩種細胞呼吸速率相等)，在氧濃度為a時()A．酵母菌只進行無氧呼吸B．2/3的葡萄糖用于無氧呼吸C．1/3的葡萄糖用于無氧呼吸D．酵母菌停止發(fā)酵第二步計算有氧呼吸產(chǎn)生CO2

的量：CO2

的生成量等于有氧呼吸與無氧呼吸生成量之和；圖中a點CO2

的實際生成量為15mol，用CO2

的總生成量減去無氧呼吸產(chǎn)生CO2

的量，等于有氧呼吸產(chǎn)生CO2

的量：15mol－6mol＝9mol。第三步計算兩種呼吸消耗葡萄糖的量：有氧呼吸每消耗1mol的葡萄糖產(chǎn)生6molCO2，生成9molCO2，則消耗了1.5mol的葡萄糖。無氧呼吸每消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2molCO2，當生成6molCO2

時，則消耗了3mol的葡萄糖。因此，有氧呼吸與無氧呼吸共消耗了4.5mol的葡萄糖，用于無氧呼吸的葡萄糖是3mol，占2/3。

[答案]B?考點對應(yīng)練

2．酵母菌在有氧時進行有氧呼吸，無氧時進行無氧呼吸，將酵母菌放在含有培養(yǎng)液的密閉的錐形瓶中，測得CO2

的釋放量比O2

的吸收量大1倍，則有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為()BA．1∶6B．1∶3C．1∶2D．1∶1因素原因圖解應(yīng)用溫度①最適溫度時，細胞呼吸最強②超過或低于最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制①低溫下貯存蔬菜、水果②大棚蔬菜夜間適當降溫，降低呼吸消耗，提高產(chǎn)量考點影響細胞呼吸的環(huán)境因素及其應(yīng)用1．影響細胞呼吸的環(huán)境因素及其在實踐中的應(yīng)用因素原因圖解應(yīng)用O2濃度O2

濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢；隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強；但當O2

濃度達到一定值后，隨O2

濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量、ADP、磷酸等因素的影響)①適當降低氧氣濃度以抑制呼吸消耗，延長蔬菜、水果的保鮮時間②中耕松土增加根的有氧呼吸③醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌的繁殖續(xù)表因素原因圖解應(yīng)用CO2濃度CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2

濃度，(或充入N2)可抑制細胞呼吸，保鮮效果更好含水量在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢在作物種子貯藏時，將種子風(fēng)干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗續(xù)表

3.細胞呼吸原理的應(yīng)用實例

(1)種子、蔬菜和水果在儲藏時都應(yīng)在

條件下，不同的是種子還應(yīng)保持

，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定

。低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫。

(2)釀酒時，早期通氣能促進酵母菌

，有利于菌種繁殖；后期密封發(fā)酵罐能促進酵母菌

，有利于產(chǎn)生

。

(3)食醋、味精制作：向發(fā)酵罐中通入

，促進醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌進行

。低溫、低氧干燥濕度有氧呼吸無氧呼吸酒精無菌空氣有氧呼吸

(4)土壤松土：

①促進根細胞

，有利于主動運輸，為礦質(zhì)元素吸收供應(yīng)能量。②促進土壤中硝化細菌活動，有利于NH3轉(zhuǎn)化為，從而提高土壤肥力。

(5)稻田定期排水：促進水稻根細胞

。

(6)提倡慢跑：促進肌細胞

呼吸，防止

呼吸產(chǎn)生

使肌肉酸脹。

(7)用透氣紗布或“創(chuàng)可貼”包扎傷口：增加通氣量，抑制破傷風(fēng)桿菌的

呼吸。呼吸作用有氧呼吸有氧無氧乳酸無氧2.呼吸方式在生活實踐中的應(yīng)用

(1)傷口過深或被生銹鐵釘扎傷后，如不及時治療，會導(dǎo)致破傷風(fēng)芽孢桿菌進行無氧呼吸而大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng)。

(2)酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、醋酸桿菌等可用來生產(chǎn)酒、味精、食醋等。

