2023届新高考生物备考复习细胞呼吸.pdf

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1、2023届新高考生物备考复习细胞呼吸1、细胞呼吸的概念是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2、细胞呼吸的本质：氧化分解有机物释放能量。3、细胞呼吸的特点：有机物在前的催化下，在温和的条件下氧化分解；能量逐步释放出来，没有出现剧烈的发光、发热现象。4、细胞呼吸的意义：（1）为生命活动提供能量。主要用于热能散失和维持体温恒定；储存于ATP中，水解后释放能量用于细胞分裂、矿物质吸收等生命活动。（2）为体内其他化合物的合成提供原料。如可以在肝脏中合成肝糖原或者葡萄糖等。考点一细胞呼吸的类型和过程一、有氧呼吸1、有氧呼吸的概念：有氧呼吸是指细胞在

2、氧气的参与下，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、场所：有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，其主要场所是线粒体，还有细胞质基质。3、有氧呼吸的过程：有氧呼吸分为三个阶段，每个阶段都有相应的酶催化。（1）第一阶段：葡萄糖的初步分解场所：细胞质基质物质变化：CaHG指丙酮酸C 6 H l2。6 生 2 c3 H4。3+4 H +能 量（少量）能量变化：一部分以热能的形式散失，一部分储存在少量ATP中。（2）第二阶段：丙酮酸彻底分解场所：线粒体基质物质变化：CaHG指丙酮酸2 c 3 H 4O 3 +6 H2。且-6 C O 2 +2

3、0 出+能 量（少量）能量变化：一部分以热能的形式散失，一部分储存在少量ATP中。（3）第三阶段：氧气的参与场所：线粒体内膜物质变化：CsHG指丙酮酸2 4 H +6。2 第 一 1 2 H2。+能 量（大量）能量变化：一部分以热能的形式散失，大部分储存在ATP中。（4）有氧呼吸总反应式：c6H12 J +602+6H亘 6cb2+12H20+能量I_ t葡萄糖等有机物中的化学能一部分的能量以热能形式散失（约 6 0%）,另一部分转移到A T P中（约 4 0%）。（5）注意：这里的 H 是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是辅酶I （N A D+）转化为还原型辅酶I （N A D H）,

4、H 作为一种活泼的还原剂。为了简化，就用带有中括号的 H 来表示。原核生物细胞能进行有氧呼吸。有的原核生物，如硝化细菌、根瘤菌，虽然没有线粒体，但却含有全套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。有的原核生物如乳酸菌、产甲烷杆菌、破伤风芽抱杆菌等，没有与有氧呼吸有关的酶，因此，只能进行无氧呼吸。总之，大多数原核生物能进行有氧呼吸。4、有氧呼吸总结：（1）能量：三个阶段都有能量的释放（即都有A T P 生成），但以第三阶段释放的能量最多。（2）场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜上。（3）原料：第一阶

5、段消耗C 6 H 1 2 0 6,第二阶段消耗水，第三阶段才消耗氧气，作用是氧化 H ,生成水。（4）水的消耗：有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质，水的产生：有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜。（5）C O 2 的产生：有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质。二、无氧呼吸1、场所：细胞质基质2、无氧呼吸的过程：（1）第一阶段：葡萄糖的初步分解场所：细胞质基质物质变化：C s H G 指丙酮酸C6H1206 旦 203 H4O3+4H+能 量（少量）能量变化：一部分以热能的形式散失，一部分储存在少量A T P 中。（2）第二阶段：丙酮酸不彻底分解场所：细胞质基质物质变化：C a H G 指丙酮

6、酸4H+2c3H.2c3H6。3（乳酸）或者4H+2C3H霜3 旦 2c2H50H（酒精）+2c02能量变化：无氧呼吸第二阶段没有释放能量。3、无氧呼吸的类型和反应式（1）产生乳酸的无氧呼吸酶C6H12O6-2C3H6O3（乳酸）+少量能量例如：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根等)。(2)产生酒精的无氧呼吸c6H-2c2H50H(酒精)+2CO2+少量能量例：大多数植物、酵母菌等葡萄糖等有机物中的化学能一部分以热能的形式散失，一部分储存在A T P中，大部分储存在乳酸或酒精中。4、无氧呼吸的概念无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过的酶催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻

7、底的氧化产物，同时释放出少量能量，生成少量A T P的过程。5、无氧呼吸的意义：生物体在缺氧时进行无氧呼吸，以维持生物体正常的生命活动的能量需要。6 注意：(1)无氧呼吸产生乳酸这反应主要发生在动物中，但并不绝对，如马铃薯块茎和甜菜块根也会发生此反应。(2)酵母菌可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。(3)有氧呼吸的三个阶段均有A T P产生，无氧呼吸只在第一阶产生A T P。(4)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本的原因是基因不同。(5)有压0生成的一定是有氧呼吸，有C 0 2生成的可能是有氧呼吸，也可

