细胞呼吸专题复习
北京科技大学研究生-教师年终总结
河北郑口中学 高中生物专题复习
细胞呼吸
1、有氧呼吸的总反应式:
酶
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
+
6H
2
O 6CO
2
+
12H
2
O + 能量
2、有氧呼吸过程图解
3、无氧呼吸的总反应式:
C
6
H
12
O
6
酶
2C
2
H
5
OH(酒精)+ 2CO
2
+
少量能量
或
C
6
H
12
O
6
酶
2C
3
H
6
O
3
(乳酸)+
少量能量
4、有氧呼吸与无氧呼吸的区别:
呼吸方式
不
同
点
总反
应式
能量
变化
释放大量能量,形成大量ATP(1mol葡萄糖放出2870KJ能量,其中1161kJ被利用合成ATP,
其余以热能散失)
C
6
H
12
O
6
+6O
2
6CO<
br>2
+6H
2
O+能量
酶
有氧呼吸
细胞质基质,线粒体
氧气、多种酶
葡萄糖彻底分解,产生CO
2
和H
2
O
无氧呼吸
细胞质基质
无氧气参与、多种酶
葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒
精和CO
2
释放少量能量,形成少量ATP
场所
条件
产物
C
6
H
12
O
6
2C
3
H
6<
br>O
3
+能量
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH+2CO
2
+
能量
酶
酶
1
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过
程
第1阶段:1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸
和少量[H],释放少量能量,细胞质
基质
第2阶段:丙酮酸和水彻底分解成CO<
br>2
和[H],
释放少量能量,线粒体基质
第3阶段:[H]和O
2
结合生成水,大量能量,
线粒体内膜
相同
点
两者的第一阶段完全相同,细胞呼吸是ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源
第1阶段:同有氧呼吸
第2阶段:丙酮酸在不同酶催化作
用下,分解成酒精和
CO
2
或转化
成乳酸
5、呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型 被分解的有机物 储存的能量
释放的能量 可利用的能量 能量利用率
有氧呼吸
1mol葡萄糖
无氧呼吸
2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13%
2870kJ 2870kJ
1165 kJ 40.59%
6、影响呼吸速率的外界因素:
因
影响机理
素
影响呼吸酶的活性:最适温度时,细胞
呼吸最强;超过最适温度呼吸酶活性降低,甚至变性失活,呼吸受抑制;低于
最适温度酶活性下降,呼吸受抑制
氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞
氧
气
呼吸的速率和性质(在O
2
浓度为零时
只进行无氧呼吸;浓度为大于零小于
10%时,既进行有氧呼吸又进行无
氧呼
吸;浓度为10%以上时,只进行有氧
呼吸。)
CO
增加CO
2
的浓度对细胞呼吸有明显的
2
曲线模型 实践应用
①低温下贮存蔬菜、水果;
②在大棚蔬菜的栽培过程中
夜间适当降温,以降低细胞
呼吸,减少有机物的消耗,
提高产量
适当降低
氧气浓度能够抑制
细胞呼吸,减少有机物消耗,
以延长蔬菜、水果的保鲜时
间
温
度
在蔬菜和水果的保鲜中,增
加CO
2
的浓度,可提高保鲜
2
效果
抑制效应。这可以从化学平衡的角度得
到解释
浓
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度
H
2
O
在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量
的增加而加强,随含水量的减少而减弱
将种子风干,以减弱细胞呼
吸,从而减少有机物的消耗,
延长作物种子储藏时间
7、相关曲线(疑难点)分析
(1)点的含义
R点:只进行无氧呼吸;
P点之前:有氧呼吸与无氧呼吸共存,CO
2
释放总量=有氧呼吸释放量+无氧呼吸释放量;P
点
及其以后:只进行有氧呼吸;
Q点:释放的CO
2
量最少,细胞总体呼吸最弱,为种子、蔬菜、水果贮存的最佳点。
B点:有氧呼吸吸收的O
2
量(或释放的CO
2
量)等于无氧呼吸释
放的CO
2
量。
(2)线的含义
两种呼吸方式同时存在的区段是RQP;
RQ区段CO
2
生成量急剧减少的原因是随着O
2
浓度增加,
无氧呼
吸受到抑制;区域ORP的面积表示无氧呼吸产生的CO
2
量。
8、呼吸方式的实验测定
⑴、欲测定与确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,即用等
量的蒸馏水取代实验组的NaOH
溶液,其他所有条件均应一致,加蒸馏水的装置内气压变化应由CO<
br>2
与O
2
共同决定。两套装
置如图所示:
结果与结论:
①装置一液滴左移,装置二液滴不动⇒只进行有氧呼吸
②装置一液滴不动,装置二液滴右移⇒只进行无氧呼吸
3
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③装置一液滴左移,装置二液滴右移⇒既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
④装置一与装置二液
滴“均左移”⇒呼吸过程中O
2
吸收量>CO
2
