考点5 细胞呼吸 一、有氧呼吸 有氧呼吸可以分为三个阶段： 第一阶段：在细胞质基质中进行 反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖） 第二阶段：在线粒体基质中进行 反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O →20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP） 第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的 反应式：24[H]+6O2 →12H2O+大量能量（34ATP） 二、无氧呼吸 无氧呼吸可以分为二个阶段： 第一阶段：在细胞质基质中进行 反应式：1C6H12O6（葡萄糖）→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）（葡萄糖） 第二阶段：在细胞质基质中进行 反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]→C2H5OH+2CO2（或者乳酸） 三、细胞呼吸原理的应用 （1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。 （2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。 （3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。 （4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。 （5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。 （6）提倡慢跑等有氧运动，不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。 （7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。 （8）果蔬、鲜花要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。 四、 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 （1）酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。 （2）CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 （3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。 2．设计实验 3．实验现象与结论 1．下列选项正确的 选项 呼吸类型 [H]的来源 [H]的用途 A 有氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成水 B 有氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成水 C 无氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成乳酸 D 无氧呼吸 来源于葡萄糖 用于生成酒精 【参考答案】B 【解题思路】有氧呼吸过程中，[H]的来源有葡萄糖和水，用于水的生成，A错误、B正确；无氧呼吸第一阶段产生[H]，来源于葡萄糖，用于合成酒精或乳酸，C、D错误。 2．如图所示为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其吸收O2量和释放CO2量的曲线。结合此图分析，下来表述正确的是 A．O2浓度达到b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量 B．O2浓度为a时，果实的无氧呼吸水平最低 C．O2浓度为a时，若cd=ca，则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等 D．O2浓度为b时，无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等 【参考答案】A 【解题思路】O2浓度到b以后，氧气吸收量与二氧化碳释放量相等，果实基本上靠有氧呼吸提供能量，A正确；O2浓度为b时，氧气吸收量与二氧化碳释放量相等，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，所以无氧呼吸水平最低的是b点，B错误；O2浓度为a时，若cd=ca，则有氧呼吸产生的二氧化碳与无氧呼吸产生的二氧化碳相等，根据方程式进行计算可得无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比例为3：1，C错误；O2浓度为b时，氧气吸收量与二氧化碳释放量相等，细胞只进行有氧呼吸，D错误。 1．有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应 条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2，需要酶和适宜的温度 呼吸 场所 第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中 全过程都在细胞质基质中 分解 产物 CO2和H2O CO2和酒精或乳酸 同 点 释放 能量 1 mol葡萄糖释放能量2 870 kJ， 其中1 161 kJ转移至ATP中，生 成38 molATP 1 mol葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)，其中均有61.08 kJ转移至ATP中，生成2 mol ATP 特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没完全释放 相同点 其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要 相互 联系 ①第一阶段完全相同 ②实质相同：分解有机物，释放能量 ③意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料 ④无氧呼吸进化为有氧呼吸 2．