(3)作物栽培時要及時松土透氣，利于根系的有氧呼吸，促進對水和無機鹽的吸收；稻田需定期排水，否則會因根長期進行無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對細胞發(fā)生毒害作用，使根腐爛。

(4)劇烈運動時無氧呼吸積累過多的乳酸會使肌肉酸脹無力，所以人在進行體育鍛煉時，提倡慢跑等有氧運動。【典例3】(2011年海南)下列關(guān)于細胞呼吸的敘述，正確的是

A．種子風(fēng)干脫水后細胞呼吸增強

B．土壤淹水可導(dǎo)致根系發(fā)生無氧呼吸

C．破傷風(fēng)桿菌在有氧條件下能大量繁殖

D．小麥種子萌發(fā)過程中有氧呼吸逐漸減弱

[答案]B?考點對應(yīng)練3.關(guān)于細胞呼吸的敘述，正確的是()D

A.水稻根部主要進行無氧呼吸，所以能長期適應(yīng)缺氧環(huán)境

B.荔枝在無O2、保持干燥、零下低溫和無乙烯環(huán)境中，可延長保鮮時間

C.快速登山時人體主要是從分解有機物產(chǎn)生乳酸的過程中獲得能量

D.玉米經(jīng)酵母菌發(fā)酵可產(chǎn)生酒精，是通過酵母菌的無氧呼吸實現(xiàn)的

解析：水果的保鮮條件是低O2、零上低溫；快速登山主要由有氧呼吸提供能量。

實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式

1．提出問題

(1)酵母菌能使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，是在有氧條件下進行的還是在無氧條件下進行的？

(2)酵母菌的細胞呼吸會產(chǎn)生CO2，在不同條件下產(chǎn)生的是否一樣多？2．作出假設(shè)

3．設(shè)計實驗

(1)實驗原理酵母菌在有氧條件下能產(chǎn)生CO2，無氧條件下除產(chǎn)生CO2外，還產(chǎn)生酒精。

1)酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。

2)CO2可使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2

的產(chǎn)生情況。

3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。(2)實驗步驟①配制酵母菌培養(yǎng)液②組裝實驗裝置(如圖所示)③檢測CO2的產(chǎn)生

A．將裝置(甲)連通橡皮球，讓空氣持續(xù)地依次通過3個錐形瓶，是為了保證

的充分供應(yīng)，為什么要使進入A瓶的空氣先經(jīng)過盛有NaOH的錐形瓶呢？

B．B瓶為什么要封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？O2清除空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變混濁是由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生CO2所致。使酵母菌將B瓶中的氧消耗完，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。④檢測酒精的產(chǎn)生自A、B中各取2mL濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。附表：二氧化碳與酒精檢測記錄表項目二氧化碳檢測項目酒精檢測組別甲組乙組組別甲組乙組時間(min)澄清石灰水溴麝香草酚藍澄清石灰水溴麝香草酚藍試管120澄清藍色澄清藍色酵母菌培養(yǎng)液2mL2mL項目二氧化碳檢測項目酒精檢測組別甲組乙組組別甲組乙組5酸性重鉻酸鉀0.5mL0.5mL1015溶液顏色變化橙色橙色……

注：以“＋”個數(shù)表示澄清石灰水的混濁程度。

(3)實驗現(xiàn)象

①甲、乙兩裝置中石灰水都變混濁，且甲中混濁程度高且快。②2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色。(4)實驗結(jié)論(4)實驗結(jié)論即酵母菌的呼吸類型既可以進行有氧呼吸又可以進行無氧呼吸——兼性厭氧型。特別提醒：

①檢驗酒精的化學(xué)反應(yīng)在實踐上的用途：檢測司機是否酒后駕車。

②培養(yǎng)液中葡萄糖的作用：保證酵母菌的正常生活。

③該實驗是對比實驗即是條件對照實驗，因為有氧和無氧條件下的實驗都是實驗組。探究酵母菌的細胞呼吸方式1．實驗原理

(1)酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌,因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。

