细胞呼吸(一轮复习)

ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸 概念：概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底彻底的氧的氧化分解，产生二氧化碳和水，并释放大量能化分解，产生二氧化碳和水，并释放大量能量，生成许多量，生成许多ATP的过程。的过程。一、有氧呼吸一、有氧呼吸有氧呼吸过程有氧呼吸过程第一阶段：第一阶段：1分子葡萄糖分解形成分子葡萄糖分解形成2分子丙酮分子丙酮酸，同时产生少量的酸，同时产生少量的H和少量和少量ATP。C6H12O6C C3 3HH4 4OO3 3+酶酶2 H H+少量能量少量能量4第二阶段：第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成丙酮酸和水彻底分解成COCO2 2 和大量和大量HH，同时产生少量的，同时产生少量的ATP ATP。2C C3 3H H4 4O O3 3+H2O酶酶CO2+H H+少量能量少量能量6206第三阶段：第三阶段：前两阶段产生的前两阶段产生的H与氧气结合形成水，与氧气结合形成水，产生大量能量。产生大量能量。H+酶酶 H H2 2O+O+大量能量大量能量O224612C6H12O6C C3 3HH4 4OO3 3+酶酶2 H H+少量能量少量能量42C C3 3H H4 4O O3 3+H2O酶酶CO2+H H+少量能量少量能量6206H+酶酶 H2O+大量能量大量能量O224612C6H12O6O26H2O12+酶酶 CO2+6H2O6大量大量 能量能量+一一三三三三二二二二 葡葡 萄萄 糖糖 丙丙 酮酮 酸酸H酶酶少量能量少量能量 O2 H2O大量能量大量能量酶酶 CO2H酶酶少量能量少量能量H2OC6H12O6C C3 3HH4 4OO3 3+酶酶2 H H+少量能量少量能量42C C3 3H H4 4O O3 3+H2O酶酶CO2+H H+少量能量少量能量6206H+酶酶 H2O+大量能量大量能量O224612C6H12O6O26H2O12+酶酶 CO2+6H2O6大量大量 能量能量+细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜有氧呼吸的主要场所是线粒体有氧呼吸的主要场所是线粒体C6H12O6O26H2O12+酶酶 CO2+6H2O6大量大量 能量能量+1mol葡萄糖葡萄糖氧化氧化分解分解2870kJ1161kJATP1709kJ热能热能能量能量38mol 有氧呼吸产生的大部分能量都以热能的形式散失，有氧呼吸产生的大部分能量都以热能的形式散失，用于维持人的体温。只有少部分的能量储存在用于维持人的体温。只有少部分的能量储存在ATP中，中，有氧呼吸的能量转换效率：约有氧呼吸的能量转换效率：约40%。概念：概念：是指细胞在无氧条件下，通过多种是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不不彻底的氧化产物彻底的氧化产物，释放少量能量，生成少量，释放少量能量，生成少量ATP的过程。的过程。二、无氧呼吸二、无氧呼吸二、无氧呼吸二、无氧呼吸第一阶段：第一阶段：1分子葡萄糖分解形成分子葡萄糖分解形成2分子丙酮酸，分子丙酮酸，同时产生少量的同时产生少量的H和少量和少量ATP。C6H12O6C C3 3HH4 4OO3 3+酶酶2 H H+少量能量少量能量4第二阶段：第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，精和二氧化碳，或者或者转化成乳酸。转化成乳酸。C C3 3H H4 4O O3 3 C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)C C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO)+2CO2 2 C6H12O6C C3 3HH4 4OO3 3+酶酶2 H H+少量能量少量能量4C C3 3H H4 4O O3 3 C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)C C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO)+2CO2 2 细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质1mol葡萄糖葡萄糖氧化氧化分解分解196.65kJ 61.08kJ135.57kJATP 无氧呼吸分解葡萄糖释放的总能量少，而且能量转无氧呼吸分解葡萄糖释放的总能量少，而且能量转换效率也只有换效率也只有31%。无氧呼吸：无氧呼吸：是指细胞在无氧条件下，通是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为解为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，释放少量能量，生，释放少量能量，生成少量成少量ATP的过程。的过程。有氧呼吸：有氧呼吸：是指细胞在氧的参与下，通是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻彻底底的氧化分解，产生二氧化碳和水，并释放的氧化分解，产生二氧化碳和水，并释放大量能量，生成许多大量能量，生成许多ATP的过程。的过程。