ATP的主要来源-细胞呼吸

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第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
【基础知识】一.细胞呼吸的方式
1（A级）.细胞呼吸是指 在 经过一系列的 生成 释放出 并生成ATP的过程
2.（B级）探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验目的（1）用兼性厌氧菌——酵母菌来研究细胞呼吸的不同方式。
（2） 设计和进行 实验，分析 和 条件下酵母菌细胞的呼吸情况
产物的鉴定 酒精 + 重铬酸钾的浓硫酸溶液
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
CO2+ 溴麝香草酚蓝水溶液 变 变
实验步骤（1）配制酵母培养液，20g新鲜使用酵母菌+240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液
（2）检测CO2的产生，装置如图所示
（3）检测酒精的产生：
自A、B中各取2ml酵母菌培养液注入已编号1、2的两只试管中
重铬酸钾的浓硫酸溶液
【思考】：1.该实验的变量因子是什么？
2.如何控制有氧和无氧的条件？
3．怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？、
【探究】1.有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，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？
2.有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？
3.在某一次对有氧呼吸实验装置的操作中，将酵母菌培养液取样鉴定，鉴定出也含有酒精，这是为什么呢？如何改进实验操作？
4.为了控制无氧呼吸实验装置中的氧气，对酵母菌培养瓶采取用Ｔ形夹夹住橡皮管的方法进行密封处理，结果发生了锥形瓶爆裂或橡皮塞被顶脱的现象，这是为什么呢？由此说明什么问题？
实验现象和分析 1.甲乙装置石灰水都变 ，说明酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生
2.甲装置 ，说明酵母菌在有氧比无氧时放出的
3.2号试管由 变成 ，1号试管 说明无氧时酵母菌分解葡萄糖产生 。
实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行 .在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 。
细胞呼吸根据 的参与，可分为 和 。
二.有氧呼吸（A级）
1.概念:有氧呼吸是细胞呼吸的 ，是指细胞在 的参与下，通过
的催化作用，把葡萄糖等有机物 产生 ，同时释放
生成 的过程。
2.场所： 主要场所：
线粒体结构示意图
3.反应式：
4.过程：（1）第一阶段：1分子的葡萄糖分解形成2分子的 ，产生少量的
并且释放处少量能量。这个阶段是在 中进行的。
（2）第二阶段：丙酮酸和 彻底分解成 和 ，并且释放出少量的能量，这个阶段是在 进行的。
（3）第三阶段：上述两阶段产生的 ，经过一系列的反映，与 结合而生成水，同时释放出大量的能量，这个阶段是在 进行的。
（4）能量释放：1mol葡萄糖彻底氧化分解后，可使 KJ左右的能量储存于ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。
（5）有氧呼吸的三个阶段中，释放能量最多的是第 阶段，在线粒体中进行的是第 阶段。
【思考】：（B级）
1.能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体吗？
2.有氧呼吸释放的能量大部分用于什么？
【核心知识总结】：（B级）
有氧呼吸的三个阶段：
阶段项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
反应物
生成物
形成ATP的数量
与氧的关系
【思考】：（B级）1.与有氧呼吸相关的酶分布在 。
2.同种生物的不同细胞往往含有线粒体的数量不同，生命活动旺盛，消耗能量多的细胞中线粒体数量较多。
3. 有水参与了反应；氧气是 参与的反应，并且 产生水的同时，也是放出能量最多的过程。
3、无氧呼吸（A级）
1、无氧呼吸是指细胞在缺氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成为 等，同时释放出少量能量的过程。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做 。
2、反应式
或 。
3、过程：
第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段相同。
第二阶段： 在不同酶的催化下，分解成 或转化成 。无氧呼吸只在 阶段释放少量能量，葡萄糖中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。
4、反应场所是在 。
5、能量释放：1mol葡萄糖分解成乳酸，释放出 kJ的能量，只有 kJ的能量储存在ATP中。
【思考】：（B级）
1.无氧呼吸产物不同的原因是什么？
2.酸奶的味道比纯奶好，酸奶的形成是利用乳酸菌的什么生理活动？
四、有氧呼吸、无氧呼吸的比较
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
场所 先在 ，后在 在 进行
条件
物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，形成 葡萄糖分解不彻底，形成 或 等
能量变化 释放 能量，形成 ATP 释放 能量，形成 ATP，（还有部分能量储存在 中）
特点 受O2和温度等因素的影响　 有氧存在时，无氧呼吸受抑制
联系
实质
意义 为生命活动提供 ；呼吸作用产生的中间产物是合成另外一些物质的
3.（1）种子萌发：有机物总量 有机物种类
　　（2）土豆发芽（洋葱、蒜）有机物总量 有机物种类 　
（3）胚胎发育：有机物总量 DNA总量 单个细胞体积 细胞总体积
　　（4）将鲜奶制成酸奶（发面）：总能量 ，有机物种类 ，营养价值
　　（5）水果、蔬菜保鲜：三低：
