细胞呼吸(生物必修一第五章)+练习

1、行文教育 引领飞翔第七讲讲义（细胞呼吸）知识点1 酶的本质和作用1酶的概念和作用机理 (1)酶的概念理解：化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(主要)来源一般活细胞中均能产生生理功能具有生物催化功能具有特性专一性、高效性、需要适宜的pH、温度等（2）酶的作用机理分析可知：E1这一部分的活化能是指酶所降低的能量；E2这一部分的能量是指酶促反应过程中所需能量；E1E2E这一部分的能量是反应所需总能量，是指无酶催化的时候，分子从常态转变成活跃状态所需的能量，即反应活化能。2.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析实验原理质量分数为3.5%的FeCl3溶

2、液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。H2O2在加热或催化剂的作用下，将产生水和氧气。氧气可以用带余烬的卫生香插入反应试管内，观察是否复燃来检验设计思路通过H2O2在不同条件下分解速率的比较，了解H2O2酶的作用及意义，进而了解生物体内酶的催化作用结论 从以上实验中可以看出，4号试管最先产生气泡，并且产生的气泡多。由于放出的气泡是过氧化氢分解产生的氧气，所以4号试管中的卫生香燃烧得更猛烈，由此可以证明，与无机催化剂Fe3相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。也就是说，酶的催化作用具有高效性的特点。事实上，酶的催化效

3、率是无机催化剂的107倍1013倍。 例题：某同学设计了如下实验，下列叙述正确的是()加入物质试管号12H2O2(mL)22质量分数20%的肝脏研磨液2质量分数3.5%的FeCl3溶液2恒温处理15min()3737带火星的卫生香检测略略A.本实验的自变量是催化剂的有无B本实验的原理是酶能降低化学反应的活化能C最终试管1中溶液颜色较深D若肝脏研磨液不新鲜，可导致两组试管卫生香的复燃程度相同 迁移应用：为了认识酶作用的特性，以20%过氧化氢溶液为底物进行了一组实验，结果如下表所示。从表中不能得到的结论是()实验方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加入Fe3氧气泡稍多而小3常温下加入鲜

4、肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液氧气泡少而小A.从催化反应条件看，酶有温和性B从催化活性看，高温使酶失活C从催化底物范围看，酶有专一性D从催化反应效率看，酶有高效性知识点2 酶的特性及实验验证1酶的特性 (1)高效性：催化效率很高，使得反应速率很快。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、适宜pH条件下进行，过酸、过碱或高温都能使酶变性失去活性。2酶的催化特性的实验探究设计(1)高效性思路变量分析：实验中的自变量是催化剂，因变量是底物分解速度。实例：比较Fe3和过氧化氢酶的催化效率。(2)专一性思路a.b.变量分析：实验

5、中自变量是不同底物或不同酶液，因变量是底物是否被分解。实例a探究胃蛋白酶对蛋白块和淀粉块的分解作用。b探究胃蛋白酶和唾液淀粉酶对蛋白块的分解作用。(3)酶的适宜条件(tn代表不同温度，pHn代表不同的pH)思路变量分析：实验中自变量是温度(或pH)，因变量是底物分解的速度或存在量。步骤设计若干组等量底物若干组等量酶液各自在所控制温度(或pH)下处理一段时间同温度(pH)下的底物与酶液混合在各自所需温度(或pH)下处理一段时间 检测例题：一份淀粉酶能使一百万份淀粉水解成麦芽糖，而对麦芽糖的水解却不起作用。这种现象说明酶具有()A高效性和多样性B高效性和专一性C专一性和多样性 D稳定性和多样性 迁

6、移应用：为了探究口腔的分泌液中是否有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在37水浴中保温一段时间后，1、2中加入适量双缩脲试剂，3、4中不加任何试剂，下列实验能达到目的的是()A实验 B实验C实验、实验都能 D实验、实验都不能知识点3 与酶相关的曲线分析1. 酶对化学反应的影响(1)甲图中说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。(2)乙图说明：酶A会促进A反应物的酶促反应，酶B则不会，所以酶具有专一性。(3)丙图说明：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。2、PH和温度对酶活性的影响(1)甲图说明：在最适

