2018-2019版高中生物 第三章 细胞的代谢 第四节 细胞呼吸 第1课时学案 浙科版必修1.doc

第1课时细胞呼吸的概念和类型知识内容学考要求选考要求需氧呼吸的概念和过程bb厌氧呼吸的概念和过程bb学习导航(1)概述细胞呼吸的概念、类型和实质。(2)结合线粒体的结构，阐明需氧呼吸的各阶段的主要变化。(3)阐明厌氧呼吸的过程。方式一翱翔的飞机需要发动机燃烧油料来提供能量，在这一过程中，油料在发动机内剧烈燃烧，需要消耗氧气，产生二氧化碳，同时产生大量的能量推动发动机运转。生物体的生命活动也需要消耗能量，这些能量来自于有机物的氧化分解，也就是细胞呼吸。细胞呼吸和燃烧有什么区别呢？它的过程又是怎样的呢？方式二19世纪中期，欧洲许多陈年的葡萄酒在空气中因自然变酸而不能被饮用。为了研究酒变酸的真正原因，巴斯德进行了大量的实验，终于发现，酒变酸的罪魁祸首是一种叫醋酸杆菌的微生物，醋酸杆菌从空气中落进酒里，使葡萄酒变成了醋，后来他提出微温加热在酿制业消灭微生物的方法，即巴斯德消毒法。由此说明细胞呼吸是生物体具有的基本的生命活动，细胞呼吸提供了各类生物各种生命活动所需要的能量，体现了生物界的统一性。一、细胞呼吸与糖的氧化1细胞呼吸(1)概念(2)方式(3)实质：分解有机物，释放能量。2需氧呼吸(1)条件：有氧参与。(2)场所：细胞溶胶和线粒体，主要是线粒体。(3)反应式：C6H12O66O26CO26H2O能量。(4)反应过程(三个阶段)第一阶段(糖酵解)a场所：细胞溶胶。b过程：1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子(即丙酮酸)，释放少量能量，形成少量ATP。第二阶段(柠檬酸循环)a场所：线粒体基质或嵴。b过程：2个丙酮酸被分解，形成6个CO2，释放出少量能量，形成少量ATP。第三阶段(电子传递链)a场所：线粒体内膜。b过程：特殊的分子所携带的氢和电子传递给氧，形成水，产生大量的ATP。(5)特点：在常温下发生，所产生的能量中有相当一部分储存在ATP中，能量利用率很高。(6)实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。3需氧呼吸中各元素的来源及去路(1)CO2是在第二阶段由丙酮酸和水反应生成的，CO2中的O来自葡萄糖和水。这个过程在线粒体基质和嵴上进行。(2)O2在第三阶段(电子传递链反应)与H结合生成水，所以需氧呼吸产生的H2O中的O全部来自O2。(3)水在柠檬酸循环阶段参与反应，电子传递链反应会产生水。归纳总结需氧呼吸三个阶段的比较项目第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质、嵴线粒体内膜反应物葡萄糖(C6H12O6)丙酮酸(CH3COCOOH)H2OHO2生成物丙酮酸HCO2HH2O产生ATP的数量少量少量大量例1(2016浙江10月学考)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。下列叙述正确的是()A阶段A为糖酵解，该阶段的产物是丙酮酸和物质B阶段B为柠檬酸循环，该过程产生大量ATPC阶段A和阶段B为阶段C提供H和ATPD阶段C为电子传递链，有关酶存在于线粒体内膜上答案D解析阶段A是需氧呼吸的第一阶段，其产物除了有丙酮酸和ATP外，还有H，A错误；阶段B为需氧呼吸的第二阶段，该阶段不能大量产生ATP，B错误；阶段A和B可以为阶段C提供H，但不能提供ATP，C错误；阶段C是需氧呼吸的第三阶段，该过程发生于线粒体内膜，所以相关酶存在于线粒体内膜上，D正确。易错警示有关需氧呼吸的4个易错点(1)需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量在第三阶段产生)，但大部分以热能形式散失掉，仅有一小部分能量转移到ATP中。(2)需氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质和嵴，主要发生在线粒体基质中。(3)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸。(4)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与需氧呼吸有关的酶。例2(2017金华、温州、台州联考)下列关于人体需氧呼吸的叙述中，正确的是()A各阶段产生的H都和氧反应生成水B释放的能量都以ATP的形式储存起来C柠檬酸循环产生的H最多，释放的能量最多D产生的水中的氧原子不全部来自参加反应的氧中的氧原子答案A解析需氧呼吸第一、二阶段产生的H都在第三阶段和氧反应生成水；释放的能量只有少部分以ATP的形式储存起来；柠檬酸循环发生在第二阶段，产生的H最多，但只释放少量能量，第三阶段释放大量能量；产生的水中的氧原子全部来自参加反应的氧中的氧原子，即第三阶段H和氧反应生成水。