2025届高三生物一轮深度复习课件24：细胞呼吸的原理和应用（第2课时）

这是一份2025届高三生物一轮深度复习课件24：细胞呼吸的原理和应用（第2课时），共43页。PPT课件主要包含了ATP的产生机制，第三阶段的阻断，小专题，葡萄糖，丙酮酸，H2O，NADH，CO2，ATP，第一阶段等内容，欢迎下载使用。

“细胞呼吸”部分机理的解读
丙酮酸进入线粒体的方式
ADP和Pi进入线粒体及ATP运出线粒体的方式
由糖分解过程中产生的高能化合物驱动ADP磷酸化形成ATP
由电子传递过程中形成的H+浓度驱动ADP磷酸化形成ATP
1.有氧呼吸第一阶段中ATP的产生
甘油酸-1,3-二磷酸
2.有氧呼吸第二阶段中ATP的产生
3.有氧呼吸第三阶段中ATP的产生
①复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ是H+泵，利用电子传递释放的能量，将H+逆浓度泵出线粒体内膜(类似主动运输)
②H+顺浓度通过ATP合酶，利用H+的浓度梯度驱动ADP合Pi合成ATP
①线粒体外膜上有孔蛋白，很多物质可以通过，丙酮酸通过孔蛋白通过线粒体外膜。
②丙酮酸由H+浓度驱动，通过丙酮酸转运体进入线粒体通过线粒体内膜，进入线粒体基质。
无氧时，丙酮酸不能进入线粒体
③氧是电子的最终受体，无氧时，电子传递受阻，H+浓度无法建立，H+就不能驱动丙酮酸进入线粒体基质中。
H+梯度驱动ATP出线粒体和ADP、Pi进线粒体
①H+梯度直接驱动Pi进入线粒体(H+-Pi同向转运)
②H+梯度形成电位差驱动ATP与ADP交换(ATP-ADP反向转运)
驱动ATP与ADP交换
驱动ADP和Pi合成ATP
线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白，丙酮酸可以经此通道通过。而线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低，丙酮酸需通过与H+协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.线粒体内膜的蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜B.丙酮酸穿过线粒体外膜和内膜的方式均为协助扩散C.H+通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输D.加入蛋白质变性剂会改变线粒体内膜对H+的运输速率
耗氧量和ATP合成减少
电子传递受阻、耗氧量减少
ATP/ADP交换抑制剂
电子传递受阻、耗氧量和ATP合成减少
电子传递与ATP合成偶联
电子传递加快、耗氧量增加，产热增加
①DNP(2,4-二硝基苯酚)的作用机制
使膜对H+的通透性增加，将其带到H+浓度低的一边，破坏了跨膜质子梯度，从而使电子传递和ATP形成两个过程分离，不再紧密关联。
这是一类脂溶性物质，将一价阳离子(除H+)从膜间隙转移到线粒体基质，降低膜两侧的电位差，从而使电子传递和ATP形成两个过程分离，不再紧密关联。
③生热素(UCP)的作用机制
UCP在线粒体内膜上形成H+通道，使H+流发生 “短路”，不能通过ATP合酶返回到线粒体，从而使电子传递和ATP形成两个过程分离，不再紧密关联。
生热素(UCP)是存在棕色脂肪组织中的内源性物质
棕色脂肪细胞的线粒体有一种称为解耦联蛋白(UCP)的物质，这种物质使得葡萄糖和脂肪酸分解产生的能量不能转化为ATP(为生物体直接供能的物质)，而只能转化为热能。
棕色脂肪组织较多存在于新生儿和幼小哺乳动物体内，因为小家伙们刚生出来，身体的调节功能还比较差，不能通过“打哆嗦”（肌肉颤栗）这种方式产热来抵御外界的寒冷，所以需要棕色脂肪组织的帮助。
白色脂肪组织就好比被子，可以起保暖的作用；棕色脂肪组织就好比电热毯，通过产热来帮助机体抵御寒冷。
棕色脂肪组织是一种特殊的脂肪组织，与白色脂肪组织不同，它并不会储存多余的脂肪，反而会燃烧脂肪产生热量。正常情况下，细胞依靠线粒体利用能源物质产生ATP，而棕色脂肪细胞依靠名为“UCP1”的线粒体质子通道蛋白将这部分能量转而用于产热。研究发现，一个名为“AIDA”的蛋白质能激活“UCP1”。下列叙述正确的是( )A.脂肪在脂肪细胞中以大小不一的脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂双分子层构成B.UCP1应该主要存在于线粒体的基质中，会影响有氧呼吸的第二阶段C.AIDA缺乏者产热能力强，在寒冷条件下维持体温的能力相对较强D.可以开发以UCP1或AIDA为靶点的药物来治疗过度肥胖症
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
知识点29：呼吸方式的判断
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
设计和进行对比实验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。
C6H12O6 + 6H2O +6H2O
CO2 + 6H2O + 能量
2CO2 + 2C2H5OH + 能量
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
质量分数为10%的NaOH溶液
向A瓶中通气并用NaOH除掉其中的CO2，确保通如澄清石灰水的CO2是有氧呼吸产生的CO2
B瓶密闭一段时间后，消耗掉其中的O2，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的CO2
检测CO2产生速率及是否产生酒精。
观察澄清石灰水变浑浊的快慢或浑浊程度
观察溴麝香草酚蓝溶液变黄(蓝→绿→黄)的时间
一段时间后从取A、B中取样，加入酸性重铬酸钾(橙色)，
A、B连接溴麝香草酚蓝溶液
秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（ ）
A. 培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B. 乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C. 用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
1.某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（ ）A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
2.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验I）和“培养液中酵母菌种群数量的变化”（实验II）的叙述，正确的是（　　）A.实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析B.实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2C.实验I中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊D.实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
二、根据呼吸商判定细胞呼吸方式以呼吸底物
生物体在同一时间内，释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比
以糖类为底物的有氧呼吸
以糖类为底物的有氧呼吸和无氧呼吸
以脂肪为底物的有氧呼吸
1.若种子只进行以糖类为底物的有氧呼吸，则甲组液滴________，乙组液滴________，
2.若种子只进行了无氧呼吸,则甲组液滴________，乙组液滴________。
3.若种子中既存在有氧呼吸又存在无氧呼吸则甲组液滴________，乙组液滴________，4.若种子进行了以脂肪等非糖物质的为底物的有氧呼吸则甲组液滴________，乙组液滴________。
甲组测定______________________________的量，记为a；乙组测定______________________________的量，记为b。
O2吸收量与CO2释放量的差
呼吸商=______________________________
矫正组的作用：_______________________________________________
排除温度等非生物因素对实验结果的干扰
若甲组向左移动a(mm)，矫正组向右或向左移动b(mm)，则甲组中实际测定的由种子呼吸消耗的O2引起的移动距离为：___________________。
若乙组向右移动a(mm)，矫正组向右或向左移动b(mm)，则乙组中实际测定的由种子呼吸消耗的O2与与释放的CO2的差值引起的移动距离为：___________________。
1.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25℃水浴中，10min后关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析正确的是（ ）
A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动B.在20～30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/minC.如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中
2.在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放CO2体积/消耗O2体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如下图。测定A装置液滴左移x(mm)，B装置左移y(mm)。
1)装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________。
吸收呼吸产生的二氧化碳
2)x代表____________________值， y代表_____________________________________________值。
消耗氧和释放二氧化碳的体积之差
3)若测得x＝200(mm)，y＝30(mm)，则该发芽种子的呼吸商是________。