第08讲 细胞呼吸-2025年高考生物一轮复习通关精讲课件

第8讲 细胞呼吸 素养目标 科学思维：通过比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同，掌握分类比较的研究方法。 科学探究：通过实验设计与实验结果分析，探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式。 构建网络知识框架 高考真题 B （2022北京卷·T3）在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（ ） A. 消耗的ATP不变 B. 无氧呼吸增强 C. 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D. 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 高考真题 C (2023·全国·历年真题)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（　　） A. 酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B. 酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C. 可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D. 不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 C 高考真题 D (2023·湖北省·历年真题)为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（　　） A物质浓度（μg•L-1）指标 0 10 50 100 ① 肝脏糖原含量（mg•g-1） 25.0±0.6 12.1±0.7 12.0±0.7 11.1±0.2 ② 肝脏丙酮酸含量（nmol•g-1） 23.6±0.7 17.5±0.2 15.7±0.2 8.8±0.4 ③ 血液中胰高血糖素含量（mIU•mg•prot-1） 43.6±1.7 87.2±1.8 109.1±3.0 120.0±2.1 A. 由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快 B. 由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快 C. ①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖 D. ③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高 高考真题 (2023·浙江省·历年真题)阅读下列材料，完成各小题。 小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。 小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是（　　） A. 有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合 B. 有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C. 有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D. 有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 A 关于小曲白酒的酿造过程，下列叙述错误的是（　　） A. 糖化主要是利用霉菌将淀粉水解为葡萄糖 B. 发酵液样品的蒸馏产物有无酒精，可用酸性重铬酸钾溶液检测 C. 若酿造过程中酒变酸，则发酵坛密封不严 D. 蒸熟并摊晾的原料加入糟醅，立即密封可高效进行酒精发酵 D (2020·江苏省·历年真题)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。如图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题： （1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成____和[H]。[H]经一系列复杂反应与____结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。 （2）线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与____结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。 （3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到____中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过____进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的____分子与核糖体结合，经____过程合成白细胞介素。 （4）T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是____。 （1）CO2 O2 （2）DNA （3）细胞质基质 核孔 mRNA 翻译 （4）提高机体的免疫能力 PART 01 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理 酵母菌代谢类型 产物检测 检测CO2 澄清石灰水：变混浊(根据混浊程度可确定产生CO2的多少) 溴麝香草酚蓝溶液：蓝色→绿色→黄色(根据溶液变成黄色时间长短可确定产生CO2的多少) 检测酒精 酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色 1、有氧条件下 10%NaOH：除去空气中的O2，以免影响呼吸产物 实验结束后，澄清石灰水变浑浊且速度较快，说明产生了大量的CO2；取B中的液体，加入酸性重铬酸钾后无颜色变化，说明有氧呼吸不产生酒精 B瓶的温度增加，说明有氧呼吸产生了热量 2、无氧条件下 D瓶先封口放置一段时间，耗尽氧气，营造无氧环境 实验结束后，澄清石灰水变浑浊但速度较慢，说明产生了少量的CO2；取D中的液体，加入酸性重铬酸钾后由橙色变成了灰绿色，说明无氧呼吸产生了酒精 D瓶的温度略增加，说明无氧呼吸产生了少量热量 注意： 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。 如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。 有氧装置中空气可以先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。 D瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将D瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。 检测CO2也可用溴麝香草酚蓝溶液，看是否由蓝变绿再变黄 本实验属于相互对照实验，即对比实验，两组均为实验组 生物代谢类型 同化类型：自养、异养 异化类型：需氧、厌氧、兼性厌氧 Q：绿色植物、人、破伤风杆菌、硝化细菌、酵母菌、光合细菌的代谢类型分别是？ 例、如图表示某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的种子。以下说法错误的是(　　) A．设置A装置的目的是除去空气中的CO2，确保实验的科学性 B．种子的呼吸作用一般不受光照的影响，但温度会影响呼吸作用的强度 C．该装置一定要放在黑暗的环境中，避免光下种子光合作用的干扰 D．C瓶中澄清石灰水变混浊，是种子进行呼吸作用产生了CO2的缘故 C 例、某同学利用如图所示的装置探究酵母菌的呼吸方式，下列叙述错误的是(　　) A．实验开始前，将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的广口瓶后需振荡混匀 B．实验选用的温水温度为30 ℃，是因为该温度处于酵母菌发酵的适宜温度范围内 C．澄清石灰水变混浊，说明酵母菌只进行有氧呼吸 D．