8、能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。(6)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物一一酒精或乳酸中。(7)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。(8)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(9)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(1 0)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。三、根据C 0 2释放量和0 2消耗量判断细胞呼吸类型有氧呼吸中葡萄糖：02：C 0 2=l ：6

9、 ：6无氧呼吸中葡萄糖：C 0 2 :酒精=1 ：2 ：2或葡萄糖：乳酸=1 ：2 o消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的C 0 2摩尔数之比为1:3。(1)若容器内的生物不消耗0 2,但产生C 0 2,容器内气体体积增大，说明容器内的生物只进行产生酒精的无氧呼吸。(2)若容器内的生物C 0 2释放量等于0 2消耗量，且容器气体体积不变，说明容器内的生物只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。(3)若容器内的生物没有C 0 2释放且容器内气体体积不变，则说明若容器内的生物只进行产生乳酸的无氧呼吸。(4)若容器内的生物C 0 2释放量大于0 2消耗量，说明容器内的生物同时进

10、行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸。(5)有上0生成一定有有氧呼吸；有C O?生成一定不是乳酸呼吸。考点二影响细胞呼吸的因素及其应用一、内因一一遗传因素(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)同一植物的不同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。二、外因1.温度(1)影响原理：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。g t /p、曲 线 分 析：S a点为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。率/j 温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞

11、呼吸受抑制。:温度高于a时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，0 ，温 度(七)细胞呼吸受抑制。(3)实际应用：保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。2.氧气浓度(1)影响原理：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。(2)曲线分析：A点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。氧浓度为0 1 0%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢。B点时，有氧呼吸释放的C O?量等于无氧呼吸释放的C G量；C、D点：横坐标相同，无氧呼吸停止。氧浓度在0 2 0%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。随氧

12、浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。氧浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。(3)实际应用：保鲜：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。因为这时植物组织有氧呼吸强度很低而无氧呼吸又被抑制，果蔬内有机物消耗少。促进生长：农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼吸促进生长。防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根。控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发酵时严格控制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。3.二氧化碳浓度(1)影响原理：C 0 2是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。0CO2浓度(2)实

13、际应用：保鲜：地窖中C02浓度高，有利于蔬菜水果的储存。抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。4.水含量(1)影响原理：各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢加快。水是有氧呼吸的反应物之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。(2)实际应用：抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。储存种子需要低氧、低温、干燥的环境促进细胞呼吸：浸泡有利于种子的萌发。三、细胞呼吸原理的应用(1)在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。(2)在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离

14、子的吸收。(3)在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。(4)在物质储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限，即低温、低氧、低湿。果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法，即低温、低氧、保湿。考 点 三 实 验：探究酵母菌细胞呼吸的方式及呼吸类型、速率的测定方法一、实验原理1、酵母菌是单细胞真菌，它属于兼性厌氧菌，进行有氧呼吸产生水和C02,无氧呼吸产生酒精和C02。2、C02的检测方法 C02使澄清石灰水变浑浊；C02使澳麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。3、酒精的检测橙色的重铭酸钾溶液在酸

15、性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。二、实验装置有氧呼吸装置图酵母菌 澄清的培养液 石灰水无氧呼吸装置图在探究酵母菌无氧呼吸时，要将酵母菌培养液封口后放置一段时间，待酵母菌将瓶内氧气耗完，再用导管连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的C02通入澄清石灰水。三、实验操作1、配制酵母菌培养液：将等量的酵母菌和等量的质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B 两锥形瓶中。2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在2 5 3 5 C环境下培养8 9 小时。3.检测C0 2 的产生：观察两组装置中澄清石灰水的变化。4、检测酒精的产生(1)取 2 支试管编号，编号A、B；(2)各取A、B 锥形瓶酵

16、母菌培养液的滤液2毫升注入试管；(3)分别滴加0.5毫升重倍酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀。A试管不密封，B 试管密封，观察试管中溶液的颜色变化。四、实验探究1、种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究(1)实验设计酵母菌培养液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):(2)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不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸20%NaOH2.种子萌发时呼吸速率的测定(1)实验装置(如图)(2)指标及原理指

17、标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2 的释放量或0 2 的吸收量来表示。原理：组织细胞呼吸作用吸收0 2,释放C0 2,C0 2 被 Na OH 溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液滴左移。单位 发 芽 种 子时间内着色液滴左移的体积即表示呼吸速率。(3)物理误差的校正如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。.活 塞 警 液 滴L 橡皮塞 t T 刻度管-容器