63高考生物一轮复习——细胞呼吸专题63

高考生物专题训练三：   细胞的能量供应和利用

第三讲      细 胞 呼 吸 专 题（附参考答案）

一、有氧呼吸

1、概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放能量，并生成ATP的过程。

2、过程：

  第一阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并释放少量的能量的过程，这一阶段不需要氧的参与，在细胞质基质中进行。

反应式：C6H12O6  ──→ 2 丙酮酸  +  4 [H]  +  少量能量

第二阶段：丙酮酸和水彻底氧化分解成CO2和[H]，并释放少量的能量的过程，这一阶

段不需要氧的参与，在线粒体基质中进行。

反应式：2 丙酮酸 +  6 H2O ──→ 6 CO2  + 20 [H]  +  少量能量

第三阶段：上述两阶段的[H]与氧结合形成水，同时并释放大量的能量的过程，这一阶段在线粒体内膜中进行。

反应式：24 [H]  +  6 O2 ──→ 12 H2O  +  大量能量

                                            酶

总反应式：C6H12O6 + 6H2O + 6O2 ──→ 12H2O + 6CO2 + 大量能量

1 mol 葡萄糖彻底分解后，放出总能量是2870千焦，其中有1161 千焦的能量贮存于 ATP中(约40.5%，可以合成38 mol ATP)，其他的能量以热的形式散失，用以维持恒定体温。

二、无氧呼吸

1、概念： 细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量的能量的过程。

2、过程：

第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同

第二阶段：丙酮酸和[H]不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或转化成乳酸。

                   酶

反应式： C6H12O6 ─—→ 2 C2H5OH  + 2 CO2 + 少量能量 (植物细胞、酵母菌等)

                      酶

C6H12O6 ─—→  2 C3H6O3 + 能量 (动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根等)

由于无氧呼吸是分解有机物不彻底，还有许多能量未释放出来，所以无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少得多。1 mol 葡萄糖分解成乳酸，只产生196.65千焦的能量，其中60.08千焦的能量贮于ATP中（可以合成2  mol ATP)。

三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较

例1、酵母菌研磨、离心分离后，得到上清液：（含细胞质基质）和

沉淀物（含细胞器），把等量的上清液、沉淀物和未离心处理的匀

浆分别放入甲、乙、丙3个试管中，如图所示，分别进行以下实验：

（1）实验一：向三支试管中分别滴加等量（1mol）的葡萄糖溶液，

甲、乙、丙中的终产物分别是：甲______，乙______，丙________。

（2）实验二：向三支试管中分别滴加等量（2mol）的丙酮酸，甲、乙、丙中的终产物分别是：

甲_________，乙_________，丙___________。

（3）实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，甲、乙、丙中的终产物分别是：

甲_________，乙_________，丙___________。

（4） 实验四：向三支试管中分别滴加等量的萤光素（萤火虫尾部提取的可以发光的物质）。

重复实验一，从理论上讲，发光最强的是________试管。

答案：（1）丙酮酸和[H]   不反应  CO2和水      （2）不反应  CO2和水  CO2和水

（3）酒精和CO2    不反应   酒精和CO2    （4）丙

例2、 一运动员正在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测

到3种化学物质，其浓度变化如图。图中P、Q、R

三曲线依次代表（     ）

A. O2、CO2、乳酸    B. 乳酸、CO2、O2 C. CO2、O2、乳酸    D. CO2、乳酸、O2

[ 基 础 训 练 题 ]

1 、人体进行有氧呼吸的场所是（    ）。

A. 肺泡   B. 细胞质基质  C. 线粒体   D. 细胞质基质和线粒体

2 、下列有关线粒体的描述中，不正确的是（    ）。

A. 线粒体具有内外两层膜，内膜折叠成嵴，使内膜的表面积大大增加

B. 线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶

C. 细胞产生 CO2的部位一定是线粒体   D. 线粒体进行呼吸作用时必须有氧的参与

3 、生物体吸收的 O2用于（    ）。

A. 在线粒体内含成 CO2               B. 在线粒体内与 [H] 结合生成水

C.在细胞质基质中与 [H] 结合生成水   D.部分形成 CO2，部分与 [H] 结合生成水

4 、用含18O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O 转移的途径是（   ）。

A. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 氧     B. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 氧