　　（6）酸菜 　　　酿酒
　　（7）吐鲁番葡萄甜的原因：
不消耗O2，释放CO2　 　
酒精量等于CO2量　　
　　CO2释放量等于O2的吸收量　 　
　CO2释放量大于O2的吸收量　
计算
　 酒精量小于CO2量 既有氧呼吸，又无氧呼吸；多余的CO2来自有有氧呼吸
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 呼吸场所
条件
分解产物 彻底； 不彻底；
能量释放
产生ATP数目 1mol葡萄糖可产生 mol ATP 1mol葡萄糖可产生 mol ATP
反应式
相同点 本质
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量为体内其他化合物的合成提供原料
【课时练习】：（C级）
1．同一株植物的不同部位的呼吸强度可以不同，下列叙述中错误的是：（ ）
　A、幼叶的比老叶的高 　　　B、萌发种子胚的比胚乳的高
C、枝条尖端的比基部的高 　 D、老根部分的比根尖的高
2．将酵母菌放含有培养液的的密闭的锥形瓶中，测得CO 2的释放量比O2的吸收量大一倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为：（ ）
　A、1/6 B、1/3 C、1/2 D、1
3.（09全国卷Ⅱ）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是
A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
4.（09天津卷）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
实验材料 取样 处理 分组 培养液 供氧情况
适宜浓度酵母菌液 50 mL 破碎细胞（细胞不完整） 甲 25 mL 75 mL 无氧
乙 25 mL 75 mL 遇氧
50 mL 未处理 丙 25 mL 75 mL 无氧
丁 25 mL 75 mL 通氧
下列叙述正确的是
A. 甲组不产生CO2而乙组产生 B. 甲组的酒精产量与丙组相同
C. 丁组能量转换率与丙组相同 D. 丁组的氧气消耗量大于乙组
5.（09浙江卷）破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述，正确的是
A．无氧呼吸和体液免疫 B．无氧呼吸和细胞免疫
C．有氧呼吸和体液免疫 D．有氧呼吸和细胞免疫
6.（09广东理基）在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成
A．ATP B．乳酸 C．三碳化合物 D．CO2
7.（09广东卷）利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于
A．降低呼吸强度 B．降低水分吸收 C．促进果实成熟 D．促进光合作用
CO2释放量 O2吸收量
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
8.（09上海卷）在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下弄叙述中正确的是
A. a条件下，呼吸产物除 CO2外还有酒精和乳酸
B. b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C. c条件下，无氧呼吸最弱
D. d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
9.右图是某种绿色植物的绿色器官在不同氧气浓度下，O2吸收量和CO2释放量的变化坐标图。氧气浓度为10%时，该器官进行的呼吸作用为（D）
A．有氧呼吸大于无氧呼吸
B．有氧呼吸小于无氧呼吸
C．有氧呼吸等于无氧呼吸
D．只进行有氧呼吸
10.（06－江苏14）香蕉成熟过程中。随着贮藏物质强烈
水解并转化为还原糖，香蕉逐渐变甜，其呼吸速率变化如图
中曲线a所示。图中符合香蕉内还原糖含量变化趋势的曲线
是（ ）
A、曲线1；B、曲线2 ；C、曲线3 ；D、曲线4。
11.用下图装置测定种子萌发时进行的呼吸作用类型，同时关闭活塞，在25℃下经过20min
再观察红色液滴移动情况，下列对实验结果分析不符合实际的是
A．若装置l的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行
有氧呼吸也进行无氧呼吸
B．装置l的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是呼吸作用释放C02和消耗O2的体积之差
C．若装置l红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸
D．若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸
12.取适量干重相等的４份种子进行不同处理：（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却，消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间
后，种子堆内温度最高的是： （ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
13.有氧呼吸全过程的物质变化可分为下列三个阶段，与此相关的叙述中正确的是： ( ）
① C6H12O6 → 丙酮酸 ② 丙酮酸 + H2O → CO2 + [H] ③ [H] + O2→ H2O
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第①②阶段能为其他化合物的合成提供原料
C．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
D．第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
14．自然条件下有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是：（ ）
A．有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸必须进入线粒体
B．高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