二、厌氧呼吸1厌氧呼吸的条件、场所、过程及类型(1)条件：无氧。(2)场所：细胞溶胶。(3)过程第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解。第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，最常见的产物是乳酸或乙醇和CO2。(4)类型产生乳酸的厌氧呼吸a反应式：C6H12O62ADP2Pi2CH3CHOHCOOH2ATP。b生物类型：动物细胞、某些植物细胞、乳酸细菌等。c微生物的厌氧呼吸也称为发酵。乳酸细菌的厌氧呼吸被称为乳酸发酵。产生乙醇的厌氧呼吸a反应式：C6H12O62ADP2Pi2C2H5OH2CO22ATP。b生物类型：某些植物细胞、酵母菌等。c酵母菌在环境氧气浓度高时可进行需氧呼吸，在环境氧气浓度低时可进行厌氧呼吸。酵母菌的厌氧呼吸被称为乙醇发酵。2乙醇发酵实验(1)取10%葡萄糖溶液30 mL注入下图右边的广口瓶中，并置于35 水浴中预热。(2)取干酵母3 g，用15 mL 30 的温水化开后，立即倒入预热过的广口瓶中，充分振荡，使葡萄糖与酵母混匀，混合液应占广口瓶容积的1/3左右。(3)迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡。用带玻璃导管的橡皮塞塞住广口瓶，让玻璃导管的另一端伸入左边大试管的液面以下，并将广口瓶置于30 左右的水浴中。(4)实验分析广口瓶冒出气泡，大试管内冒出气泡，并且变浑浊。拔掉广口瓶的塞子后会闻到酒味儿，因为酵母菌发酵产生酒精。10%的葡萄糖溶液为酵母菌提供营养，置于35 水浴中预热是因为酵母菌在此温度下发酵迅速。在广口瓶的混合液表面滴加一薄层液体石蜡，在水面形成一层油膜隔绝空气中的氧气进入试管，制造无氧环境。使酵母悬液与葡萄糖溶液充分混合有利于酵母菌吸收葡萄糖，并将广口瓶置于30 水浴中，充分发挥酶的活性，加快发酵所需时间。归纳总结厌氧呼吸两个阶段的比较阶段场所是否需氧反应物产物能量释放第一阶段细胞溶胶否葡萄糖丙酮酸、H少量ATP第二阶段细胞溶胶否丙酮酸和H乳酸(或乙醇和CO2)无ATP例3(2017浙江4月学考)下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述，正确的是()A厌氧呼吸产生的能量大多用于合成ATPB厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和CO2C成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵D人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖答案D解析厌氧呼吸产生的能量大多以热能形式散失，少数用于合成ATP；厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和H；成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乙醇发酵。易错警示有关厌氧呼吸的易错点(1)厌氧呼吸分为两个阶段，第二阶段无能量释放。(2)厌氧呼吸相比需氧呼吸，对葡萄糖有着更快的利用速率。(3)厌氧呼吸发生的条件是无氧或低氧环境，是进行需氧呼吸生物的一种应急措施。(4)骨骼肌细胞进行厌氧呼吸产生的乳酸能够运至肝脏再生成葡萄糖，但这是一种吸能反应，需要消耗能量。(5)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用；玉米种子烂胚的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。例4(2017浙江名校协作体联考)下列关于人体肌肉细胞厌氧呼吸的叙述中，正确的是()A会有特殊分子携带氢和电子传递给氧生成水B葡萄糖分解产生乙醇和二氧化碳C产物在肌肉细胞中再生成葡萄糖D全过程都在细胞溶胶中进行答案D解析人体肌肉细胞厌氧呼吸的产物只有乳酸，且无氧参与；产物乳酸在肌肉细胞中不会再生成葡萄糖，乳酸需运至肝脏中再生成葡萄糖；人体肌肉细胞厌氧呼吸的两个阶段都在细胞溶胶中进行。