2023届高三一轮复习细胞呼吸知识点总结教师版.docx

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1、细胞呼吸知识点梳理一、细胞呼吸1、细胞呼吸（呼吸作用）与呼吸（1）区别：呼吸指生物体与外界之间进行气体交换的过程。细胞呼吸指有机物在细胞内进行氧化分解，生成二氧化碳或其他产物的过程。（2）细胞呼吸分为：有氧呼吸和无氧呼吸 2、有氧呼吸（1）概念有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。（2）主要场所：线粒体 结构：外膜、内膜、嵴、基质酶 特点：内膜向内折叠形成嵴，增大了酶附着酶的膜面积，有助于加快有氧呼吸速率。（3）总反应式：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO212H2O能量（4）过程酶 第一阶段：

2、葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 反应式：C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量 注：H是NADH的简写，即还原型辅酶 第二阶段：丙酮酸彻底分解酶 场所：线粒体基质（葡萄糖不能直接进入线粒体，必须分解为丙酮酸后在有O2的条件下，丙酮酸通过主动运输方式进入） 反应式： 2C3H4O36H2O 6CO2+20H少量能量酶 第三阶段：【H】的氧化 场所：线粒体内膜 反应式：24H6O2 12H2O大量能量（5）总反应式及各元素的来源和去路有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2, H全部来自葡萄糖和水水：生成于有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸的第二阶段

3、，场所为线粒体基质。无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。二氧化碳：生成于有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质，或生成于无氧呼吸的第二阶段，场所为细胞质基质。 若给细胞提供18O标记的O2，则首先会在H2O中检测到18O，一段时间后在CO2中也可以检测到18O。 若给细胞提供18O标记的葡萄糖，则最终只在CO2中可以检测到18O，产物H2O中没有（不考虑光合作用）。（6）有氧呼吸过程中H的来源和去路:H的来源:有氧呼吸的第一、第二阶段H的去路：在第 三 阶段中与 氧气结合形成水（7）有氧呼吸能量的变化1mol的葡萄糖彻底氧化分解的能量为2870KJ，绝大部分（66%）转化为热能散失，一小部分（977

4、.28KJ左右，34%）储存在ATP中，是活跃的化学能，这些能量可通过ATP水解释放出来，用于各项生命活动。（特别注意，线粒体中合成的ATP可以离开线粒体，到细胞质基质、细胞核或叶绿体中分解供能）（8）有氧呼吸与燃烧的区别在细胞内进行，过程温和，有机物中的能量逐步释放，并有一部分储存在细胞内的ATP中，有利于维持细胞的相对稳定状态。（9）能进行有氧呼吸的生物真核生物（除哺乳动物成熟红细胞、蛔虫）、少数需氧型原核生物如蓝细菌、硝化细菌、醋酸杆菌等。（有氧呼吸第三阶段的酶在细胞膜上）例1：（高考重组）【易错判断】1.线粒体是真核生物进行有氧呼吸的主要场所，能否说生物没有线粒体就无法进行有氧呼吸(

5、)2.线粒体能直接利用葡萄糖进行氧化分解( )3.在线粒体内膜利用的【H】只来自于丙酮酸水解( )4.有氧呼吸中只产生水不消耗水( )5.有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第二阶段产生的ATP最多( )6.有氧呼吸过程等同于有机物在体外燃烧( )（解析：有氧呼吸条件温和，能量逐渐释放，部分储存在ATP中：7.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下，细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积( )8.细胞在供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精 ( )例2.下列关于叶绿体和线粒体的比较的叙述，正确的是( DEFH )A叶绿体中可发生CO2C3C6H12O6，在线粒体中则会发生C6H12O6C3CO2BA

6、TP和H在叶绿体中随水的分解而产生，在线粒体中随水的生成而产生C光能转变成化学能发生在叶绿体中，化学能转变成光能发生在线粒体中D都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行E.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体.F.线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所.G.叶绿体能通过光合作用合成葡萄糖，线粒体可以通过有氧呼吸分解葡萄糖H.分泌蛋白的合成与分泌与ATP水解反应相联系.I.线粒体、叶绿体的基质中都能产生ATP3、无氧呼吸（1）概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。（2）场所：细胞质基质酶（3）过程 第一阶段：与有氧

