高考生物一轮复习课件第13、14课时 细胞呼吸的原理及应用

“白肺”，这是经常出现在“新冠肺炎”疫情中的词语，是指在X光检查下肺部显影呈大片白色状。

出现“白肺”，一般意味着肺部有严重感染，一旦出现症状，病情发展就非常迅速，患者可能很快就会呼吸衰竭。“白肺”从社会中来CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡细胞呼吸毛细血管O2呼吸呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程细胞呼吸：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，释放能量并生成ATP的过程。细胞呼吸是否都需要氧气呢？【注意】呼吸≠细胞呼吸高等动物的呼吸和细胞呼吸的比较课P.94第三单元细胞的能量供应和利用细胞呼吸的原理和应用第13、14课时12探究酵母菌细胞呼吸的方式3细胞呼吸的方式和过程影响细胞呼吸的因素和应用1.实验原理异养兼性厌氧型

考点一

探究酵母菌细胞呼吸的方式产生二氧化碳和水产生酒精和二氧化碳有氧呼吸无氧呼吸如何证明？2.实验思路——对比实验产生CO2的多少课P.92【教材隐性知识】源于必修1P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有

(填序号)。①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。①②③（两个实验组之间相互对照)3.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋

溶液)。(2)检测CO2产生量的装置如图所示。葡萄糖课P.91实验模型CO2的检测澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。【拓展延伸】有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？

质量分数为10%NaOH溶液酵母菌培养液澄清石灰水A气泵ECD质量分数为10%NaOH溶液澄清石灰水澄清石灰水

D

气泵EC酵母菌培养液D

A验证空气中的CO2是否完全被吸收(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g

的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。重铬酸钾课P.91注意：由于葡萄糖也能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。12

实验模型灰绿色橙色有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。4.实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液甲组(有氧)变浑浊程度

/快无变化乙组(无氧)变浑浊程度

/慢出现

色高低灰绿溴麝香草酚蓝水溶液蓝变绿再变黄思考：CO2的检测还有什么方法？有色液滴移动法

装置甲

装置乙甲：液滴左移乙：液滴右移？（拓展）“有色液滴移动法”探究细胞呼吸的方式装置甲装置乙NaOH吸收CO2，红墨水滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2量。红墨水滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。原理装置甲装置乙现象结论装置甲装置乙液滴左移液滴不动液滴不动液滴右移液滴左移液滴右移液滴不动液滴不动只进行有氧呼吸或产乳酸的无氧呼吸只进行无氧呼吸进行有氧呼吸和无氧呼吸只进行产乳酸的无氧呼吸装置甲装置乙测O2消耗量测无氧呼吸CO2产生量注意：若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理。及时反馈

下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析不正确的是(

)

A．装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C．装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验使用了保温瓶(可以防止种子细胞呼吸释放的热量散失)也可能同时进行无氧呼吸,但CO2都被吸收了5.实验结论(1)酵母菌在

和

条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生____________。有氧无氧酒精和CO2细胞呼吸有氧呼吸:产生大量二氧化碳和水无氧呼吸:产生酒精和少量二氧化碳绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)探究酵母菌呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(

)(2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的(

)(3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量(

)提示检测二氧化碳除了用澄清的石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液，酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精。√√×(4)培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成(

)×1.概念：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

，释放能量，生成

的过程。二氧化碳和水大量ATP

考点二

有氧呼吸的方式和过程主要场所：线粒体（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积（2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。主要特点：大本P.55进化2.过程细胞质基质少量能量线粒体基质少量能量线粒体内膜大量能量思考：有氧呼吸过程中，水的利用和产生阶段？CO2的产生阶段？3.有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)不能进入线粒体

[H]是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）课P.92图解有氧呼吸过程酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量同位素标记法用什么方法探究各种元素的去向？3.有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)4.能量的释放与特点(1)释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以

形式散失，少部分储存在

中。(2)特点：在温和的条件下进行，能量

释放，彻底氧化分解。热能ATP逐步【教材隐性知识】“源于必修1P93思考讨论”1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？1mol的葡萄糖2870KJ少部分储存于ATP中大部分以热能形式散失释放能量有氧呼吸释放的能量=ATP？997.28/30.54=32mol977.28KJ【教材隐性知识】“源于必修1P93思考讨论”与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？区别：有氧呼吸过程温和有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定【易错提示】关于有氧呼吸的几点提示①反应式中的能量不能写成ATP：因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。②反应式前后的H2O不能消去：反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。③反应式中间不能用等号，要用箭头。④反应条件“酶”不能省去。⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖：教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。⑥脂肪进行有氧呼吸时，消耗的O2＞产生的CO2原因：脂肪与葡萄糖相比，含H的比例更高，消耗的氧气更多，如油菜种子⑦线粒体不能直接分解葡萄糖：葡萄糖要先在细胞质基质中分解为丙酮酸才能在线粒体中进一步的彻底氧化分解(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(

)提示

有氧呼吸的反应物是有机物和氧气，有机物中以糖类物质为主，当然脂肪和蛋白质等有机物也可以在细胞内彻底氧化分解。(2)真核细胞都进行有氧呼吸(

)提示哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。××(3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(

)提示有些没有线粒体的好氧细菌，含有有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸。(4)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程(

)提示葡萄糖不能在线粒体中彻底氧化分解，线粒体只能利用葡萄糖在细胞质基质中分解后的产物丙酮酸。××2.有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O。请据图分析ATP生成的过程是什么？提示内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。大本P.56大本P.56---44.(2024·焦作高三期中)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的是34A.膜间隙高浓度的H＋全部来自有