C. 葡萄糖 —— 氧 —— 水         D. 葡萄糖 —— 丙酮酸 —— 二氧化碳

5 、将鼠的肝细胞磨碎，离心后试管中有一层成分含许多呼吸酶。这些呼吸酶可能来自（ ）。

A. 细胞膜       B. 细胞质       C. 核仁       D. 核膜

6 、马铃薯块茎进行无氧呼吸只能释放少量能量，其他能量（    ）。

A. 贮藏在葡萄糖中   B. 存留于酒精中   C. 存留于乳酸中   D. 以热能形式散失

7 、在四支试管中分虽含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物，经一定时间的保温后，能产生的 CO2的是（     ）。    A. 葡萄糖＋细胞膜已经破裂的细胞

B. 葡萄糖＋线粒体     C. 丙酮酸＋核糖体     D. 丙酮酸＋内质网

8 、在马拉松长跑中，运动员骨骼肌肌纤维所消耗的能量主要来自（    ）

A. 葡萄糖的有氧分解   B. 丙酮酸的水解    C. 葡萄糖的酵解  D. 脂肪酸的氧化

9．完成有氧呼吸全过程的结构是（   ）

A．细胞质基质     B．线粒体        C．细胞         D．肺泡

10．植物种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，其主要原因是   （   ）

A．CO2中毒      B．酒精中毒        C．乳酸中毒        D．供能不足

11．在呼吸过程有二氧化碳放出，则可判断此过程（    ）

A．一定是无氧呼吸 B．一定是有氧呼吸 C．一定不是酒精发酵  D．一定不是乳酸发酵

12．有氧呼吸过程中释放的CO2中的氧       （      ）

A．全部来自氧气    B．全部来自水    C．全部来自葡萄糖    D．来自葡萄糖和水

13．在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在        （   ）

A．第一和第二阶段  B．第二和第三阶段   C．第一和第三阶段   D．第三和第二阶段

14．用酵母菌酿酒时，如果向酿酒的原料中注入足量的氧气，会出现的现象是     （   ）

A．酵母菌死亡，不产生酒精         B．酵母菌增多，不产生酒精

C．酵母菌增多，产生酒精增多       D．酵母菌减少，产生酒精增多

15．下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是   （     ）

A．葡萄糖→丙酮酸   B．丙酮酸→酒精+CO2  C．ADP+Pi+能量→ATP  D．2[H]+O2→H2O

16、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

17、在适宜的温度条件下，在下列装置中都放入干酵母（内有酵母菌），其中适于产生

酒精的装置是（    ）

18 、如图表示氧气浓度对培养液中草履虫、乳酸菌、酵母菌呼吸作用的影响，则呼吸

曲线a、b、c分别代表了(　　)

A．酵母菌、乳酸菌、草履虫　　

B．草履虫、乳酸菌、酵母菌

C．乳酸菌、酵母菌、草履虫　

D．酵母菌、草履虫、乳酸菌

19．如图是有氧呼吸过程图解，请依图回答问题。

(1) 在长方框内依次写出1、2、3所代表的物质名称。

(2) 有氧呼吸的主要场所是_________，进入该场所的呼吸

底物是________。

(3) 水的分解和合成分别发生在________和________阶段。

(4) 产生二氧化碳的阶段是________，场所为________。

(5) )吸进的氧气在__________被消耗，参加________阶段的反应，其作用是__________。

四、影响植物呼吸速率的外界因素及应用

① 温度：细胞呼吸在最适温度(25～35℃)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，生产上常利用这

一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培

过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。

② O2的浓度

在O2浓度为零时只进行无氧呼吸，浓度为10％

以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，浓度为10％

以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度

能够抑制细胞呼吸减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、

水果的保鲜时间。从水果、蔬菜保鲜角度分析氧气的浓度

应控制在5％左右，在5％左右时细胞呼吸强度较低，有机物消耗较少。

③ CO2的浓度：CO2浓度增加，呼吸速率会下降。

④ 水分：水既是细胞呼吸的环境，也是细胞呼吸的原料。细胞含水量越低，细胞呼吸越弱，粮食在收仓储存之前进行晾晒的目的就是减少水分，降低呼吸消耗。

20．把小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至5℃的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化？（    ）

A、两种动物的耗氧量都减少              B、两种动物的耗氧量都增加

C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增      D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少

21．下列各项应用中，主要利用细胞呼吸原理的是（      ）

①贮存种子    ②果蔬保鲜     ③中耕松土    ④水稻的翻晒田    ⑤合理密植

⑥糖渍、盐渍食品    ⑦用透气的消毒纱布包扎伤口        ⑧间作、套种

A．②③④⑤⑥         B．①②③④⑦    C．②③④⑦⑧       D．①②③④⑤⑥⑦⑧

22．如右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度

下C02的释放量和O2吸收量的变化，请据图回答：

(1) 在外界氧浓度为10％以下时，该器官的呼吸作用

方式是                      。

(2) 说明无氧呼吸强度与O2浓度之间的关系                                   。

(3) 实线和虚线相交于C点，对于B、C点，以下叙述正确的有    (    )