(2)CO2可使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2

的產(chǎn)生情況。

(3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。2．實驗流程3．實驗現(xiàn)象(1)甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，但甲中渾濁程度高且速度快。(2)2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色。4．實驗結(jié)論

【典例】(2011年寧波統(tǒng)考)下圖是某同學(xué)為了研究酵母菌的厭氧呼吸所制作的一個實驗裝置。開始時錐形瓶中裝有質(zhì)量分數(shù)為2%的葡萄糖溶液，并在其中加入適量的酵母菌。實驗過程中，刻度玻璃管中的有色液滴會向右移動。表中是該同學(xué)在不同的溫度條件下進行實驗時所記錄的液滴右移的距離(單位：cm)。請判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是(

時間(min)溫度(℃)123454000.10.20.3100.21.01.93.14.0200.41.32.23.34.5350.71.42.84.45.05500.10.20.30.4A.實驗開始前應(yīng)對葡萄糖溶液作煮沸處理，以除去氧氣和滅菌B．表中數(shù)據(jù)可以表示酵母菌厭氧呼吸所產(chǎn)生的CO2

的量C．在一定范圍內(nèi)，隨著溫度升高，酵母菌的厭氧呼吸強度越來越大D．35℃最有利于酵母菌的厭氧呼吸，隨著實驗的進行，液滴右移的速率越來越大[解題思路]第一步明確實驗過程、提取隱含信息：酵母菌在葡萄糖溶液中大量繁殖，產(chǎn)生大量二氧化碳，使刻度玻璃管中的有色液滴向右移動。第二步信息轉(zhuǎn)化：氮氣使裝置中形成無氧環(huán)境；不同溫度下的酵母菌數(shù)量都呈現(xiàn)四個時期：調(diào)整期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。第三步分析選項：A項在加入酵母菌之前，應(yīng)對葡萄糖溶液作煮沸處理，以除去氧氣和滅菌，有利于酵母菌的繁殖，同時也能證明氣體都是由酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的；C項在一定范圍內(nèi)，隨著溫度升高，酵母菌的厭氧呼吸強度越來越大，但當溫度超過最適溫度后會隨溫度的上升而下降；D項，35℃的實驗組中，厭氧呼吸所產(chǎn)生的CO2

的量多，說明最有利于酵母菌的厭氧呼吸，但隨著實驗的進行，葡萄糖量減少和有毒物質(zhì)的積累，酵母菌的厭氧呼吸減慢，液滴右移的速率越來越小。

[答案]D提高實驗嚴謹性的方法

無氧呼吸裝置瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。1．(2011年潮州統(tǒng)考)細胞呼吸對生命活動意義重大，下面關(guān)于細胞呼吸的敘述正確的是()

A．線粒體是需氧呼吸的主要場所，沒有線粒體的細胞只能進行厭氧呼吸

B．有葉綠體的細胞可以自行合成ATP，因此不需要細胞呼吸提供能量

C．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生AmolCO2，人在正常情況下消耗等量葡萄糖可形成3AmolCO2

D．細胞呼吸中有機物的分解必須有水和氧氣的參與才能釋放儲存的能量解析：葉綠體合成的ATP只用在暗反應(yīng)中；細胞呼吸中的無氧呼吸不需O2。答案：C

2．(2011年廣東聯(lián)考)下圖表示人體在不同距離的跑步過程中，有氧呼吸和無氧呼吸供能的百分比(假設(shè)能量全部來自糖類的分解)。下列相關(guān)的說法正確的是()A．跑步距離越長，無氧呼吸供能所占比例越大B．跑步距離越短，有氧呼吸供能所占比例越大C．100米跑時，所需ATP主要由有氧呼吸產(chǎn)生D．1500米跑時，兩種呼吸方式消耗的葡萄糖的量不相等解析：短跑時無氧呼吸占優(yōu)勢，長跑時有氧呼吸占優(yōu)勢。答案：D

3．(2011年汕頭模擬)下圖為探究酵母菌進行的細胞呼吸類型的裝置圖，下列現(xiàn)象中能說明酵母菌既進行需氧呼吸，同時