C．有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳
D．有氧呼吸的强度晚上比白天强
15.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d 时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是： （ 　）
　 A．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官
　 B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍　　
　 C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
　 D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
16.（多选）较长时间的无氧呼吸，陆生植物就会受伤死亡的原因是（ABD）
A．产物酒精使蛋白质变性，细胞死亡 B．释放能量少，进而加速有机物的消耗
C．无氧呼吸放出的大量热量导致酶变性失活D．缺少某些中间产物，阻碍某些物质的合成
17.（多选）条件适宜的情况下，下列有关曲线表示正确的是（AC）
18.在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放的CO2体积/消耗的氧气体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子的呼吸商的装置如下图。
关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管内着色液移动的距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减少。请回答：
（1）装置的小瓶内加入NaOH溶液的目的是 。
（2）x代表 值；y代表 值。
（3）若测得x=200（mm），y=30（mm），则该发芽种子的呼吸商是 。
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的PQ值，则应将该装置放于何种条件下进行，为什么？
。
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设计一对照装置。对照装置的容器和小瓶内应分别放入 。设对照的目的是
。
19.下图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子生命力)。实验开始时管Y与管X液面相平，每隔半小时利用标尺量出X管内的液面高度变化，实验结果记录于下表。回答下列问题：
时间（h） 0 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 3．0 3．5 4．0
标尺读数(cm) 2．3 3．1 3．9 4．8 5．6 6．4 7．0 7．3 7．3
体积变化（相对单位） 0 -0．8 -1．6 -2．5 -3．3 -4．1 -4．7 -5．0 -5．0
(1)管X中液面是怎样移动的 。
(2)解释0～3．5小时内气体体积变化原因 。估计3．5小时～4小时内种子的异化作用方式为 。
(3)此实验的实验目的是 。
(4)简述如何设置此实验的对照实验 。
(5)如果对照实验中气体体积变化在1．75小时是+0．2个单位，解释可能的原因是
；同等条件下萌发的种子中的实际呼吸速率是 单位／小时。
(6)种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗 。
20.甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子生命力)。实验开始时U形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化，实验结果见乙图。回答下列问题：
(1)种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗 。
(2)此实验的实验目的是 。
(3)分析0～3．5小时内气体体积变化原因 。分析3．5小时—4小时内标尺读数没增加最可能的原因 。
(4)本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。请设置此实验的对照实验 。
(5)由于外界温度、压强的改变导致气体体积改变，在对照实验中气体体积变化在2小时是+0．2个单位，那么同等条件下萌发的种子此时实际的呼吸速率是 单位/小时。
18.[（1）吸收呼吸作用产生的CO2（2）消耗氧的体积；消耗氧和释放二氧化碳的体积之差（3）0．85（4）黑暗；避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量变化（5）死的发芽种子和蒸馏水；用于校正装置1和蔼内因物理因素（或非生物因素）引起的容积变化]
19.[(10分)(1)向上移动 (2)种子进行有氧呼吸吸收氧气，放出二氧化碳被氢氧化钾吸收，锥形瓶中气体体积缩小 无氧呼吸 (3)测定种子萌发时吸收氧气的速率 (4)用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组 (5)外界温度、压强的改变导致气体体积膨胀(2。9+0。2)／1．75=1。77单位/小时 (6)杀死种子上的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果]
20.[(1)杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果 (2)测定种子萌发时吸收氧气的速率 (3)种子进行有氧呼吸吸收O2，放出CO2被KOH溶液吸收，锥形瓶中气体体积缩小 种子进行无氧呼吸不消耗O2 (4)用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组 (5)1．75]
澄清的石灰水
酵母菌溶液
酵母菌溶液
质量分数为10%的NaOH溶液
澄清的石灰水
接橡皮球（或气泵）
乙
甲
分别滴加0.5ml溶有0.1g
振荡并观察溶液中颜色变化
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