机物的分解B.NADH中的能量可通过H＋的电

化学势能转移到ATP中C.蛋白质复合体运输H＋和ATP合成酶运输H＋的方式分别为主动运输和协

助扩散D.寒冷条件下棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中热

能所占比例明显增大√341.无氧呼吸(1)概念：无氧呼吸是指细胞在

参与的情况下，葡萄糖等有机物经过

分解，释放

能量的过程。没有氧气不完全少量

考点三

无氧呼吸过程及与有氧呼吸的比较（有机物的不彻底氧化分解）(2)过程：乳酸酒精和CO2无氧呼吸第二阶段不产生ATP大本P.582molATP为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？大本P.57为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多，丙酮酸不能运出细胞)大本P.58提示由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗，当NAD＋的含量很低时，细胞呼吸的第一阶段就会停止，ATP的合成也会停止。因此为了保障细胞呼吸第一阶段顺利进行以持续获得ATP，就需要NADH转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸不能运出细胞，如果持续积累，也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。

由于细胞中NAD＋的含量不多，需要循环利用，NADH中氢被丙酮酸接收产生NAD＋，第一阶段才能正常进行。另外，丙酮酸不能运出细胞，积累过多会抑制细胞呼吸第一阶段。1mol葡萄糖分解释放196.65kJ(生成乳酸)的能量，其中均有61.08kJ的能量储存在_____中，故无氧呼吸大部分能量储存在未氧化分解的有机物中。人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖。（课P.94）2.不同生物无氧呼吸产物类型及原因酒精和CO2乳酸基因形象记忆：马吃甜玉米3.无氧呼吸过程中能量的去路(1)大部分储存在

或

中；(2)释放的能量中大部分以

形式散失，少部分储存在ATP中。酒精乳酸热能ATP利用微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其他代谢产物的过程，称为发酵。大本P.57

有氧呼吸无氧呼吸区别场所___________________细胞质基质条件氧气，多种酶无氧气，多种酶物质变化葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成_____或酒精和CO2能量变化释放大量能量，产生大量ATP释放

能量，产生少量ATP特点受O2和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制联系细胞质基质和线粒体乳酸少量第一阶段反应完全相同，都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP4.无氧呼吸与有氧呼吸的比较有氧乳酸无氧呼吸脂质思考：如何判断细胞呼吸方式？【图形辨析】含淀粉多的种子含脂肪多的种子CO2=O2CO2>O2CO2<O2【归纳总结】(1)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。(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。(3)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质基质。(2)是生物体代谢的

。5.细胞呼吸的生物学意义(1)提供了生物体生命活动所需的大部分

。能量枢纽细胞呼吸能量热能散失能量转移ATPADPPi能量细胞分裂生长发育主动运输肌肉收缩神经冲动的传导C6H12O6CO2＋H2O【教材隐性知识】必1P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过

过程联系起来。细胞呼吸(1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧时(

)提示葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的反应是有氧呼吸和无氧呼吸共有的。(2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供(

)提示人在剧烈运动时，机体细胞仍主要通过有氧呼吸获得能量，无氧呼吸过程中葡萄糖分解为乳酸可产生少量能量，以弥补机体能量供应不足。××(3)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(

)提示无氧呼吸不需要O2的参与，只有无氧呼吸的第一个阶段有少量[H]生成，且[H]在第二阶段被利用，所以没有[H]的积累。×(4)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP(

)(5)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质基质(

)√√细胞呼吸的影响因素

考点四

细胞呼吸的影响因素及其应用条件

6CO2+12H2O+能量

C6H12O6+6H2O+6O2反应物产物酶影响细胞呼吸因素内因遗传因素不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）外因环境因素温度（酶）、O2浓度、H2O、CO2浓度等1.影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用因素温度O2浓度CO2浓度水原理主要影响_______O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会_____细胞呼吸的进行水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛酶活性抑制曲线O2浓度：O510152025释放量CO2O2浓度%各点分析：①Q点：②P点：③R点：④A点：⑤B点：无氧呼吸产生的CO2量QAPB不消耗O2，只产生CO2⇒只进行

呼吸。消耗O2量=产生CO2量⇒只进行

呼吸无氧有氧R产生CO2_____

⇒组织细胞呼吸______

最少R点对应的O2浓度是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。最弱点有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率_______。等于1：3无氧呼吸终止点。

直接影响呼吸速率和呼吸性质①O2促进有氧呼吸；②O2抑制无氧呼吸，O2浓度达到一定值时，无氧呼吸被完全抑制。机理课P.96---2有氧呼吸产生的CO2量细胞呼吸产生的CO2总量考向二细胞呼吸的影响因素及其应用4.(2023·湖北高三校联考)某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法错误的是A.甲、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量B.O2浓度由0到b的过程中，无氧呼吸释放CO2

的速率逐渐降低C.O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加D.O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小√45据图可知，O2浓度为a时，气体交换相对值CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。按有氧呼吸中C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6H12O6∶CO2＝1∶2，算得C6H12O6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2。而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6H12O6的相对消耗量约为0.117，明显比a点时要低，所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。45因素温度O2浓度CO2浓度水应用①零

低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中

昼夜温差，增加有机物积累①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗①粮食储藏要求

，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理增大干燥上课P.55(1)密封塑料袋中储藏的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂(

)提示马铃薯块茎进行产生乳酸的无氧呼吸，不产生酒精。(2)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长(

)(3)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖(

)(4)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量(

)×√√√氧气浓度温度水分CO2浓度(1)包扎伤口时选用透气消毒纱布(2)酵母菌酿酒时先通气，后密封(3)稻田定期排水(4)花盆经常松土和作物栽培中中耕松土(5)粮油种子的贮藏降低含水量(6)低温储藏种子和水果(7)提倡有氧运动