释放量⇒呼吸底物为脂肪。
⑵、当CO
2
释放量大于O
2
消耗量时,细胞同时进行产生酒精的无
氧呼吸和有氧呼吸,如酵母菌在
不同O
2
浓度下的细胞呼吸,此种情况下,判断哪种呼
吸方式占优势,可分析如下:
V
CO
2
4
①若=,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。
V
O
2
3
V
CO
2
4
②若>,无
氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。
V
O
2
3
V
CO
2
4
③若<,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。
V
O
2
3
名师点睛:
①为使实验结果精确、排除实验误差还应设置如图装置三,以便校正。
②进行结果与结论的描
述时应“先结果后结论”,而不是“先结论后结
果”,如上述①不可写成“只进行有氧呼吸,则装置一液
滴左移,装
置二液滴不动”。
⑶、物理误差的校正
①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。 ②如果实验材料是种子,为防止微生物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。
③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。
9、细胞呼吸方式的判断
(1)依据反应物、产物来判断
①若需消耗氧气,则一定存在有氧呼吸;若产物有水,则一定存在有氧呼吸;
②若产物中有酒精或乳酸,则一定有无氧呼吸;
③若产物中有二氧化碳,则要依据物质的量的关系来讨论。
(2)依据物质的量的关系来判断
①不消耗O
2
,释放CO
2
―→只进行无氧呼吸。
②无CO
2
释放―→只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
③酒精产生量等于CO
2
量―→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO
2
释放量等于O
2
的吸收量―→只进行有氧呼吸。
⑤CO
2
释放量大于O
2
的吸收量―→既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;多
余的CO
2
来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO
2
量―→既进行
有氧呼吸,又进行酒精发酵,多余的CO
2
来自有氧呼吸。
10、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
4
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1.如图表示糖类代谢的示意图,相关叙述正确的是( )
A.③过程需要水的参与,发生在线粒体的内膜上
B.②过程产生少量的ATP,③、④产生大量的ATP
C.①过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中
D.⑤过程不发生在人体细胞中,是因为缺乏相关的酶
【解析】③过程为有氧呼吸第二阶段,
发生在线粒体基质中,该过程需要水参加反应;②过程是有氧呼吸第一阶段,该
过程可产生少量ATP,
③④过程分别是有氧呼吸第二、三阶段,只有有氧呼吸第三阶段才能产生大量ATP;①是糖类
物质的水
解,糖原分解成葡萄糖可发生在肝脏细胞中,不能发生在肌肉细胞中;⑤过程为产生酒精的无氧呼吸,不能发生在人体细胞中,人体细胞中缺乏催化产生酒精的酶。
【答案】D
2.有一瓶混有酵母
菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O
2
时,其产生的酒精和CO
2
的量如
图所示。据图中信息推
断错误的是( )
5
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A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸,只进行无氧呼吸
B.当氧浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当氧浓度为c时,25的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D.a、b、c、d不同氧浓度下,细胞都产生[H]和ATP
【解析】氧浓度为a时,酒精
和CO
2
的量相等,即比值为1∶1,酵母菌只进行无氧呼吸,A正确;氧浓度为b时,CO<
br>2
的量
大于酒精的量,说明酵母菌有两种呼吸方式,氧浓度为d时酒精的量为0,酵母菌
只进行有氧呼吸,B正确;当氧浓度为
c时,酒精的量为6,无氧呼吸消耗的葡萄糖为3,由CO
2
的量15可知有氧呼吸产生的CO
2
为:15-6=9,可得出有氧呼
吸
消耗的葡萄糖为:1.5,则有23的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵,C错;有氧呼吸和无氧呼吸都产生[H]和A
TP,D正确。
【答案】C
3.在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2
和O
2
体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖,则下列叙述中
正确的
是( )
条件 a b c d
CO
2
释放量 10 8
O
2
吸收量