7、呼吸的第一阶段完全相同。 反应式：C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量 第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或转化为乳酸。酶不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶的不同，根本原因是控制酶合成的基因不同。酵母菌细胞同时存在控制有氧呼吸和无氧呼吸相关酶的基因）酶 反应式： 2C3H4O34H 2CO2+2C2H5OH(酒精) 或 2C3H4O34H 2C3H6O3(乳酸)（4）总反应式：酶酶 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH(酒精)少量能量 C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)少量能量（5）无氧呼吸能量的变化葡萄糖中稳定的化学能，因为是不彻底、不完

8、全分解，所以只释放出少量能量，大部分能量没有释放出来，储存在酒精或乳酸中，释放出来的少量能量，绝大部分（69%）转化为热能散失，一小部分（31%）储存在ATP中，是活跃的化学能，无氧呼吸只在第一阶段释放能量，部分用于合成ATP，第二阶段不释放能量（实际上还吸能）。 （6）能进行无氧呼吸的生物项目HATP来源有氧呼吸：C6H12O6和H2O 无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：三个阶段无氧呼吸：只有第一阶段去路有氧呼吸：与O2结合生成水无氧呼吸：还原丙酮酸用于各项生命活动 产酒精生物：酵母菌无氧发酵、植物细胞缺氧 产乳酸生物：乳酸菌、高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚。（7）细胞呼吸中H和A

9、TP的来源和去路（8）比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点场所第一阶段： 细胞质基质 第二阶段： 线粒体基质 第三阶段： 线粒体内膜 第一阶段： 细胞质基质 第二阶段： 细胞质基质 条件需O2、酶和适宜的温度不需O2、需酶和适宜的温度产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量1 mol葡萄糖释放能量2870kJ,其中977.28kJ转移至ATP中1 mol 葡萄糖释放能量 196.65 kJ(生成乳酸）或225kJ(生成酒精）,其中均有61.08kJ转移至ATP中特点有机物彻底氧化分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点1.葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同。2.分

10、解有机物，释放能量，合成ATP供生命活动利用。3.为生物体的各项生命活动提供能量，为体内其他化合物的合成提供原料。4.有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的。（【易错警示】（1）有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同？（2）无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量？（3）无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了？（4）不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同，根本 原因是基因选择性表达的结果。（5）判断下列说法是否正确植物细胞能进行过程和或和（ ）真核细胞的细胞质基质能进行过程和（ ）原核细胞不能进行过程( )乳酸菌细胞内过程消耗H，并产生少量ATP( )哺乳成熟的红细胞

11、只能进行过程和（ ）葡萄糖中的能量通过过程和一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中（ ）注意：若呼吸底物为葡萄糖，人和动物呼吸作用产生的CO2等于（大于/等于/小于）O2的消耗量无氧呼吸过程中没有（有/没有）H积累无氧呼吸过程中底物中能量没有（有/没有）全部释放出来线粒体吸收丙酮酸，而不会吸收葡萄糖线粒体不是有氧呼吸的必要条件，需氧型的原核生物也可进行有氧呼吸，其场所在细胞质基质和细胞膜上在呼吸作用中，H是NADH(还原型辅酶);光合作用中,H是NADPH(还原型辅酶II),不是同一种物质有氧呼吸和酒精发酵中都有二氧化碳生成，但水是有氧呼吸的特有产物。有水生成的一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成的

12、一定不是乳酸发酵。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始，由于O2的存在与否及酶种类的差异，才分别沿着不同的途径形成不同的产物。并不是所有的真核生物都能进行有氧呼吸，部分真核生物细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，如蛔虫等。有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。原核生物细胞能进行有氧呼吸。有的原核生物，如硝化细菌、根瘤百菌，虽然没有线粒体，但却含有全套的与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。真核生物有氧呼吸的酶存在3个场所：细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。无氧呼吸酶存在的场所：细胞质基质无氧呼吸第一阶

13、段就能产生H，第二阶段利用H将丙酮酸还原成酒精和二氧化碳；或是还原成乳酸。4、 细胞呼吸的意义：第一，能为生物体的生命活动提供能量，一部分转移到ATP中，用于维护各种生命活动，一部分以热的形式释放出来，用以维持生物体的体温.第二，能为体内其他化合物的合成提供原料，细胞呼吸过程中产生的中间产物是体内一些重要化合物合成的原料.细胞呼吸图解：六、细胞呼吸速率（强度）1.呼吸速率：是呼吸作用强弱的指标，通常以单位时间内分解有机物的速率来衡量。还可以测定释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。2.影响细胞呼吸的环境因素（1）内部因素：遗传因素：取决于酶的种类和数量，不同种类、不同器官、不同生长发育时