7、pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。过酸过碱都会使酶失活。不同的酶最适pH不同。(2)乙图说明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。知识点4 ATP的结构和生理功能1、 ATP的分子组成2ATP的生理功能 细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。 3ATP的结构与功能的相互关系 (1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水

8、解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质需转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。注：(1)DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。(2)每个ATP分子中只含有2个高能磷酸键()，其中只有远离腺苷的高能磷酸键易断裂或合成。例题：当其他条件均可满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和所有ATP分子中所含的高能磷酸键个数是()A20个和30个B20个和40个 C40个和40个 D40个和60个 迁移应用：ATP在细胞中能够

9、释放能量和储存能量，从其化学结构看原因是()腺苷很容易吸收能量和释放能量第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转变成ADP；反之，亦容易形成ATPADP可以在酶作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATPAB CD知识点5 ATP和ADP可以相互转化1ATP转化及利用图示图示1：ATPADPPi能量图示2：分析： (1)光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。(2)主动运输等吸能反应与ATP的分解相联系，所以ATP是直接供

10、能物质。(3)ATP在生物体内含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡之中。2、ATP与ADP相互转化是不可逆的过程综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。 例题：以下是对生物体内ATP的有关叙述，其中正确的一项是()AATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的BATP与ADP是同一种物质的两种形态C生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应DATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常

11、压下快速顺利地进行迁移应用：在人体细胞内同时存在两个过程：ATPADPPi能量，以下对过程和过程中能量的叙述正确的是()A过程和过程中的能量均来自糖类等有机物的氧化分解B过程和过程中的能量均供人体各项生命活动直接利用C过程的能量供人体各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解D过程的能量来自于糖类等有机物的氧化分解，过程的能量供人体各项生命活动利用思维拓展1 ATP的形成途径与能源物质1ATP的形成途径对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自细胞进行细胞呼吸时有机物分解所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖细胞呼吸所释放的能量外，在叶绿体内进行光合作用时，ADP转化为ATP还利

12、用了光能。2关于能源物质的分类思维拓展2 ATP与其他形式的能量细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质，是细胞内能量转换的“中转站”。各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的。生物体内由于有各种酶作为生物催化剂，同时又有细胞中生物膜系统的存在，因此，ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量形式主要有以下几种：1、机械能生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动都在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，纤毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色体的运动等，都是由ATP提供能量来完成的。2、电能生物体

13、内神经系统传导冲动和某些生物能够产生电流，所做的功消耗的就是电能。电能也是由ATP所提供的能量转换而成的。 3、渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质过膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能也来自ATP。 4、化学能生物体内物质的合成需要化学能，小分子物质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化成能量较高的物质(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)。在生物体的物质代谢中，可以说到处都需要由ATP转换的化学能来做化学功。5光能例如萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，

14、激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 6热能生物体内的热能，来源于有机物的氧化分解。大部分的热能通过各种途径向外界环境散发，只有一小部分热能用于维持细胞或恒温动物的体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转换和传递过程中的副产品。知识点6 探究酵母菌的呼吸1实验原理(1)酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下均能生存，有氧呼吸产生H2O和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。(2)呼吸产物CO2和酒精的检测澄清石灰水变混浊，且混浊程度与CO2产量有关；蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液变绿再变黄，且变黄时间长短与CO2产量有关；橙色重铬酸钾溶液变灰绿色。2、探究过程特别提醒： (1)

15、通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使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。(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是酵母菌无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。 例题：酵母菌被广泛用于发酵，为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如图所示的装置。1号、2号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1 %BTB溶液至蓝绿色(酸性较强时，BTB溶液变为黄色)。下列有关评价合理的是()A1号试管可以去除或将1号试管中BTB溶液换成澄清石灰水B该装置无法检验二氧化碳的生成，仍需再补充其他装置C温度偏高，导致发酵管内氧气少