例5(2018浙江4月学考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是()A将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀B在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境C乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2D拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味答案B解析将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀，目的是使酵母菌与底物充分接触，利于发生反应，A正确；在甲试管内的混合液表面滴加一薄层石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵，B错误；CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2，C正确；酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精和CO2，酒精具有挥发性，拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味，D正确。1人体进行需氧呼吸的场所是()A肺 B线粒体C细胞溶胶 D线粒体和细胞溶胶答案D解析人体进行需氧呼吸的过程是在细胞溶胶中发生糖酵解、在线粒体中发生柠檬酸循环和电子传递链。2下列反应在细胞溶胶和线粒体内均能完成的是()A葡萄糖丙酮酸B丙酮酸乙醇CO2CADPPi能量ATPDH2OHO2答案C解析在细胞溶胶中，葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸和H，同时释放能量并合成ATP。在线粒体内，丙酮酸彻底氧化分解释放出能量并合成ATP。3(2017浙江衢丽湖舟3月模拟)下图表示需氧呼吸的过程，其中关于过程和过程的叙述，正确的是()葡萄糖丙酮酸CO2H2O能量A均需要酶的催化 B均需要氧气的参与C均释放大量能量 D均在线粒体中进行答案A解析过程为需氧呼吸的第一阶段，在细胞溶胶中进行，过程为需氧呼吸的第二、第三阶段，依次在线粒体基质(和嵴)和线粒体内膜上进行，过程和均需要酶的催化，A正确，D错误；只有需氧呼吸的第三阶段需要氧气的参与，释放大量能量，B、C错误。4(2017台州9月模拟)下列有关厌氧呼吸的叙述，错误的是()A产生少量ATP B可产生水C可释放二氧化碳 D在细胞溶胶中进行答案B解析厌氧呼吸过程中由于有机物分解不彻底，只在第一阶段释放少量能量，产生少量ATP，A正确；厌氧呼吸过程中，葡萄糖能分解形成乳酸或乙醇和二氧化碳，不能产生水，B错误，C正确；厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，即在细胞溶胶中进行，D正确。5(2017宁波十校9月联考)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A肌肉细胞进行厌氧呼吸可以快速并大量提供ATPB需氧呼吸和厌氧呼吸均不能将葡萄糖的化学能全部转化到ATP中C柠檬酸循环所需的酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中D酵母菌和乳酸菌均能进行厌氧呼吸和需氧呼吸答案B解析肌肉细胞进行厌氧呼吸只能释放少量能量，只能提供少量ATP，A错误；需氧呼吸和厌氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量，少部分能量转化到ATP中，大部分能量以热能的形式散失，B正确；柠檬酸循环发生在线粒体中，线粒体基质与内膜上都有与此有关的酶，C错误；乳酸菌只能进行厌氧呼吸，酵母菌能进行需氧呼吸和厌氧呼吸，D错误。基础达标1(2017台州2月模拟)细胞呼吸中葡萄糖被分解为丙酮酸的过程只发生在()A细胞有氧时 B细胞缺氧时C线粒体内 D细胞溶胶中答案D解析细胞呼吸中葡萄糖被分解为丙酮酸的过程只发生在细胞溶胶中，而不能发生在线粒体内，既可以在有氧条件下发生，也可以在无氧条件下发生，故D项正确。2下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是()A厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累B需氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水C厌氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成ATPD需氧呼吸时葡萄糖进入线粒体需经过两层膜答案C解析厌氧呼吸不需要O2的参与，厌氧呼吸第一阶段与需氧呼吸第一阶段相同，有H产生，H参加第二阶段的反应被消耗而不会有H的积累；需氧呼吸产生的H在线粒体内膜上与氧结合生成水；厌氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成ATP；需氧呼吸时进入线粒体的是丙酮酸。