专题梳理6 细胞呼吸为细胞生活提供能量（word版）-【精英1号】2024年高中生物学考笔记·知识梳理手册

专题梳理6　细胞呼吸为细胞生活提供能量 一、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解 1．呼吸：指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的O2，呼出CO2的气体交换过程。 细胞呼吸：指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。 2．需氧呼吸与厌氧呼吸 需氧呼吸 厌氧呼吸 乳酸发酵 乙醇发酵 场所 __________和线粒体，主要是__________ ________ ________ 氧气 需要 不需要 不需要 反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 C6H12O6________(乳酸)＋少量能量 C6H12O6________(乙醇)＋________＋少量能量 过程 ①第一阶段(糖酵解)：1个________分子被分解成2个丙酮酸和少量[H]，释放少量能量，形成少量ATP ②第二阶段：丙酮酸被彻底氧化分解形成________，产生[H]和少量________ ③第三阶段：前两个阶段产生的[H]经______________的传递，与氧结合生成水，产生________ ①第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行________ ②第二阶段：丙酮酸在酶的催化作用下，形成________ ①第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行________________________________________________________________________ ②第二阶段：丙酮酸在酶的催化作用下形成________ 意义 合成ATP，用于各种生命活动 快速利用葡萄糖产生ATP，以维持生命活动 【答案】　细胞溶胶　线粒体　细胞溶胶　细胞溶胶　2C3H6O3　2C2H5OH　2CO2　葡萄糖　CO2　ATP　粒体内膜上电子传递链　大量ATP　糖酵解　乳酸　糖酵解　乙醇和CO2 二、探究酵母菌的呼吸方式 1．实验原理 (1)酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧环境和无氧环境都能生活，因此可用来研究细胞呼吸的不同方式。 (2)CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌产生CO2的情况。 (3)重铬酸钾溶液在酸性条件下为橙色，遇到酒精变成灰绿色。 2．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CO2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CO2。 三、细胞呼吸是细胞代谢的核心 1．分解代谢：主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源，人和动物的细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。 2．合成代谢：各种各样的生物合成反应。这些反应的产物是细胞生活、生长和修复损伤所需要的物质。细胞呼吸一方面为这些合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供碳骨架。 【答案】　①丙酮酸　②糖酵解　③6H2O　④需氧呼吸第二阶段(柠檬酸循环)　⑤6O2　⑥需氧呼吸第三阶段(电子传递链)　⑦厌氧呼吸第二阶段 探究酵母菌的呼吸方式 【例题1】　下列有关“探究酵母菌的呼吸方式实验”的叙述，错误的是(D) A．在探究无氧呼吸的实验中，可用油脂层隔绝O2 B．在探究有氧呼吸的实验中，可用NaOH溶液除去泵入空气中的CO2 C．实验中需控制的无关变量有温度、pH等 D．可通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式 【解析】在探究厌氧(无氧)呼吸的实验中，可用油脂层隔绝O2，A正确；在探究需氧(有氧)呼吸的实验中，可用NaOH溶液除去泵入空气中的CO2，B正确；实验中需控制的无关变量有温度、pH等，且无关变量相同且适宜，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳，故不能通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式，由于产生二氧化碳的量不同，故可通过观察澄清石灰水的浑浊程度来判断酵母菌的呼吸方式，D错误。 【例题2】　[2018·4浙江卷]以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是(B) A．将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀 B．在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境 C．乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2 D．拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味 【解析】将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀，目的是使酵母菌与底物充分接触，利于发生反应，A正确；在甲试管内的混合液表面滴加一薄层石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵，B错误；CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2，C正确；酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精和CO2，酒精具有挥发性，拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味，D正确。 