2026届高三生物一轮复习课件第11讲细胞呼吸的原理和应用

第11讲 细胞呼吸的原理和应用 2、真核细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体，原核细胞无线粒体，故只能进行无氧呼吸。 1、一株植物的不同部位，无氧呼吸的产物可以不同。 4、人体内的细胞无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸(呼吸底物是葡萄糖时)，甚至两者同时进行时消耗的氧气与生成的二氧化碳始终是相等的。 前测高频错误 5、马铃薯储藏久了会有酒味产生。 6、无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成。 7、细胞呼吸的产物中如果没有H2O的产生，就一定是无氧呼吸。 8、某超市有一批过保质期的酸奶出现胀袋现象，很可能是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。 3、无论有氧呼吸还是无氧呼吸，释放的能量多数都用于形成ATP。 9、在探究酵母菌细胞呼吸的方式中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 10、酵母菌呼吸作用方式的探究实验中检测呼吸产物酒精时，应等酵母菌把葡萄糖充分消耗之后再进行，因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应。 （✔） （ ✘ ） （ ✘ ） （✔） （ ✘ ） （ ✘ ） （✔） （ ✘ ） ✔） （✔） 考点1　细胞呼吸的方式和过程 01 细胞 二氧化碳 ATP 细胞 氧 酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 大量ATP 2.学习任务： ①画有氧呼吸过程图解； ②尝试说出有氧呼吸每个阶段的场所、物质变化和能量变化。 教材P93：相关信息 [H]为还原型辅酶Ⅰ （NADH） （1）有 氧 呼 吸 过 程 中 ， 哪一阶段放能最多 ？ （2）水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？ （3）在第几阶段产生二氧化碳？氧气在第几阶段参与反应？ （4）为什么说线粒体是有氧呼吸的主要场所 ？ （5）生成的水中的氧、二氧化碳中的氧分别来自什么物质？ 问题思考： 第三阶段 第二阶段和第三阶段 第二阶段和第三阶段 第二、第三阶段都在线粒体中进行 氧气、 葡萄糖和水 3.写出有氧呼吸总反应式：（标出氧元素的来源和去路） C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 6 CO2+ 12 H2O +能量 酶 1mol葡萄糖释放2870kJ的能量 977.28kJ储存在ATP中 1892.72kJ以热能形式散失 稳定化学能 活跃化学能 有氧呼吸的能量大部分（约66%）以热能形式散失，少数转化生成ATP。能量转化效率大约为34%。 1.反应式中的能量能否写成ATP ？ 2.反应式中两边的水能否约去？ 逐步 ATP中 4．与体外有机物燃烧相比，有氧呼吸具有的不同特点： (1)反应过程： ____ ； (2)能量释放：有机物中能量 ____ 释放； (3)能量转化：释放的能量一部分储存在________。 温和 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(除下表所示不同外，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？ (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)。 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组丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。 差速离心法 多种酶的催化 不彻底的氧化产物 细胞质基质 3.学习任务：画无氧呼吸过程图解，尝试说出无氧呼吸每个阶段的场所、物质变化和能量变化。 第一阶段 酒精或乳酸 酶 基因 学习任务：比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同点： （主要比较条件、场所、产物、能量释放等） 1）关注生物类型：原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质和细胞膜上进行。 破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等只有无氧呼吸。 2）关注能量去路：无论有氧呼吸和无氧呼吸，有机物释放的能量主要是热能，只有少部分用于合成ATP。无氧呼吸有大部分的能量储存在酒精或乳酸。 3）关注无氧呼吸： ① 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]。 ② 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。 ③ 人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 ④ 有的植物不同器官，甚至同一器官无氧呼吸的产物不同 易错点 有氧呼吸和无氧呼吸的过程 1. 合成ATP，为细胞生命活动提供能量；提供热量御寒。 2. 生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 细胞呼吸的意义 1．(2024·丹东模拟)糖类、脂肪和蛋白质是细胞的主要营养物质，如图是人体有机物代谢过程模式图。图中字母表示物质，数字表示代谢过程。下列叙述错误的是(　 ) A．①过程发生在细胞质基质中，A为丙 酮酸 B．D为脂肪酸，大多数是饱和的，熔点 较高 C．图中三大类营养物质氧化分解过程中 形成ATP最多的过程是④ D．⑥和⑪过程能产生人体所需的8种必 需氨基酸 D 2．(2021·山东实验中学检测)金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天，肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼缺氧状态下，细胞中部分代谢途径，下列相关叙述正确的是(　　) A．②过程不需要O2的参与，产生的“物质X”是丙酮酸 B．过程①②均有能量释放，大部分用于合成ATP C．过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同 D．若给肌细胞提供18O标记的O2，不会在CO2中检测到18O A 3．(2021·衡水中学检测)电子传递链是一系列电子载体按对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。下面是细胞呼吸过程中电子传递链的部分示意图。下列说法错误的是(　　) A．图示生物膜可能是线粒体内膜 B．图示中的H＋来自葡萄糖的分解 C．图示过程发生于有氧呼吸第三阶段 D．图中膜蛋白参与了物质运输和能量转换 B 在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链，称为电子传递链或呼吸链，是典型的多酶体系。如图展示的是有氧呼吸部分过程图，下列相关叙述正确的是（　　） A. 在电子传递链复合体作用下使线粒体膜间隙呈碱性B. 图中线粒体内膜上ATP合成离不开氢离子的跨膜运输C. 丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质的运输方式是协助扩散D. 有氧呼吸第三阶段利用的NADH也可用于光合作用的暗反应 4．(2024·南京模拟)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP。ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的是( ) A．膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解 B．NADH中的能量可通过H＋的电化学势能转移 到ATP中 C．蛋白质复合体运输H＋和ATP合成酶复合体运 输H＋的方式分别为主动运输和协助扩散 D．寒冷条件下棕色脂肪细胞被激活时，线粒体 有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增加 A 考点2　细胞呼吸方式的判断与实验探究 02 1、技巧方法 判断细胞呼吸方式的三大依据 2．