3(2017浙江新高考联盟二模)下列有关真核细胞需氧呼吸第二阶段的叙述，正确的是()A与线粒体内膜一定无关 B需要H2O的参与C需要O2的参与 D形成大量ATP答案B解析真核细胞需氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质和嵴中，与线粒体内膜有一定关系，A错误；真核细胞需氧呼吸第二阶段需要H2O的参与，生成大量H和CO2，B正确；真核细胞需氧呼吸第二阶段不需要O2的参与，第三阶段需要O2的参与，C错误；真核细胞需氧呼吸第二阶段只释放少量能量，形成少量ATP，D错误。4下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是()A在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2OB在柠檬酸循环过程中有少量ATP生成C电子传递发生在线粒体内膜上D与柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中答案A解析在线粒体中丙酮酸被分解为CO2和H2O，A错误；柠檬酸循环过程中有关的酶分布在线粒体的嵴上和基质中，有少量ATP生成，电子传递发生在线粒体内膜上，B、C、D正确。5下列关于人体细胞厌氧呼吸的叙述，错误的是()A厌氧呼吸全过程在细胞溶胶中进行B产生的乳酸被运至肝脏后可再生成葡萄糖C产生的CO2会刺激神经末梢使人产生酸痛感D细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施答案C解析厌氧呼吸的两个阶段均在细胞溶胶中进行，A正确；厌氧呼吸产生的乳酸被运至肝脏后可再生成葡萄糖，B正确；产生的乳酸会刺激神经末梢使人产生酸痛感，C错误；厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变成葡萄糖又要消耗能量，因此，人体进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施，D正确。6如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞溶胶中发生的是()A BC D答案B解析是需氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中；和表示两种类型的厌氧呼吸，均发生在细胞溶胶中；表示ATP的合成，可发生在细胞溶胶中。能力提升7(2017绍兴3月模拟)下列关于厌氧呼吸的叙述，正确的是()A生物厌氧呼吸的产物只有乳酸或乙醇B第二阶段是对丙酮酸进一步氧化形成不彻底的氧化产物C人体细胞进行厌氧呼吸时产生CO2的场所是细胞溶胶D厌氧呼吸的过程中体现了吸能反应和放能反应的关联答案D解析生物厌氧呼吸的产物是乳酸或乙醇和二氧化碳，A错误；厌氧呼吸的第二阶段是将丙酮酸还原成乳酸或乙醇和CO2，B错误；人体细胞进行厌氧呼吸时只产生乳酸，不产生CO2，C错误；厌氧呼吸的过程中，有机物的氧化分解释放能量，是放能反应，ATP的形成是吸能反应，所以厌氧呼吸的过程体现了吸能反应和放能反应的关联，D正确。8(2017浙江吴越联盟二模)真该细胞需氧呼吸的基本过程示意图如图所示。下列叙述正确的是()A过程是糖酵解，该过程的产物X为3磷酸甘油酸B过程是柠檬酸循环，有关的酶只存在于线粒体基质中C过程是电子传递链，该过程产生大量的ATPD过程和为过程提供H和ATP答案C解析过程是糖酵解，该过程的产物X为丙酮酸，A错误；柠檬酸循环发生在需氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中存在着与柠檬酸循环有关的酶，同时也有少量与柠檬酸循环有关的酶分布在嵴上，B错误；电子传递链发生在需氧呼吸的第三阶段，此阶段释放大量能量，因而产生大量的ATP，C正确；过程和为过程提供H，但不提供ATP，D错误。9(2017湖州期末)细胞呼吸过程如图所示，其中代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述，错误的是()A在中有氢被释放出来B是细胞溶胶，是线粒体C若乙是乳酸，则中都能够产生ATPD本图所示的生理过程如果发生在酵母菌体内，乙是乙醇和CO2答案C解析甲是丙酮酸，是线粒体，发生在线粒体内的过程有需氧呼吸的第二和第三阶段，其中需氧呼吸的第二阶段有氢被释放出来，A正确；表示细胞呼吸第一阶段的场所，即细胞溶胶，表示厌氧呼吸第二阶段的场所，即细胞溶胶，表示需氧呼吸第二和第三阶段的场所，即线粒体，B正确；若乙是乳酸，则表示厌氧呼吸，其中过程不能产生ATP，表示需氧呼吸，都能产生ATP，C错误；酵母菌厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2，D正确。