拔掉塞子后如能闻到酒味，说明一定有酵母菌进行了无氧呼吸 C PART 02 细胞呼吸的方式 1、有氧呼吸 概念：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ATP的过程 场所：主要是线粒体，少部分在细胞质基质 多种酶 底物：不仅是葡萄糖，也可能是脂肪，且脂肪C、H比例高，耗氧多，产能多 彻底氧化分解：有机物完全释放，能量完全释放 能量去路：主要以热能形式散失，少部分转化成ATP中的化学能 ②过程： 注意： 反应物的水是在线粒体基质中参与反应的，而产物中的水在线粒体内膜中产生； 反应物中水在有氧呼吸第二阶段被消耗，而产物水在有氧呼吸第三阶段产生。 有氧呼吸的总反应式 能量转化 真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解，因为线粒体没有运输葡萄糖的载体蛋白，也没有分解葡萄糖的酶 [H]:NADH ,还原型辅酶I，NAD++2e-+H+→NADH 实质：氧气参与下，细胞中有机物彻底氧化分解，释放能量 与燃烧相比，细胞呼吸是在温和条件下进行的缓慢燃烧的过程 脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量是因为脂肪与葡萄糖相比，含H量高。 2、无氧呼吸：指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不彻底分解，释放少量能量,生成少量ATP的过程。 ①场所：细胞质基质 ②过程 无氧呼吸的总反应式 酒精发酵： 乳酸发酵： 如：植物、酵母菌等 如：人、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等 ③能量去路 葡萄糖中的能量 储存在酒精/乳酸中（大部分） 无氧呼吸 释放出来的能量 （小部分） 热能散失（大部分） 合成ATP（少部分） 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 氧气参与 分解程度 产物 能量 ATP 生成阶段 相同点 线粒体（主）和细胞质基质 细胞质基质 需要 不需要 CO2＋H2O 乳酸或酒精＋CO2 热能（主）＋储存在ATP中的化学能 彻底氧化分解 不彻底氧化分解 第一、第二、第三阶段 第一阶段 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 O2 O2 CO2 CO2 肺泡 细胞呼吸 毛细血管 O2 呼吸 细胞呼吸是否 都需要氧气呢？ 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，释放能量并生成ATP的过程。 呼吸指机体与环境之间O2和CO2交换的过程 注意区分呼吸与呼吸作用 例．下列①～④代表细胞呼吸过程中物质的变化，有关说法错误的是(　　) ①葡萄糖→丙酮酸　　②丙酮酸→二氧化碳和水 ③丙酮酸→乳酸 ④丙酮酸→酒精和二氧化碳 A．人体中①和②过程都必须在有氧条件下才能进行 B．③过程可发生在正常人体细胞中，产物不会导致内环境pH剧烈变化 C．苹果和玉米种子的胚在无氧条件下可以分别进行①④和①③过程 D．在黑暗条件下，小麦②过程发生在线粒体中，产生大量ATP A 例、线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf­1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　) A．真核生物有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应 C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP D．若细胞中Apaf­1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 C 注意： 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ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。 4.人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞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.CO2不是判断有氧呼吸是否发生的标志 PART 03 影响呼吸速率的因素 ①a点为呼吸酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。 ②温度低于a点时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。 ③温度高于a点时，随温度升高，酶活性下降甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。 1、温度：通过影响酶的活性 应用： 零上低温储存农作物； 大棚种植中，白天升温增加光合作用强度，晚上降温降低细胞呼吸强度 2、O2浓度（呼吸底物为葡萄糖） Q点： P点： R点： A点： B点： 不消耗O2，只产生CO2 ⇒只进行无氧呼吸。 消耗O2量=产生CO2量 ⇒只进行有氧呼吸 产生CO2最少 ⇒组织细胞呼吸最弱 此时是农作物的最佳储存点。 有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率不想等。 无氧呼吸停止。 应用： 用透气纱布包扎伤口，避免厌氧菌滋生 农作物及时松土，避免土壤板结 慢跑，避免机体产生乳酸 稻田应定期排水，防止酒精使根腐烂 注意： 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。 下列关于呼吸作用原理的应用，正确的是(　　) A．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤害 B．给作物施农家肥，既能防止土壤板结，又能提高CO2浓度，有利于作物增产 C．鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量，主要来自ATP的水解 D．包扎伤口时，需要选用透气性好的创可贴，防止破伤风芽孢杆菌感染伤口表面并大量繁殖 B 3、CO2：增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 应用：农作物储存过程中可适当增加增加CO2的浓度 应用：种子萌发时，可增加含水量 种子储存时，降低含水量 4、细胞含水量：在一定范围内，细胞含水量增加，代谢旺盛，呼吸速率增加 C 科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．在30 ℃条件下，60 h以后呼吸速率为0的原因是呼吸底物消耗殆尽 B．储存水蜜桃的最适宜温度是2 ℃ C．如果在开放环境中做该实验，呼吸速率曲线可能与图中的结果不同 D．在三种温度条件下，三条曲线的变化趋势说明呼吸速率只与温度有关 PART 04 细胞呼吸方式的探究 以萌发的种子为例，呼吸底物为葡萄糖 着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量 着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值 吸收细胞呼吸产生的CO2 装置一液滴 装置二液滴 结论 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 Q：若装置一液滴右移，说明什么？ 萌发的种子的呼吸底物中可能含有脂肪。 误差校正：为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰，可用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同 实验前，需对种子进行消毒。 若实验材料为绿色植物，需要对整个装置进行遮光处理。 下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析错误的是(　　) A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量 B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸 C．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2 D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验 B PART 05 细胞呼吸的意义 1、为生物体供能 2、细胞代谢的枢纽：为其它化学反应提供反应原料 例、如图①～④表示细胞呼吸中的物质变化过程，下列叙述错误的是( ) A.一个细胞内②③不能同时进行 B.酵母细胞中③④进行的场所不同 C.图中过程①②③④中均能产生ATP和[H] D.①②、①③的产物不同，原因是酶的种类不同 C The end!!! $$