浙江选考19版高考生物一轮总复习第二单元细胞的代谢第7讲细胞呼吸学案Word格式.docx
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(3)乳酸发酵和乙醇发酵
类型
场所
条件
第一阶段产物
第二阶段产物
代表生物
乳酸发酵
细胞
溶胶
酶、
无氧
丙酮酸和NADH
乳酸
乳酸细菌
乙醇发酵
乙醇和CO2
酵母菌
思考讨论
1.结合上面需氧呼吸示意图,回答相关问题:
(1)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路。
提示 如图所示
(2)葡萄糖的氧化分解过程就是氢的得失过程,是一个氧化还原反应,其中的碳氧化为CO2,其中的氢被氧化为水,并将糖分子化学键中贮存的能量通过氧化还原作用释放出来的过程。
(3)能量的利用:
细胞中每彻底分解1个葡萄糖分子,可以合成约30个ATP分子,其中26个ATP分子是在线粒体内膜中产生。
2.人和动物细胞呼吸过程中CO2的产生场所与酵母菌有何不同?
提示 人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;
酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶。
3.与平静状态相比较,人体剧烈运动时CO2/O2比值有何不同?
提示 人体厌氧呼吸产生乳酸,无CO2产生,即CO2只能通过需氧呼吸在线粒体中产生,故人体剧烈运动时,CO2/O2=1。
4.归纳总结真核细胞中需氧呼吸和厌氧呼吸的比较(加试)
项目
需氧呼吸
厌氧呼吸
不
同
点
需氧,需酶及适宜的温度
不需氧,需酶及适宜的温度
第一阶段(糖酵解):
细胞溶胶;
第二阶段(柠檬酸循环):
线粒体基质、嵴;
第三阶段(电子传递链):
线粒体内膜
第一、二阶段:
细胞溶胶
分解
程度
氧化分解彻底
氧化分解不彻底
产物
CO2和H2O
乳酸或乙醇和CO2
能量
变化
稳定的化学能→ATP中活跃的化学能+热能
稳定化学能→ATP中活跃化学能+热能+不彻底氧化产物中的化学能
相
本质
都是氧化还原反应,分解有机物,释放能量,合成ATP供生命活动需要
过程
第一阶段糖酵解(葡萄糖→丙酮酸)完全相同
意义
①为生物体的各项生命活动提供能量;
②为细胞内有机物的合成提供碳骨架
联系
厌氧呼吸进化为需氧呼吸;
有氧气存在时厌氧呼吸受抑制
(1)不同生物厌氧呼吸的产物不同,其原因是什么?
提示 原因在于催化反应的酶不同。
(2)厌氧呼吸的两个阶段都产生ATP吗?
提示 不是。
厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(3)厌氧呼吸第一阶段产生的NADH与需氧呼吸第一、二阶段产生NADH的用途相同吗?
提示 不同。
需氧呼吸第一、二阶段产生的NADH用于第三阶段与O2结合生成水;
厌氧呼吸第一阶段产生的NADH用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
题型一 需氧呼吸的过程
1.(2017·
绍兴适应性考试)下列有关人体细胞需氧呼吸电子传递链的叙述,正确的是( )
A.不产生CO2B.在线粒体外膜上进行
C.不产生ATPD.不消耗O2
答案 A
解析 电子传递链即需氧呼吸第三阶段,24[H]+6O212H2O+大量能量,在线粒体内膜上进行。
2.(2017·
婺城区校级期中)下列关于人体需氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.电子传递链产生的ATP最多
B.柠檬酸循环中O2与NADH结合生成水
C.与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上
D.丙酮酸在细胞溶胶中分解产生二氧化碳
解析 电子传递链发生在第三阶段,此阶段释放大量能量,因而产生的ATP最多,A正确;
柠檬酸循环发生在第二阶段,而O2与NADH结合生成水发生在第三阶段,B错误;
与糖酵解有关的酶分布在细胞溶胶中,C错误;
人体需氧呼吸过程中,丙酮酸在线粒体基质和嵴中分解产生二氧化碳,D错误。
不同生物细胞呼吸的理解误区
(1)真核生物的细胞并非都能进行需氧呼吸,如蛔虫细胞生活在肠道无氧的环境中,细胞内无线粒体。
哺乳动物成熟的红细胞内无核、无细胞器,被血红蛋白填充,只能进行厌氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行需氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌、空气中的细菌等。
原核生物的需氧呼吸发生在细胞溶胶和细胞膜上。
题型二 厌氧呼吸的过程
3.(2017·
浙江名校协作体)下列关于人体肌肉细胞厌氧呼吸的叙述中,正确的是( )
A.会有特殊分子携带氢和电子传递给氧生成水
B.葡萄糖分解产生乙醇和二氧化碳
C.产物在肌肉细胞中再生成葡萄糖
D.全过程都在细胞溶胶中进行
答案 D
解析 厌氧呼吸过程中NADH不与氧结合生成水;
A错误;
动物和人的厌氧呼吸生成乳酸,B错误;
乳酸生成后运输到肝脏中再生成葡萄糖,C错误。
4.(2017·
台州教学质量评估)下列有关厌氧呼吸的叙述,错误的是( )
A.产生少量ATP
B.可产生水
C.酵母菌细胞可释放二氧化碳
D.在细胞溶胶中进行
答案 B
解析 厌氧呼吸在细胞溶胶中进行,把葡萄糖等不彻底地分解成乙醇和CO2或乳酸,产生少量能量,但不产生水。
厌氧呼吸的4点提醒
(1)不同生物厌氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)厌氧呼吸只释放少量能量,其余能量贮存在分解不彻底的氧化产物——乙醇或乳酸中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用。
(4)需氧呼吸与厌氧呼吸产物最大的区别是厌氧呼吸没有水生成,并且厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
题型三 需氧呼吸与厌氧呼吸的异同(加试)
5.(2017·
温州检测)在细胞呼吸过程中有CO2放出时,则可判断此过程( )
A.是厌氧呼吸B.是需氧呼吸
C.不是乳酸发酵D.不是乙醇发酵
答案 C
解析 在细胞呼吸过程中有CO2放出,则可能是需氧呼吸,也可能是产生乙醇和CO2的厌氧呼吸,A、B错误;
乳酸发酵时只产生乳酸,不产生二氧化碳,故细胞呼吸过程中有CO2放出一定不是乳酸发酵,C正确;
乙醇发酵时会产生二氧化碳,故细胞呼吸过程中有CO2放出可能是乙醇发酵,D错误。