14、期细胞呼吸速率不同。不同植物呼吸速率不同，如阳生大于阴生植物。同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同，如生长期高于成熟期。同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。3、温度（1）曲线解读 温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 在一定范围内，呼吸作用强度随温度升高而增强。最适温度时，呼吸作用最强。 超过最适温度后，呼吸酶活性下降，呼吸作用受抑制。（2）应用零上低温下贮存蔬菜、水果。温室栽培过程中，夜间适当降低温度，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可提高产量。4、O2浓度（1）曲线解读 O2浓度低时，无氧呼吸占优势。 随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。当O2浓度

15、达到一定值后，只进行有氧呼吸，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强。（2）氧气浓度与细胞呼吸间关系的曲线图分析： 曲线ADB：无氧呼吸释放的CO2量；曲线ODCE：有氧呼吸释放的CO2量；曲线AFCE：细胞呼吸释放的CO2总量；A点：O2浓度为0，细胞只进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度最大，此时细胞呼吸场所只有细胞质基质，没有线粒体；B点：无氧呼吸消失点，该点之后，细胞只进行有氧呼吸；C点：与B点横坐标相同，该点向右的CE段释放的CO2全部来自有氧呼吸；D点：无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同（葡萄糖消耗量为有氧呼吸：无氧呼吸1:3），即有氧呼吸强度无氧呼吸强度CE段某点：有氧

16、呼吸强度不再随着O2浓度的增大而增大，这可能与呼吸酶的数量或温度有关。AOC的面积表示：无氧呼吸产生的CO2总量F点：细胞呼吸产生的CO2总量最小，该点的氧气浓度一般作为贮存水果、蔬菜的最佳氧气浓度。（3）应用： 贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。 中耕松土促进植物根部有氧呼吸，为主动运输提供能量，有利于矿质元素的吸收 稻田定期排水，防止幼根无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用。 玉米种子烂胚原因是无氧呼吸产生乳酸对细胞有毒害作用。5、含水量（1）曲线解读在一定范围内，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弱。（2）应用

17、： 种子晒干贮藏，使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。 作物栽培中，合理灌溉。 干种子萌发前要进行浸泡处理。6、CO2浓度（1）曲线分析CO2是细胞呼吸的产物，从化学平衡的角度分析，增加CO2浓度会抑制细胞呼吸。（2）应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。蔬菜、水果与种子储藏条件的区别：蔬菜和水果应放置在零上低温、湿度适中、低氧的条件下，而种子应储藏在零上低温、干燥、低氧条件下，其目的都是降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故造成它们在储藏条件上的差异。三、细胞呼吸原理的应用1、对有氧呼吸

18、原理的应用 (1)提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。 (2)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。 (3)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。2、对无氧呼吸原理的应用 (1)粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。 (2)破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料， 抑制破伤风杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。四、细胞呼吸类型的判断1、理论判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：（1）无CO2释放时，细胞只进行

19、产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。（2）不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。（3）当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，或有氧呼吸+乳酸发酵此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。（4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，多余的CO2来自于酒精发酵如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下： 若，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。 若，无氧呼吸消耗葡

20、萄糖的速率大于有氧呼吸，无氧呼吸占优势。 若，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势。 注：以上数量关系是以葡萄糖为底物的细胞呼吸，若CO2释放量小于O2消耗量时，则可能存在脂肪的氧化分解。（脂肪含氢量高，含氧量低，氧化分解时耗氧量高，因而产生的二氧化碳量小于消耗氧气量）依据酒精与CO2生成量判断：（1）产生酒精量等于CO2释放量，只进行产生酒精的无氧呼吸。（2）产生酒精量小于CO2释放量，进行有氧呼吸和酒精发酵，多余CO2来自有氧呼吸。（3）有H2O生成一定是有氧呼吸，无氧呼吸不生成H2O，有CO2生成一定不是乳酸发酵。根据曲线图判断（1）O2浓度为0时，只进行无氧呼吸。（2）

