2025届高三生物一轮复习课件第13课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸

第13讲 细呼吸的方式及有氧呼吸 1.(2023·浙江1月选考，16)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.氧气的有无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 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 异养兼性厌氧型 必备知识 2.实验思路——对比实验 产生CO2的多少 什么是对比实验？教材中有哪些对比实验？ 提醒　对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有：①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度(pH)对酶活性的影响。 3.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生：从A、B中各取 2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 葡萄糖 重铬酸钾 提醒　由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 4.实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度 /快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度 /慢 出现 色 高 低 灰绿 5.实验结论 (1)酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生_______。 有氧 无氧 酒精和CO2 辨析：培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成(　　) × A.该实验属于对照实验，其中有氧组为实验组，无氧组为对照组 B.该实验也可用澄清的石灰水检测CO2的产生情况，以浑浊程度为实验指标 C.每升培养液中酵母菌前15 min的有氧呼吸速率为0.393 mmol/min D.随着时间的变化，装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐 　下降 巩固1、（不定项）在做“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析，并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法错误的是（ ）（课时作业12题） 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5 mmol/L 2 15 有氧1 18.6 mmol/L 无氧1 21.3 mmol/L 3 30 有氧2 9.9 mmol/L 无氧2 13.5 mmol/L A.该实验属于对照实验，其中有氧组为实验组，无氧组为对照组 B.该实验也可用澄清的石灰水检测CO2的产生情况，以浑浊程度为实验指标 C.每升培养液中酵母菌前15 min的有氧呼吸速率为0.393 mmol/min D.随着时间的变化，装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 ACD (2)线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入____________，脱羧后与辅酶A(CoA)连接，产生____________进入TCA循环。 例2.(2024·邵阳高三质检)葡萄糖是真核细胞能量的主要来源，如图为动物细胞中糖类代谢过程示意图，请回答下列问题：（课时作业15题） (1)在细胞质基质中，葡萄糖分解产生__________________(物质)，如果缺氧，丙酮酸将被转化为______。 丙酮酸、NADH、ATP 乳酸 考点二 有氧呼吸 (2)线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入____________，脱羧后与辅酶A(CoA)连接，产生____________进入TCA循环。 线粒体基质 乙酰CoA (3)葡萄糖分解和TCA循环产生的______中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终传递给_____。 NADH O2 (4)线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在___________________合成后运输到线粒体，研究发现它们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且具有特定构象，其意义是 . 细胞质的游离核糖体 有利于其穿过线粒体的双层膜 1.细胞呼吸的实质及方式 (1)实质:细胞内的有机物　 　　　,并　 　　　。  (2)方式:　　　　　和无氧呼吸。 2.有氧呼吸 (1)概念: 细胞在　　　的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物______ 氧化分解,产生　　　　　　　　,释放　　　　,生成大量ATP的过程。 氧化分解 释放能量 有氧呼吸 氧 彻底 二氧化碳和水　 能量 (2)过程 必备知识 (3)写出有氧呼吸过程的总反应式(标出氧元素的来源与去路) (4)能量的释放与特点 (1)释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以 形式散失，少部分储存在 中。 (2)特点：在温和的条件下进行，能量 释放，彻底氧化分解。 热能 ATP 逐步 有氧呼吸的三个注意点 (1)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 (2)有氧呼吸消耗O2的量不一定等于产生CO2的量，如果是以脂肪为反应物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。 (3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。但线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌（原核生物）无线粒体，也能进行有氧呼吸。 拓展 深挖教材细节 为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况，现从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验（除表格所示不同外，其他条件相同且适宜）。 组别 步骤一 步骤二 步骤三 1 加入线粒体 加入葡萄糖 加入溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后观察溶液颜色的变化情况 2 加入线粒体 加入丙酮酸 (1)从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是什么？ 提示：差速离心法。 (2)请预期两组实验的实验结果，并简述判断理由（实验结果中要写出具体的颜色变化）。 提示：第1组溶液为蓝色，第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄；第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，第2组中丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。 14.(2024·湘潭高三联考)正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使外膜内膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过解偶联蛋白通道直接回到基质中；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸第一、二阶段产生的 　NADH所携带的电子最终传递 　给氧气 B.加入抗霉素A，细胞由有氧呼 　吸转为无氧呼吸，产生酒精和CO2 C.FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，两者作用机理相同 D.加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加 　 巩固.(2024·湘潭高三联考)正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使外膜内膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过解偶联蛋白通道直接回到基质中；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的 电子最终传递给氧气 B.加入抗霉素A，细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸， 产生酒精和CO2 C.FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜， 两者作用机理相同 D.加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加 　 AD 能力提升：1、请用化学方程式说明“NADH”和“NAD＋”的关系 2、请据图分析ATP生成的过程是什么？ 内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 刷真题 明考向 1．（2023·广东卷，7）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ　　B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 A 2．（2022·全国甲卷，4）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　) A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 C 3.(不定项)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（ ） A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多 C.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少 　 BCD 4、（2021·重庆卷，21）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题。 (1)呼吸链受损会导致　　　（填“有氧”或“无氧”） 呼吸异常，代谢物X是　　　　　　　　　。 有氧　 乳酸（或C3H6O3） (2)过程⑤中酶B的名称为　　　 ， 使用它的原因是___________________ 过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害 (3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是______________________________________________________________________。 避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件 $$