6.(2017·
衢州模拟)细胞呼吸的过程如图所示,其中①~③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。
下列叙述中,错误的是( )
A.①是细胞溶胶,③是线粒体
B.甲进入③的前提是有O2存在
C.若乙是乳酸,则①②③中都能够产生ATP
D.本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内,那么乙一定是乙醇和CO2
解析 ①表示细胞呼吸第一阶段的发生场所,即细胞溶胶;
③表示需氧呼吸第二和第三阶段的发生场所,即线粒体,A选项正确;
甲是丙酮酸,只有在有O2存在的条件下才能进入③线粒体进行需氧呼吸的第二和第三阶段,B选项正确;
若乙是乳酸,则表示厌氧呼吸,②中不能产生ATP,C选项错误;
酵母菌厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2,D选项正确。
题型四 细胞呼吸类型的判断与相关计算(加试)
7.(2017·
温州模拟)某植物器官的呼吸强度(用CO2释放量表示)与O2吸收量的关系如图所示,分析正确的是( )
A.a点时释放的CO2全部是厌氧呼吸的产物
B.a点时细胞呼吸的产物中还有乙醇
C.b点时需氧呼吸和厌氧呼吸的CO2释放量相等
D.O2浓度越低,呼吸强度越小
解析 a点释放的CO2为需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物,A错误;
植物厌氧呼吸生成乙醇和CO2,B正确;
b点时,消耗的O2等于生成的CO2,表明只进行需氧呼吸,C错误;
从图中看,O2浓度大约5%时,呼吸强度最小,D错误。
8.下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述正确的是( )
A.氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,厌氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等
解析 氧浓度为a时,植物只进行厌氧呼吸,会产生大量乙醇,因此在a浓度下不适于贮藏该植物器官,故A错误;
氧浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8-3)÷
2=2.5,而需氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷
6=0.5,可见该浓度下,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍,故B正确;
氧浓度为d时,植物只进行需氧呼吸,此时无厌氧呼吸,即厌氧呼吸最弱,故C、D错误。
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.需氧呼吸和厌氧呼吸(产生乙醇)的有关计算
(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数
厌氧呼吸∶需氧呼吸=1∶3。
(2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数
需氧呼吸需要的氧气∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数
厌氧呼吸∶需氧呼吸=3∶1。
考点二 影响细胞呼吸的外界因素及在实践中的应用
1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:
通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时,呼吸速率最大。
②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用
①低温下贮存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响
O2是需氧呼吸所必需的,且O2对厌氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析(如下图)
①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸。
②0<
O2浓度<
10%时,同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。
③O2浓度≥10%时,只进行需氧呼吸。
④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。
①中耕松土促进植物根部需氧呼吸。
②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓贮粮食、水果和蔬菜。
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
(2)曲线
(3)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。
4.含水量对细胞呼吸的影响
水作为需氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点:
在一定范围内,细胞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粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
5.呼吸原理在实践应用中常见实例归纳
(1)厌氧呼吸应用实例
①制作酸奶、泡菜(乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸)。
②酿酒(酵母菌厌氧呼吸产生乙醇)。
③透气纱布包扎(抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸)。
(2)需氧呼吸应用实例
①提倡慢跑等有氧运动使细胞进行需氧呼吸以避免肌细胞产生大量乳酸。
②酿醋(醋化醋杆菌需氧呼吸将乙醇氧化为醋酸)。
③稻田定期排水有利于根系需氧呼吸,防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
④低温、低氧贮藏果蔬、种子,抑制呼吸强度,减少有机物消耗。
⑤松土:
使土壤疏松、促进植物根细胞需氧呼吸
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