影响细胞呼吸的因素及其应用 （1）内因：遗传因素(决定酶的种类和数量) ①不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 ②同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 ③同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。 （2）外因——环境因素 ①温度 a．温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。呼吸速率与温度的关系如图。 b．生产上常利用这一原理在低温下贮藏水果、蔬菜。大棚蔬菜的栽培过程中在夜间适当降低温度，可降低呼吸作用速率，减少有机物的消耗，提高产量。 ②O2的浓度 a．在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；O2浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。(如图) b．生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。 ③CO2 浓度CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%～10%时，呼吸作用明显被抑制。(如图) ④水 在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。 1．（2016·江苏卷）突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。下图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是 A突变酵母乙醇代谢途径未变 B突变酵母几乎不能产生[H] C氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体 D通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有 酒精 乳酸 CO2 ④H2O ⑤ATP A．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤ 1．【答案】BD 【解析】突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径，A正确；突变酵母细胞可通过乙醇代谢途径产生[H]，B错误；氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，增殖速率大于后者，C正确，突变酵母产生ATP的主要部位是细胞质基质，D错误。 2．【答案】D 【解析】白肌细胞含少量线粒体，可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸的产物为乳酸和ATP，有氧呼吸的产物为CO2 、H2O 、ATP。 1．如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是 A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质中 B．过程①②③④中均有ATP生成 C．过程①②③均能发生在酵母菌细胞中 D．过程③中的CO2产生于线粒体内膜上 2．下列有关有氧呼吸的叙述，正确的是 B．第二、三阶段一定发生在线粒体内 C．产生CO2的过程需要H2O作为原料参与反应 D．[H]与O2反应时释放的能量大部分转移至ATP中 3．下列有关检测酵母菌细胞呼吸作用产物的叙述，正确的是 A．如果产生的气体使澄清的石灰水变浑浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 B．如果产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，则酵母菌只进行无氧呼吸 C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生CO2 D．酵母菌发酵时不产生气体，但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色 4．生产和生活中，常常用到细胞呼吸的原理。判断下列各项中利用了细胞呼吸原理的是 ①真空包装水果延长保质期 ②酸奶的制作 ③利用葡萄糖、粮食、酵母菌酿酒 ④温室大棚内施化肥以增加植物的产量 ⑤医学上用通入氧气来驱赶肚子里的蛔虫 ⑥消化不良时食用多酶片 A．①②③⑤ B．①②③⑥ C．②③④⑤ D．③④⑤⑥ 5．蚕豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列说法正确的是 A．种子在破土前质量一直在减小 B．48 h后细胞呼吸底物不只是糖类 C．二氧化碳的产生场所为线粒体基质 D．12 h～24 h期间，细胞呼吸的主要方式为需氧呼吸 6．在植物生长发育过程中，随着生长的停止，植物的呼吸作用也会下降到极低值，可是苹果、番茄和香蕉等的果实在成熟开始时，会出现如图所示的呼吸强度突然升高的现象，称为呼吸高峰。下列有关推测错误的 A．谷物种子堆放时，会出现谷堆温度升高，说明谷物出现了呼吸高峰，需要进一步晒干谷物 B．呼吸高峰出现时，叶绿素分解，有机酸减少，同时香味成分、色素和糖的含量增加，推测呼吸高峰的出现与某种植物激素有关 C．生产实践中，苹果、梨、番茄、香蕉等果实的采收建议都是在呼吸峰出现之前进行 D．生产实践中，还可以通过控制果实储存温度等条件来推迟呼吸高峰的出现，延长贮藏时间 7．图1表示细胞呼吸的过程，图2表示细胞呼吸时气体交换的相对值的情况，图3表示氧气浓度对呼吸速率的影响，下列相关叙述中，正确的是 A．某些植物细胞中可以同时发生图1所示的所有过程 B．图3能表示氧气浓度对人体呼吸速率的影响 C．图3中C点时细胞的呼吸方式与图2中氧浓度为d时一致 D．图2中氧气浓度为d时，细胞中能通过图1所示①②过程产生CO2和H2O 8．高等植物生命过程中影响呼吸作用的因素有多种，据图回答下列相关问题。 （1）在测定呼吸作用相对速率时，通常需要避光条件，其原因是 ，温度主要影响 ，进而影响呼吸作用的速率。 （2）能够较长时间维持较快呼吸速率的温度称为适宜温度，图示是豌豆幼苗的呼吸速率随时间变化的曲线图，由图可知，豌豆幼苗呼吸作用的适宜温度是 ；温度为40℃时，豌豆幼苗呼吸速率随时间变化的特点是 。 （3）呼吸作用的反应物也会影响呼吸作用，其影响大小通常用单位时间内释放CO2与吸收O2的比率来表示。