A.a条件下,呼吸产物除CO
2
外还有乙醇或乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少
C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少
D.d条件下,产生的CO
2
来自细胞质基质和线粒体
【解析】无氧条件下
产生了CO
2
,这说明该植物的无氧呼吸产物是酒精,不会是乳酸;b条件下,氧气消耗的相对
值为
3,可计算出葡萄糖消耗的相对值为0.5,无氧呼吸产生CO
2
的相对值为5,
可计算出消耗葡萄糖的相对值为2.5;有氧
呼吸时,消耗葡萄糖最少;d条件下,种子只进行有氧呼吸
,CO
2
全部来自线粒体。
【答案】B
4. 有一瓶酵母菌和葡萄糖的混
合培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO
2
的量如下表所示:
氧浓度(%)
产生CO
2
的量
产生酒精
的量
a
30
mol
0 mol
b
9
mol
9
mol
c
12.5
mol
6.5
mol
d
15
mol
6
mol
0
6 7
7 3 4
下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时,只进行有氧呼吸
B.b值对应的氧浓度为零
C.氧浓度为c时,经有氧呼吸产生的CO
2
为9 mol
D.氧浓度为d时,有23的葡萄糖用于酒精发酵
【解析】
根据表格信息,结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可判断:在氧浓度为a时酵母菌只进行有氧呼吸,b
6
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时只进行无氧呼吸,c、d时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。氧浓度为d时有氧呼吸产生CO
2
的量为15-6=
9(mol),消耗葡萄糖1.5
mol,无氧呼吸产生CO
2
的量为6 mol,消耗葡萄糖3
mol,故有23的葡萄糖用于酒精发
酵。
【答案】C
5. 以下甲、乙两图都表
示某植物的非绿色器官CO
2
释放量和O
2
吸收量的变化。下列相关叙述,不
正确的是( )
A.甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C.甲图中a、b、c、d四个浓度中,c是最适合贮藏的
D.甲图中氧含量为d时没有酒精产生
【解析】 甲图中氧含量为a时,细胞只释放CO2
不吸收氧气,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的A点。
甲图中氧含量为b时,CO
2
的释放量远远大于氧气的吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧
呼吸强度大,应对应乙图中的AC段。贮藏植物器官应选择CO
2
产生量最少即细胞呼吸最弱时
,即甲图中的c点。
氧含量为d时,CO
2
释放量与氧气的吸收量相等,细胞只进行有
氧呼吸,因此没有酒精产生。综上所述,B项错
误。
【答案】B
6. 在下图3个
密闭装置中,分别放入质量相等的三份种子:消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种
子及未消
毒刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜条件下培养,下列有关叙述中错误的是( )
<
br>A.当a和b玻璃管中的水珠开始移动时,分别记录其移动速率
v
a
和
v
b
,则
v
a
<
v
b
B.如果
b和c中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为
T
b
和
T
c<
br>,则
T
c
>
T
b
C.如果b和c中都消耗
了等质量的有机物,记录水珠移动距离
L
b
和
L
c
,则L
b
<
L
c
7
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D
.如果a和c中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为
T
a
和
T
c
,则
T
a
>
T
c
【解析】 装置a
和b形成对照,变量为是否消毒,即是否有微生物。b和c形成对照,变量为种子种类的不同。
b种子未
消毒,在单位时间内,呼吸作用强度大于a,消耗的氧气多,同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧
化钠吸收,所以b中消耗的氧气多,内外的压强差大,玻璃管中的水珠开始移动时的速率vb大于va。小麦种子
中主要是淀粉,花生种子中含脂肪较多,脂质分子中含氧元素比糖类(淀粉)少,脂肪氧化分解时,需要
的氧气比同
等质量的糖类(淀粉)氧化分解时多,产生的热量多。如果b和c中都消耗了等质量的有机物
,则c中消耗的氧气
多,内外的压强差大,产生的热量多。a与c比较,即使不考虑是否消毒的问题,也
应该是Ta<Tc。
【答案】D
7. 呼吸熵(RQ=放出的CO
2
量吸
收的O
2
量)可作为描述细胞呼吸过程中O
2
供应状态的一种指标。如图所示
的是酵
母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,以下叙述正确的是( )
A.呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