细胞呼吸方式的判断及实验探究 (1)探究细胞呼吸方式的实验装置 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)： 实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 左移 不动 不动 右移 左移 右移 只进行有氧呼吸 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 (2)物理误差的校正 为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。 特别提醒　(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。 (2)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 3．细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系(以葡萄糖为呼吸底物) (1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6 (2)无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2 或 C6H12O6∶乳酸＝1∶2 (3)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2摩尔数： 有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸+无氧呼吸产生的CO2＝3∶4 (4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数： 无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1 考点3　影响细胞呼吸的因素及应用 03 规律1： 不同植物呼吸速率不同 规律2：同一植物不同器官呼吸速率不同 规律3：同一植物不同生长发育期呼吸速率不同 2、影响细胞呼吸的外部因素及应用 （1）温度 a.原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响 进而影响细胞呼吸速率。 b.曲线模型(如图) 酶的活性 （有利于光合作用） （降低细胞呼吸，减少有机物消耗） （2）O2浓度 a.原理:O2是 所必需的,且O2对无氧呼吸过程有 作用。 b.曲线模型(如图) 抑制 有氧呼吸 (2)模型解读 ①点的含义 R点：只进行无氧呼吸； P点之前：有氧呼吸与无氧呼吸共存， CO2释放总量＝有氧呼吸释放量 ＋无氧呼吸释放量； P点以后：只进行有氧呼吸； Q点：释放的CO2量最少，此条件最有利于蔬菜水果或种子的保存； B点：有氧呼吸吸收的O2量(或释放的CO2量)等于无氧呼吸释放的CO2量。 此浓度下有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是？ ②线的含义 RQP区段是两种呼吸方式同时存在的； RQ区段CO2生成量急剧减少的原因是随着O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制； ORP区域的面积表示无氧呼吸产生的CO2量。 c.应用 ①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作物栽培中及时松土,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）CO2浓度 a.原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会 细胞呼吸的进行。 b.曲线模型(如图) c.应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。 抑制 （4）含水量 a.原理:一定范围内,细胞中 含量越多,代谢越旺盛,细胞呼吸越强。 b.曲线模型(如图) 自由水 c．应用 (1)抑制细胞呼吸：晒干的种子_ _____含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。 (2)促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。 自由水 [多选](2023·山东高考改编)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是( ) A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消 耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时较适合保存该器官，该浓度下细胞呼吸强度较小，消耗葡萄糖较慢 BCD 考点4　细胞呼吸的相关实验 04 变混浊 溴麝香草酚蓝 灰绿色 探究酵母菌的细胞呼吸方式 实验原理 注意：本实验的鉴定试剂及现象 试剂 鉴定对象 实验现象 CO2 CO2 酒精 变混浊(据变混浊程度可确定CO2多少) 蓝→绿→黄(据变色的时间快慢确定CO2的多少) 橙色→灰绿色(酸性条件) 澄清石灰水 溴麝香草 酚蓝水溶液 重铬酸钾 葡萄糖 去除空气中的CO2 耗尽瓶中原有的氧气 变混浊快 变混浊慢 产生CO2多而快 产生酒精， 还产生少量的CO2 1．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。 (　　) 2．检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。 (　　) 3．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。 (　　) 4．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的变混浊快慢判断细胞呼吸的方式。 (　　) × √ × √ 提示：应各取2 ml酵母菌培养液的滤液，分别注入2支试管中，加酸性的重铬酸钾溶液检测。 （2）说出实验原理？ （3）误差校正怎么做？ 校正 重难点归纳 1、细胞呼吸速率的测定 （1）实验装置 （2）说出实验原理 装置二液滴 装置一液滴 结论 实验结果 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 不动 左移 进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 右移 左移 只进行产酒精的无氧呼吸 右移 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸 不动 不动 1．(2024·南开二模)ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一，而合成ATP需要ATP合成酶的参与，该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP，下列说法错误的是( ) A．该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的质膜上 B．ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定 C．H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要载体协助 D．ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡 A 2．(2024·洛阳一模)呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离，设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　 ) A．若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是2 B．若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪 C．若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴右移、装置2液滴左移 D．为保证数据的科学性，可增加放入灭活发芽种子的装置，其他条件不变 C 3．[多选]人体骨骼肌细胞因疾跑缺氧而进行无氧呼吸，产生的乳酸能通过血液运输至肝细胞，再生葡萄糖后，可运回骨骼肌细胞，称为Cori循环，部分过程如图所示。下列叙述错误的是() A．葡萄糖分解过程中不需要ATP 提供物质和能量 B．疾跑时肝细胞通过无氧呼吸为骨骼肌供能 C．该循环耗能，但可保障机体克服暂时缺氧 D．骨骼肌细胞中的葡萄糖可以由肌糖原转化而来，并运输出细胞补充血糖 ABD $$