若反应物为丙酮酸时释放CO2与吸收O2的比值为X，反应物为葡萄糖时释放CO2与吸收O2的比值为Y，根据有氧呼吸有关过程，比较X与Y的大小关系是：X （填“大于”、“等于”或“小于”）Y。 1．【答案】C 【解析】③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体，催化过程③的酶分布于线粒体基质或内膜上，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的第二、三阶段都会产生ATP，无氧呼吸第二阶段没有ATP的生成，故过程①③中均有ATP生成，过程②④中没有ATP生成，B错误；酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行酒精发酵，故过程①②③均能发生在酵母细胞中，C正确；二氧化碳是有氧呼吸第二阶段的产物，产生于线粒体基质中，D错误。 2．【答案】C 【解析】有氧呼吸第一阶段的产物是丙酮酸和[H]，并释放少量能量，A错误；蓝藻是进行有氧呼吸的原核生物，其有氧呼吸的第二、三阶段不发生在线粒体内，B错误；产生CO2的过程为有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，需要H2O作为原料，C正确；[H]与O2反应时释放大量能量，大部分以热能形式散失，少部分转移至ATP中，D错误。 3．【答案】C 【解析】澄清石灰水用于检测二氧化碳，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，因此产生的气体使澄清的石灰水变浑浊，不能说明酵母菌只进行有氧呼吸，A错误；溴麝香草酚蓝水溶液用于检测二氧化碳，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，因此产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄，不能说明酵母菌只进行无氧呼吸，B错误；酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均能产生二氧化碳，C正确；酵母菌发酵时能产生二氧化碳气体，D错误。 4．【答案】A 【解析】保鲜膜隔绝空气，使保鲜膜内缺乏氧气，可以降低新鲜水果内细胞的呼吸作用，减少有机物的分解，①符合题意；酸奶的制作利用了乳酸菌的无氧呼吸，②符合题意；葡萄、粮食酿酒是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理，因此也利用了细胞呼吸原理，③符合题意；光合作用过程把二氧化碳和水合成有机物，放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中，温室大棚内施化肥利用了光合作用原理，④不符合题意；由于蛔虫的呼吸方式是无氧呼吸，当氧气存在时其无氧呼吸受抑制，抑制蛔虫体内有机物的分解，进而导致蛔虫因缺少能量供应不能生存，因此医学上用氧气驱除蛔虫，⑤符合题意；多酶片含有多种消化酶，帮助消化，因此消化不良时可以服用，⑥不符合题意。 5．【答案】B 【解析】种子在破土前吸收大量水分，所以总质量在增加，A错误；48 h后，氧气吸收速率大于二氧化碳释放速率，所以细胞呼吸底物不只是糖类，还有脂肪等，B正确；无氧呼吸时，二氧化碳的产生场所为细胞质基质，有氧呼吸时，二氧化碳的产生场所为线粒体基质，C错误；在12 h～24 h期间，二氧化碳的产生速率远大于氧气的消耗速率，说明此时细胞主要进行无氧呼吸，D错误。 6．【答案】A 【解析】谷物种子堆放时，谷物出现了呼吸高峰，是由于无氧呼吸增强引起的，A错误；香蕉等的果实在成熟时，乙烯含量增加，B正确；呼吸高峰出现时，有机物消耗最多，因此在生产实践中，苹果、梨、番茄、香蕉等果实的采收建议都是在呼吸高峰出现之前进行，C正确；呼吸作用与温度有关，降低温度，可以降低呼吸作用，有利于延长贮藏时间，D正确。 7．【答案】D 【解析】图1中，植物细胞中不能同时发生③④过程，A错误；图3不能表示氧气浓度对人体呼吸速率的影响，可以表示无氧呼吸产生酒精的植物的相关生理过程，B错误；图3中C点时细胞的呼吸方式与图2中氧浓度为c时一致，C错误；图2中氧气浓度为d时，细胞只进行有氧呼吸，能通过图1所示①②过程产生CO2和H2O表示，D正确。 8．【答案】（1）避免光合作用的影响 （呼吸作用相关的）酶的活性 （2）30℃ 短时间内迅速增加较长时间后下降 （3）大于 【解析】（1）根据实验的单一变量原则，在测定呼吸作用相对速率时，要排除光合作用的影响，所以要避光进行。温度通过影响呼吸作用过程中酶的活性，进而影响呼吸作用速率。（2）据图分析，5个温度中30℃ 是呼吸作用酶的最适宜温度；温度为40℃时，豌豆幼苗呼吸速率随时间变化的特点是短时间内先迅速增加，较长时间后下降。（3）有呼吸底物为葡萄糖时有氧呼吸方程式为呼吸底物为葡萄糖时有氧呼吸方程式为 根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况(底物为葡萄糖) O2吸收量、CO2释放量 细胞呼吸的方式 不消耗O2，释放CO2 只进行无氧呼吸 O2吸收量＝CO2释放量 只进行有氧呼吸 O2吸收量＜CO2释放量 两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自无氧呼吸 酒精量＝CO2量 只进行无氧呼吸 酒精量＜CO2量 两种呼吸方式同时进行，多余CO2来自有氧呼吸 CO2释放量：O2吸收量＝4︰3 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等 CO2释放量O2吸收量＞4︰3 无氧呼吸占优势 CO2释放量O2吸收量＜4︰3 有氧呼吸占优势 有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵，有酒精生成是产酒精的无氧呼吸，有含氮废物生成其呼吸底物一定为含氮物质(如蛋白质) 1．CO2释放量、O2吸收量、酒精量都是指物质的量，单位是摩尔。 2．以上的根据是葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸的方程式，不包括其他有机物质。 高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com | 我们负责传递知识！
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