生物生物无氧呼吸无氧呼吸产物物植物植物水淹、种子萌水淹、种子萌发初期、苹果初期、苹果贮藏久、藏久、大多数植物细胞，如根细胞大多数植物细胞，如根细胞酒精和酒精和CO2马铃薯薯块茎、甜菜茎、甜菜块根、玉米胚等根、玉米胚等乳酸乳酸动物物人体在剧烈运动时或刚进入高原环人体在剧烈运动时或刚进入高原环境、境、骨骼肌骨骼肌细胞、哺乳胞、哺乳动物成熟的物成熟的红细胞等胞等乳酸乳酸微生物微生物乳酸菌等乳酸菌等乳酸乳酸酵母菌等酵母菌等酒精和酒精和CO2生物常见的无氧呼吸 类型类型项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸场场 所所条条 件件产产 物物释释 能能联联 系系区区别别细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体(主要主要)细胞质基质细胞质基质需氧、酶等需氧、酶等需酶需酶二氧化碳和水二氧化碳和水酒精和二氧化酒精和二氧化碳或乳酸碳或乳酸较较 少少较较 多多 两者第一阶段相同两者第一阶段相同 都分解有机物、释放能量都分解有机物、释放能量三、有氧呼吸与无氧呼吸的联系和比较三、有氧呼吸与无氧呼吸的联系和比较有关细胞呼吸有关细胞呼吸v(1)有有H2O生成的一定是有氧呼吸，有生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。酸发酵。v(2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在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，根本原因在于控制酶合成的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。基因不同。v(3)无线粒体的真核细胞无线粒体的真核细胞(或生物或生物)只能进行无氧呼只能进行无氧呼吸，如哺乳动物的成熟红细胞、蛔虫等。吸，如哺乳动物的成熟红细胞、蛔虫等。v(4)真核细胞的有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中真核细胞的有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。原核细胞的有氧呼吸在细胞质基质和细胞膜进行。原核细胞的有氧呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行。上进行。四、关于酵母菌四、关于酵母菌 酵母菌为酵母菌为兼性厌氧型兼性厌氧型生物，氧气充足时生物，氧气充足时进行有氧呼吸，大量繁殖。没有氧气时，可进行有氧呼吸，大量繁殖。没有氧气时，可进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。(1)(1)若不消耗若不消耗O O2 2，但产生，但产生COCO2 2，(3)(3)若产生若产生COCO2 2的物质的量比消耗的物质的量比消耗O O2 2的物质的量多，的物质的量多，(2)(2)若产生若产生COCO2 2的物质的量与消耗的物质的量与消耗O O2 2的物质的量相等，的物质的量相等，6mol6mol2mol1mol1mol则只进行无氧呼吸。则只进行无氧呼吸。则只进行有氧呼吸。则只进行有氧呼吸。则两种呼吸同时存在。例如：酵母菌吸收了则两种呼吸同时存在。例如：酵母菌吸收了6mol6mol的的O O2 2，但产生了，但产生了8mol8mol的的COCO2 2，则有，则有2molCO2molCO2 2无氧呼吸无氧呼吸产生的。产生的。如酵母菌产生如酵母菌产生2mol2mol酒精的同时却产生了酒精的同时却产生了5mol5mol的的COCO2 2，怎么解释？，怎么解释？2mol2mol3mol0.5mol1molv一、温度v1影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在2535 之间。六、影响细胞呼吸的因素六、影响细胞呼吸的因素v二、氧气v1影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。零上低温零上低温v(1)O2浓度0时，只进行无氧呼吸。v(2)0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。v(3)O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。v(4)O2浓度5%时，有机物消耗最少。v三、水分v四、CO2v1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。如图：v2应用：适当增加CO2浓度，抑制细胞呼吸，有利于水果和蔬菜的保鲜。在呼吸作用原理的应用中，若需要增强相关植物在呼吸作用原理的应用中，若需要增强相关植物或器官的呼吸作用强度，可以采取供水、升温、高氧、或器官的呼吸作用强度，可以采取供水、升温、高氧、低低COCO2 2等措施；等措施；若需减弱呼吸作用强度，可以采取：若需减弱呼吸作用强度，可以采取：干干燥、低温、低氧、高燥、低温、低氧、高COCO2 2等措施等措施。粮食、蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情粮食、蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是粮食储存应保持干燥，而蔬菜和水果况下，不同的是粮食储存应保持干燥，而蔬菜和水果储存则应保持储存则应保持一定湿度一定湿度。低温以不破坏植物组织为标。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。准，一般为零上低温。小结：小结：1 1关于真核细胞呼吸，正确的说法是关于真核细胞呼吸，正确的说法是()A A无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应解不属于氧化反应B B水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度减小到最低程度C C无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体D D有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体 内膜、线粒体基质内膜、线粒体基质2 2(2008(2008年上海生物年上海生物)右图表示右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶两个途径。