16、，酵母菌繁殖速度减慢，不利于发酵D为使发酵管中尽量少含氧气，应先将有葡萄糖液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面迁移应用：某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20温水的烧杯中。再将整个装置置于20的恒温水浴中，记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是()A还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照B若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C若酵母菌进行了无氧呼吸，则液面应该下降D该装置还可以

17、用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度” 知识点7 有氧呼吸1概括地说，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，生成许多ATP的过程。2有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其反应式可以写成：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量3有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的反应都有相应的酶催化。三个阶段可表示如下：阶段反应物生成物反应场所第一阶段葡萄糖丙酮酸、H、少量能量细胞质基质第二阶段丙酮酸CO2、H、少量能量线粒体基质第三阶段H、O2H2O、大量能量线粒体内膜综合上述每氧化1mol葡萄糖，生成6

18、mol的二氧化碳和12mol的水，同时生成38mol ATP。在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放出来的总能量是2870kJ，其中只有1161kJ转移至ATP的高能磷酸键上，能量转变效率只有40%左右，其余部分(1709kJ)的能量就以热能的形式散失掉了。例题：用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是()A葡萄糖丙酮酸水 B葡萄糖丙酮酸氧C葡萄糖氧水 D葡萄糖丙酮酸二氧化碳迁移应用：葡萄糖在细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是()A在线粒体中进行无氧呼吸 B需在有氧条件下进行C不产生CO2 D反应速度不受温度影响 知识点8 无氧呼吸1无氧呼吸的概念

19、可总结为：无氧呼吸是指在无氧条件下，通过酶的作用，细胞把糖类等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。如果用于微生物，习惯上称为发酵。产生酒精的叫做酒精发酵；产生乳酸的叫做乳酸发酵。2无氧呼吸的反应式可以概括为以下两种：C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量3无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同的酶催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧

20、呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。例题：下列关于呼吸作用的叙述，正确的是()A无氧呼吸的终产物是丙酮酸B有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水C无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累D质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 迁移应用：比较动物有氧呼吸和无氧呼吸，最恰当的是()A糖类是有氧呼吸的主要能源物质，不是无氧呼吸的主要能源物质B有氧呼吸产生还原氢，无氧呼吸也能产生还原氢C有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D水是有氧呼吸和无氧呼吸共同的代谢终产物 知识点9 影响细胞呼吸的环境因素及在生产中的应用1温度

21、：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。2、 氧气浓度（1） 对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度大道一定值时，被完全抑制。（2） 对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。(3)应用作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板结等措施，都是尽量使O2浓度位于E点之上，保证根细胞的正常呼吸，有利于肥料的吸收。生产中利用低

22、氧(A点的浓度)抑制细胞呼吸、减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。3.CO2：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 。4水：水既是细胞呼吸的原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在有水的环境中才能完成。一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。应用：粮油种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风干状态，降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗；同时防止微生物大量繁殖而使种子变质。注：细胞呼吸方式的判断方法如果某生物产生CO2的量和消耗O2的量相等，则该生物只进行有氧呼吸；如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸；如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行；如果某

23、生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或生物已死亡。例题：如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的氧气吸收量和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量，据图判断下列说法正确的是()A图中乙曲线在氧气浓度为b时无氧呼吸最强B图中甲曲线表示在不同氧气浓度下无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量C氧气浓度为d时该器官的细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸D若甲代表的细胞呼吸方式在氧气浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 mol迁移应用：我国青藏高原农区大麦高产的主要原因是由于当地()A昼夜温差大，太阳辐射强 BCO2浓度高C雨量

24、充沛 D气温偏低，水分蒸发少思维拓展 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系1、 细胞呼吸的过程图解2、 有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质(第一阶段)线粒体(第二、三阶段)细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量能量少量能量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要过程第一阶段从葡萄糖到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)为体内其他化合物的合成提供原料特别提醒：两者相比，有氧呼吸特有的产物为水。无氧呼吸产生乳酸还是酒精，与细胞内酶的种类有关。有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸。随堂达标测试1、葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程()A在无氧条件下不能进行 B只能在线粒体中进行C不需要能量的输入 D需要酶的催化2、若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是()A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计