需氧呼吸与厌氧呼吸 【例题3】　[2020·7浙江卷]下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是(C) A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多 B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行 C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸 D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量 【解析】需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，储存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子，C正确；若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。 【例题4】　[2021·7浙江学考真题]制作馒头时，通常需要把面粉、温水和酵母菌按比例混合揉成面团。面团需“醒”上一段时间，才能制作出松软的馒头。若面团发酵时间过长，会产生淡淡的酒味。下列叙述错误的是(C) A．适当提高环境温度可缩短“醒”面的时间 B．“醒”面过程酵母菌细胞呼吸释放热能会使面团发热 C．馒头松软主要是酵母菌需(有)氧呼吸产生的H2O所致 D．面团产生酒味是酵母菌厌(无)氧呼吸产生的乙醇所致 【解析】适应提高温度，可以提高酵母菌的呼吸速率，从而缩短“醒面时间”，A正确；呼吸作用产生的能量一部分转化成ATP中活跃的化学能被生物利用，一部分以热能形式散失，所以会使面团温度升高，B正确；馒头松软主要是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致，C错误；酵母菌无氧呼吸会产生酒精，因而面团会产生酒味，D正确。 【例题5】　[2022·杭嘉湖金四县区学考模拟]下图中①②③表示真核细胞需氧呼吸过程中某些反应发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述错误的是(C) A．②过程发生在线粒体基质 B．甲、乙分别代表丙酮酸和[H] C．③过程释放大量的能量，主要用于ATP的合成 D．图示可以表示葡萄糖彻底氧化分解的过程 【解析】②表示细胞需氧(有氧)呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，A正确；根据题图分析可知，甲代表细胞呼吸第一阶段的产物——丙酮酸；乙代表细胞需氧(有氧)呼吸第二阶段的产物——[H](还原性氢)，B正确；③中进行的是细胞需氧(有氧)呼吸第三阶段，释放的能量最多，但大部分以热能散失，少部分用于ATP的合成，C错误；①②③三个过程本质上是利用氧气分解葡萄糖，所以可表示葡萄糖彻底氧化分解的过程，D正确。 【例题6】　[2022·温州市学考模拟]某科学小组用紫外线对野生型酵母菌进行诱变，获得线粒体不能合成和吸收[H]的缺陷型酵母菌。利用两种酵母菌进行如下两组实验：(已知呈白色的TTC显色剂能与O2竞争结合[H]从而形成红色物质) 甲组：野生型酵母菌＋葡萄糖溶液＋TTC显色剂→显微镜下观察线粒体的显色情况 乙组：缺陷型酵母菌＋葡萄糖溶液＋TTC显色剂→显微镜下观察线粒体的显色情况 下列叙述错误的是(B) A．野生型酵母菌的细胞质基质和线粒体基质都能合成[H] B．葡萄糖进入野生型酵母菌的线粒体内后可产生大量能量 C．缺陷型酵母菌比野生型酵母菌更适用于酒精发酵 D．观察两组酵母菌的线粒体，甲组、乙组分别呈红色、白色 【解析】野生型酵母菌能进行正常的有氧呼吸，其第一阶段和第二阶段分别在细胞质基质和线粒体基质合成[H]，A正确；葡萄糖不能直接进入线粒体，需要分解成丙酮酸后才能进入野生型酵母菌的线粒体中，B错误；题中显示呼吸缺陷型酵母菌线粒体中不能合成和吸收[H]，说明该缺陷型酵母菌有氧呼吸的第二阶段和第三阶段均无法正常进行，其呼吸过程只能发生在细胞质基质中，因而比野生型酵母菌更适用于酒精发酵，C正确；野生型酵母菌的线粒体中能合成[H]，TTC显色剂能与[H]结合而呈红色；呼吸缺陷型酵母菌的线粒体中不能合成[H]，TTC显色剂不能与[H]结合而呈白色，所以观察两组酵母菌的线粒体，甲组、乙组分别呈红色、白色，D正确。 【例题7】　[2022·7浙江学考]甜酒酿是以糯米为主要原料，通过发酵酿制而成的含乙醇食品，清甜可口，酒味淡泊，参与发酵形成甜酒酿的微生物主要是糖化菌和酵母菌。制备甜酒酿的工艺流程简图如下。 ―→―→―→ 回答下列问题： (1)酒药中含有发酵所需的微生物，其中的主要微生物是糖化菌和酵母菌。 (2)发酵过程中，淀粉被糖化菌分解成单糖或二糖后才能被酵母菌利用。推测酵母菌不能直接利用淀粉的原因： 酵母菌缺乏淀粉酶。 (3)“搭窝”是将拌好酒药的米饭装入容器，搭成中间低、周边高的凹窝。“搭窝”可以确保在发酵初期有较多的O2，以利于糖化菌和酵母菌进行需氧(有氧)呼吸。随着发酵的进行，O2被逐渐消耗殆尽，此时酵母菌发酵生成乙醇和CO2，最终形成了清甜可口的酒酿。 (4)若要生产甜度低、酒味浓郁的甜酒酿，请提出两条可行的措施。 延长发酵时间；增加酒药用量等 【解析】(1)依据题干信息，酒药中含有发酵所需的微生物，其中的主要微生物是糖化菌和酵母菌。(2)发酵过程中，淀粉被糖化菌分解成单糖或二糖后才能被酵母菌利用。据此推测，酵母菌由于缺乏淀粉酶而不能直接利用淀粉。(3)“搭窝”是将拌好酒药的米饭装入容器，搭成中间低、周边高的凹窝。“搭窝”可以确保在发酵初期有较多的O2，以利于糖化菌和酵母菌进行需氧(有氧)呼吸。随着发酵的进行，O2被逐渐消耗殆尽，此时酵母菌发酵生成乙醇和CO2，最终形成了清甜可口的酒酿。(4)增加酒药用量，即增加糖化菌和酵母菌菌种的量或延长发酵时间等措施，均促进可溶性的糖进一步减少，乙醇含量进一步提高，故可生产出甜度低、酒味浓郁的甜酒酿。 易错点1：误认为线粒体可“彻底分解葡萄糖”。 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——只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为“丙酮酸”后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。 易错点2：混淆呼吸作用反应式中“能量”与ATP，忽视呼吸放出的“热能”。 细胞呼吸反应式应为：C6H12O＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量，或C6H12O6乳酸＋能量或C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。上述反应式中的“能量”不可用“ATP”取代，因为这些能量实为“热能＋ATP”，而且相对于ATP中储存的能量而言“热能”应更多！ 易错点3：误认为无氧呼吸两个阶段都产生ATP。 无氧呼吸过程共产生2个ATP，而这2个ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生ATP。 学科网（北京）股份有限公司 $$