酶1 1、酶、酶2 2和酶和酶3 3依次依次分别存在于分别存在于()A A线粒体、线粒体和细胞质基质线粒体、线粒体和细胞质基质B B线粒体、细胞质基质和线粒体线粒体、细胞质基质和线粒体C C细胞质基质、线粒体和细胞质基质细胞质基质、线粒体和细胞质基质D D细胞质基质、细胞质基质和线粒体细胞质基质、细胞质基质和线粒体C6 6下列选项表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜下列选项表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的四种情况。若在进入细胞内的四种情况。若在X X点加入有氧呼吸抑制点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是剂，下列曲线中将会发生明显变化的是()A A、自由扩散、自由扩散B B、协助扩散、协助扩散C C、主动运输、主动运输D D、H H2 2O O7 7、下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为、下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a a、b b、c c、d d时时,测得测得COCO2 2释放量和释放量和O O2 2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是吸收量的变化。下列相关叙述正确的是 ()()A.A.氧浓度为氧浓度为a a时，最适于储藏该植物器官时，最适于储藏该植物器官B.B.氧浓度为氧浓度为b b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5 5倍倍C.C.氧浓度为氧浓度为c c时，无氧呼吸最弱时，无氧呼吸最弱D.D.氧浓度为氧浓度为d d时时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等Bv有氧呼吸和无氧呼吸的综合v4(2013河南卫辉一中测试)将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。则下列叙述错误的是()氧浓度(%)abcdeCO2产生量(mol/min)1.21.01.31.63.0O2的消耗量(mol/min)00.50.71.23.0vA氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行vB氧浓度为c时，苹果产生C2H5OH的量为0.6 mol/minvC氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵vD氧浓度为b时，较适合苹果的储藏v氧气浓度对有氧呼吸和无氧呼吸的影响v6(2013青岛二中月考)家庭酿酒过程中，密闭容器内酵母菌呼吸速率变化情况如图所示。下列叙述正确的是()vA08 h间，容器内的水含量由于酵母菌的呼吸，容器内的水含量由于酵母菌的呼吸消耗而不断减少消耗而不断减少vB06 h间，酵母菌能量利用率与，酵母菌能量利用率与612 h间能量能量利用率大致相同利用率大致相同vC08 h间，容器内，容器内压强强不断增大，在不断增大，在8 h时达到达到最大最大值vD6 h左右开始左右开始产生酒精，生酒精，612 h间酒精酒精产生速率生速率逐逐渐增大增大酵母菌：单细胞真菌酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都在有氧和无氧条件下都能生存。能生存。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题：提出问题：酵母菌在有氧条件下产生的气体是二氧化碳吗？酵母菌在有氧条件下产生的气体是二氧化碳吗？酵母菌在无氧条件下除了产生酒精，还有其他产物酵母菌在无氧条件下除了产生酒精，还有其他产物吗？吗？酵母菌在有氧条件下产生酵母菌在有氧条件下产生CO2CO2。酵母菌在无氧条件下产生酒精和二氧化碳和酵母菌在无氧条件下产生酒精和二氧化碳和COCO2 2。做出假设：做出假设：有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸细胞呼吸实验原理：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进实验原理：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。碳。1.本实验的鉴定试剂及现象本实验的鉴定试剂及现象试剂试剂鉴定对鉴定对象象实验现象实验现象澄清石灰水澄清石灰水溴麝香草酚溴麝香草酚蓝溶液蓝溶液重铬酸钾溶重铬酸钾溶液液CO2CO2酒精酒精变混浊变混浊蓝蓝绿绿黄黄橙色橙色灰绿色灰绿色v二、实验过程v1配制酵母菌培养液(酵母菌葡萄糖溶液)。v2检测CO2的产生，装置如图所示。实验结果实验结果甲组实验甲组实验乙组实验乙组实验实验现象实验现象 澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊酵母菌的培养液的酵母菌的培养液的滤液不能使重铬酸钾滤液不能使重铬酸钾的浓硫酸变色的浓硫酸变色澄清石灰水也变浑浊，澄清石灰水也变浑浊，但与有氧条件相比，浑浊但与有氧条件相比，浑浊程度轻程度轻酵母菌的培养液的滤液酵母菌的培养液的滤液不能使重铬酸钾的浓硫酸不能使重铬酸钾的浓硫酸变色变色实验结论实验结论 有氧条件下，酵母菌有氧条件下，酵母菌能把葡萄糖氧化分解能把葡萄糖氧化分解产生大量的二氧化碳产生大量的二氧化碳无氧条件下，酵母菌能把无氧条件下，酵母菌能把葡萄糖氧化分解产生酒精葡萄糖氧化分解产生酒精和少量的二氧化碳和少量的二氧化碳v三、注意事项v1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浑浊完全是由酵母菌细胞呼吸产生的CO2所致。v2B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，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。