21、O2消耗曲线与CO2生成曲线重合以后（图中P点以后）,只进行有氧呼吸。（3）O2消耗曲线与CO2生成曲线重合之前（图中P点之前，不包括0点）,既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸。（4）阴影部分的相对值表示不同氧浓度下无氧呼吸中CO2的释放量。脂肪与糖类的区别.相对于糖类、蛋白质分子，脂肪分子中H的比例高，而O的比例小。故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。.油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子重量增加的元素主要是O。.脂肪含氢高，含碳相对糖类较低，因此氧化分解时消耗的O2多，而产生的CO2少，故

22、呼吸熵小于1(葡萄糖氧化分解时的呼吸熵为1)。(3)依据反应场所来判断真核细胞： A.若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸 ； B.若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸 。原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸作用在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式的判断应是根据产物判断， A.若只有二氧化碳和水产生，则为有氧呼吸 B.若有乳酸或酒精产生，则为无氧呼吸 。五、实验探究选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。 （1）实验原理：组织细胞进行有氧呼吸吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收，使容器内的气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左

23、移的体积即表示有氧呼吸速率。装置二作为对照。（2）实验结果分析：装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸红色液滴不动红色液滴不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡（3）物理误差的校正：为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照组，将所用的生物材料灭活（如将种子煮熟或将酵母菌加热杀死），其他条件均不变。（4）该装置也可用于测定细胞呼吸速率，装置中可以放置萌发的种子或幼苗，若是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对种子进行消毒处理。若是幼苗，整个过程应遮光处理，防止光合作用的干

24、扰。（5）探究细胞呼吸第二阶段场所的方法 常见的方法是用离心法将动物细胞的细胞质基质和线粒体分开，分别加入丙酮酸，检测CO2的产生。六、探究酵母菌细胞呼吸的方式1、实验材料：酵母菌 （1）生物类型：一类单细胞真菌的统称，真核生物 （2）细胞结构：细胞壁（成分：主要为甘露聚糖）、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、液泡 （3）呼吸类型：有氧呼吸和无氧呼吸 （4）代谢类型：异养兼性厌氧型2、实验原理（1）酵母菌在有氧和无氧条件下均能生存，属于兼性厌氧菌，酵母菌进行有氧呼吸能产生大量CO2，进行无氧呼吸能产生酒精和少量CO2，因此酵母菌可用来研究细胞呼吸的不同方式。（2） CO2可使澄清的石灰水变混浊，

25、也可使溴麝香草酚蓝水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水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性（浓硫酸）条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。3、实验流程 （1）配制酵母菌培养液：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。 （2）实验装置的组装： 说明：甲、乙两组为对比实验（设置两个或两个以上的实验组，不设对照组，通过结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系），设置的是有氧、无氧条件，装置甲中，质量分数为1

26、0%的NaOH溶液作用是除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌 有氧 呼吸产生的CO2所致。（为检测是否彻底去除，可在A瓶前加检测装置）装置甲中，橡皮球或气泵需要间歇性地泵入空气，以保证空气中的CO2被充分吸收，同时为A瓶提供稳定的有氧环境。装置乙B瓶需要封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌 无氧 呼吸产生的。装置乙B瓶也可以不用放置，而是立即加入石蜡油或植物油以隔绝空气，或者持续通入氮气。两个装置中的澄清石灰水可以换成溴麝香草酚蓝溶液。检测有无酒精产生时，需从A、B瓶中各取2mL

27、酵母菌培养液进行过滤（过滤是因为酵母菌培养液颜色不透明，可能对后续颜色反应产生遮盖和干扰），再滴加酸性重铬酸钾检测酒精的有无。（3）细胞呼吸产物的检测：CO2的检测：（有无和多少）a、甲、乙装置澄清石灰水都变混浊，且甲装置混浊快且程度高，说明酵母菌有氧和无氧条件下都产生CO2,且有氧比无氧时产生的CO2多且快。b、甲、乙装置溴麝香草酚蓝溶液都由蓝变绿再变黄，但甲装置变化所需要的时间比乙装置短。酒精的检测：乙装置B中取样检测酒精，发现样液颜色由橙色变成灰绿色，甲装置A中的样液颜色不变色，说明无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。（4）实验变量分析： 自变量：有氧或无氧的环境 因变量：产物的区别 无关变量： 温度、葡萄糖的浓度（葡萄糖也可与酸性重铬酸钾反应）、酵母菌的活性 甲乙两组均为实验组，该实验为对比实验。由于葡萄糖也可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。8学科网（北京）股份有限公司