10如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是()A图解中的两物质依次是H2O和O2B图解中(一)(二)两阶段产生H的场所都是线粒体C图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖D1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段产生的能量一样多答案A解析从题图所示的过程及参与的物质分析可知，该过程表示细胞的需氧呼吸过程。(一)表示需氧呼吸的第一阶段，在细胞溶胶中进行，在酶的作用下，葡萄糖分解为丙酮酸和少量H，释放少量能量。(二)表示需氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质和嵴上进行，丙酮酸和H2O(图中)彻底分解成CO2并产生大量的H，释放少量能量。(三)表示需氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的H与O2(图中)结合生成H2O，释放大量能量。11将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞溶胶)和沉淀物(线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后隔绝空气。下列叙述正确的是()A甲试管中最终产物为CO2和H2OB乙试管中不发生反应C丙试管中有大量的ATP产生D丙试管中无CO2产生答案B解析甲试管中有细胞溶胶，葡萄糖可被作为厌氧呼吸的底物，最终产物是C2H5OH和CO2，且有少量ATP生成；乙试管中仅有线粒体，而线粒体不能直接利用葡萄糖，故乙试管中不发生反应；丙试管中既有细胞溶胶又有线粒体，在隔绝空气的情况下可进行厌氧呼吸产生C2H5OH和CO2。12(2017杭州高二检测)下图是需氧呼吸过程图解，请依据图回答：(1)依次写出长方框内所代表的物质：_、_、_。(2)需氧呼吸的主要场所是_，在该场所产生的最终产物是_。需氧呼吸的反应式可以写成_。(3)由图可知，需氧呼吸可分为三个阶段，其中产能最多的是_阶段，场所为_。(4)如果无氧气供应，酵母菌细胞内C6H12O6的分解产物是_，反应的场所是_。该反应式可以写成_。答案(1)丙酮酸H2OCO2(2)线粒体CO2、H2O、ATPC6H12O66O26CO26H2O能量(3)电子传递链(第三)线粒体内膜(4)二氧化碳和乙醇细胞溶胶C6H12O62Pi2ADP2C2H5OH2CO22ATP解析据图解分析，是第一阶段(糖酵解)的产物：丙酮酸，是第三阶段(电子传递链)的产物：H2O，是第二阶段(柠檬酸循环)的产物：CO2。图中H代表的是NADH等。需氧呼吸的第二、第三阶段都在线粒体内完成，故线粒体是需氧呼吸的主要场所；需氧呼吸的最终产物有 CO2、H2O、ATP。需氧呼吸的第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内膜上，产能最多。酵母菌的厌氧呼吸叫乙醇发酵，发生在酵母菌的细胞溶胶内，产物有CO2、乙醇、ATP。13下图表示需氧呼吸全过程，请据图完成下列问题：(1)图中的代表的物质依次是_、_、_。(2)进行需氧呼吸第一阶段的场所是_。(3)需氧呼吸的三个阶段都能产生能量，请指出产生能量最多的阶段：_(填图中的序号)。(4)若用18O标记C6H12O6，经需氧呼吸将在_中出现标记的18O。(5)经研究发现，心肌细胞比腰肌细胞中的线粒体数量明显增多，这一事实说明生物体的_。答案(1)(大量)ATPCO2H2O(2)细胞溶胶(3)(4)CO2(5)结构与功能是相适应的解析需氧呼吸的整个反应过程可分为三个阶段。第一阶段是在细胞溶胶中进行的，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的H，并且释放出少量的能量；这一阶段不需要氧的参与，但需要酶的催化。第二阶段是在线粒体基质和嵴中进行的，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H，并释放出少量的能量；这一阶段不需要氧的参与，但需要酶的催化。第三阶段是在线粒体内膜上进行的，上述两个阶段产生的H，经过一系列的反应，与氧结合生成水，同时释放出大量的能量；这一阶段需要氧的参与，同时也需要有关酶的催化。