【解析】 酵母菌氧化分解葡萄糖的过程
中,如果只进行有氧呼吸,则放出的CO
2
量与吸收的O
2
量相等,即RQ<
br>=1。当放出的CO
2
量大于吸收的O
2
量时,表明既进行有氧呼吸又
进行无氧呼吸,且差值越大,无氧呼吸所占的
比例越大,即呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越
强。因为b点的RQ小于a点的RQ,所以b点有氧
呼吸强度大于a点的有氧呼吸强度。呼吸熵(RQ)
表示放出的CO
2
量吸收的O
2
量,并不代表细胞呼吸强度,故D
错
误。
【答案】B
8. 下列各曲线所代表的生物学含义及描述,正确的是( )
A.甲图表示人的成熟红细胞中ATP的生成速率与氧气浓度的关系
B.乙图所示物质运输速率不受呼吸酶抑制剂的影响
C.丙图表示酵母菌呼吸时氧气浓度与C
O
2
生成速率的关系,a点时产生的CO
2
全都来自有氧呼吸
D.丁图表示小鼠体内酶活性与环境温度的关系
【解析】 人的成熟红细胞进行无氧呼吸,因
此ATP的生成速率与氧气的浓度无关,A正确;由物质运输速率受
氧气浓度影响可知,该物质的运输方
式是主动运输,呼吸酶抑制剂可使物质运输速率减慢,B错误;a点时酵母菌
进行有氧呼吸和无氧呼吸,
CO
2
由两种呼吸方式共同产生,C错误;小鼠是恒温动物,体内酶的活性不受环境温
度的影响,D错误。
8
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【答案】A
9. 如图表示某植物非绿色器官在不同O
2
浓度下,O
2
的吸收量和CO
2
的释放量的变化情况,根据所提供的信息,
以
下判断正确的是( )
A.N点时,该器官O
2
的吸收量和
CO
2
的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸
B.M点是贮藏该器官的最适O
2
浓度,此时无氧呼吸的强度最低
C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解
D.L点时,该器官产生CO
2
的场所是细胞中的线粒体基质
【解析】 N
点之后,O
2
的吸收量与CO
2
的释放量不等,说明该植物非绿色器官呼吸作
用过程中还有非糖物质的
氧化分解,C正确;由于有非糖物质参与氧化分解,故O
2
的
吸收量与CO
2
的释放量相等不能说明该器官只进行有
氧呼吸,A错误;M点细胞的总
呼吸强度最低,但无氧呼吸强度并不是最低的,B错误;L点时,细胞只进行无氧
呼吸,产生CO
2
的场所是细胞质基质,D错误。
【答案】C
10.如图表示光合作用和有氧呼
吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的
生理过程。下列叙述错
误的是( )
A.④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B.能在小麦根尖成熟区细胞中发生的元素的转移途径有②③⑥⑦⑨
C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦和⑨
D.光能可以转变为ATP中的化学能,ATP中的化学能不能转变为光能
【解析】 通过光
合作用,光能可以转化成ATP中的化学能,在萤火虫等发光生物的体内,ATP中的能量也可以
转化成
光能。
【答案】 D
11.
向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂,下列说法正确的是( )
A.若a能抑制丙酮酸分解,则酒精的含量增加
B.若b能抑制葡萄糖分解,则丙酮酸的含量增加
C.若c能抑制[H]生成水,则O
2
的消耗量减少
D.若d能抑制ATP形成,则ADP的含量减少
【解析】 若a能抑制丙酮酸分解,进而导
致有氧呼吸受抑制而减弱,细胞为获得能量供应而进行无氧呼吸,无
氧呼吸的产物是酒精和CO
2
或乳酸;若b能抑制葡萄糖分解,葡萄糖无法分解产生丙酮酸,导致丙酮酸含量下降;
若c能
抑制[H]生成水,而[H]是与O
2
结合来生成水的,因而导致O
2
消耗量
减少;若d能抑制ATP的形成,ATP
是由ADP转化而来,ATP含量减少,ADP含量会增加。
9
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【答案】C
12.为探究酵母菌呼吸方式的类型,设计了如下图所示的装置,相关叙述错误的是( )
A.假设装置一中的红色液滴左移,装置二中的红色液滴不动,则说明酵母菌只进行有氧呼吸
B.假设装置一中的红色液滴不移动,装置二中的红色液滴右移,则说明酵母菌只进行无氧呼吸
C.假设装置一中的红色液滴左移,装置二中的红色液滴右移,则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D.假设装置一、二中的红色液滴均不动,则说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
【解析】 两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是NaOH溶液,能吸收CO
2
,如果红色液滴左
移,则说明酵母菌进行有氧呼吸,即根据装置一可以判断酵母菌是否进行
有氧呼吸。装置二中是清水,如果红色
液滴右移,则说明酵母菌只进行无氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无
氧呼吸;如果红色液滴不动,则说明酵母菌只
进行有氧呼吸。两套装置结合起来就可以判断出酵母菌的呼
吸方式。
【答案】D
10