A．C点时，植物既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸

B．C点时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸被完全抑制

C．B点时，无氧呼吸强度最弱           D．B点时，植物细胞呼吸最弱

(4) AB段表示C02释放量减少，其原因是                                      。

(5) 图中阴影部分的面积代表                                         。

(6) 当外界氧浓度为4％-5％时，该器官C02的释放量相对值为0．6，而O2的吸收量相对值为0．4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的           倍。

(7) 由此可见，保存水果、蔬菜，应控制空气流通，使氧浓度保持在               

五、细胞呼吸的相关计算题

（一）反应方程式：             酶

有氧呼吸：C6H12O6 + 6H2O + 6O2 ──→ 12H2O + 6CO2 + 大量能量（合成38 mol ATP）

无氧呼吸：        酶

C6H12O6 ─—→ 2 C2H5OH  + 2 CO2 + 少量能量（合成2 mol ATP）

                   酶

C6H12O6 ─—→  2 C3H6O3 + 少量能量（合成2 mol ATP）

（二）相关规律

1、由释放CO2与吸收O2的比值确定细胞呼吸的方式

（1）如果既没有释放CO2，也没有吸收O2，则细胞进行乳酸发酵；

（2）如果只释放CO2，不吸收O2，则细胞只进行无氧呼吸；

（3）如果释放CO2的体积与吸收O2的体积相等，则细胞只进行有氧呼吸；

（4）如果释放CO2的体积大于吸收O2的体积，则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸：

 a ：如果释放CO2的体积与吸收O2的体积的比值等于4：3，则细胞进行无氧呼吸消耗

葡萄糖的量与有氧呼吸消耗葡萄糖的量相等；

 b ：如果释放CO2的体积与吸收O2的体积的比值大于4：3，则细胞进行无氧呼吸消耗

葡萄糖的量大于有氧呼吸消耗葡萄糖的量；

c ：如果释放CO2的体积与吸收O2的体积的比值小于4：3，则细胞进行无氧呼吸消耗

葡萄糖的量小于有氧呼吸消耗葡萄糖的量；

2、由产生酒精和释放CO2的关系确定细胞呼吸的方式

（1）如果不产生酒精，也没有吸收O2，则细胞进行乳酸发酵；

（2）如果不产生酒精，但吸收O2，则细胞只进行有氧呼吸

（3）如果产生酒精的量等于释放CO2的量，则细胞只进行无氧呼吸；

（4）如果产生酒精的量小于释放CO2的量，则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；

（三）例题解析

例1、甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，两者消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的CO2和吸收的O2之比是（    ）

A．1∶2   B．2∶3   C．3∶4   D．4∶3

变式训练1、如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的CO2

那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是（  ）

A、1：2      B、1：3     C、1：4      D、1：6

变式训练2、假设宇宙空间站内的绿色植物积累了240mol氧气，这些氧气可供宇航员分解多少葡萄糖？又大约有多少能量储藏到ATP中去　（   ）

 A．40mol和46440kJ         B．40mol和28675kJ     

C．240mol和50160kJ         D．240mol和28675kJ

例2、右图表示某绿色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，无氧呼吸消耗的葡萄糖大于

有氧呼吸消耗的葡萄糖

C．氧浓度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖小于

有氧呼吸消耗的葡萄糖

D．氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等

变式训练：现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖溶液，吸进氧气与放出C02的体积之比为3:5，这是因为(  )

A．有1／4的酵母菌在进行有氧呼吸      B．有1／2的酵母菌在进行有氧呼吸

C．有1／3的酵母菌在进行有氧呼吸       D．有1／3的酵母菌在进行无氧呼吸

例3、现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，

产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a时(　　)

A.酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸

B.用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5

C.酵母菌有氧呼吸消耗9 mol氧气

D.有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的比例是1∶2

变式训练：有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和

CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是(　　)

A.  a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率

B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率

C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵

D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸

19   (1)丙酮酸   H2O    CO2         (2)线粒体    丙酮酸       (3)第二　   第三

(4)第二    线粒体基质      (5)线粒体内膜　   第三　    氧化[H]生成水

22．（1）无氧呼吸和有氧呼吸 （2）无氧呼吸强度随氧气浓度的升高而逐渐减弱  （3）BD

   （4）氧气浓度逐渐升高到5%时，无氧呼吸逐渐被抑制，而有氧呼吸仍十分微弱 

（5）不同氧浓度下的无氧呼吸强度 (或CO2释放量与O2的消耗量之差)  （6）1．5 （7）5%