呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解,并釋放能量,因此也叫細(xì)胞呼吸
細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。
內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成,嵴使得內(nèi)膜的變面積大大增加。
線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。
2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量(少量)
6CO2 +20[H] + 能量(少量)
12H2O + 能量(大量)
③24[H] +6 O2
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量
在無(wú)氧條件下,葡萄糖等有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)通過一系列的氧化分解,產(chǎn)生不徹底的氧化產(chǎn)物,如乳酸或酒精和二氧化碳,同時(shí)釋放出少量能量的過程。
②2C3H4O3+ 4[H]
2C2H5OH+2CO2
大多數(shù)植物細(xì)胞、酵母菌
植物(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)
動(dòng)物(骨骼肌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等)、乳酸菌
有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較
三個(gè)階段都產(chǎn)生 ATP、大量
只 在 第 一 階 段 產(chǎn) 生ATP、少量
分解有機(jī)物,釋放能量,合成ATP
(1)真核細(xì)胞如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
(2)有些原核生物無(wú)線粒體仍可進(jìn)行有氧呼吸,如藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等。
(3)葡萄糖不能進(jìn)入線粒體被分解。
(4)人體的 CO2 只來(lái)自有氧呼吸,無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無(wú) CO2。
(5)無(wú)氧呼吸有機(jī)物氧化分解不徹底,還有大量能量?jī)?chǔ)存在乳酸或者酒精中。
①能為生物體提供能量。②生物體代謝的樞紐。____________________的代謝,都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來(lái)。
考向1 圍繞細(xì)胞呼吸的過程,考查生命觀念1.(2023·廣東卷,7)在游泳過程中,參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應(yīng)物的是(  )A.還原型輔酶Ⅰ B.丙酮酸C.氧化型輔酶Ⅰ D.二氧化碳
2.(2022·全國(guó)甲卷,4)線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述,錯(cuò)誤的是(  )A.有氧呼吸時(shí)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATPB.線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應(yīng)形成水的過程C.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與D.線粒體中的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成
3.(2024·廣東中山質(zhì)檢)線粒體中的[H]與氧氣結(jié)合的過程需要細(xì)胞色素c的參與。細(xì)胞接受凋亡信號(hào)后,線粒體中的細(xì)胞色素c可轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并與Apaf-1蛋白結(jié)合引起細(xì)胞凋亡。下列說法錯(cuò)誤的是(  )A.細(xì)胞色素c位于線粒體的內(nèi)膜B.細(xì)胞色素c功能喪失的細(xì)胞將無(wú)法合成ATPC.有氧呼吸過程產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)D.若細(xì)胞中Apaf-1蛋白功能喪失,細(xì)胞色素c將不會(huì)引起該細(xì)胞凋亡
考向2 結(jié)合有氧呼吸中電子傳遞鏈,考查模型與建模的能力4.(2024·廣西桂林期末)呼吸電子傳遞鏈?zhǔn)侵冈诰€粒體內(nèi)膜上由一系列呼吸電子傳遞體組成的將電子傳遞到分子氧的“軌道”,如下圖所示,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.圖示過程是有氧呼吸的第三階段,是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最多的階段B.有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣C.高能電子在傳遞過程中逐級(jí)釋放能量推動(dòng)H+跨過內(nèi)膜到達(dá)線粒體基質(zhì)D.呼吸鏈的電子傳遞所產(chǎn)生的膜兩側(cè)H+濃度差為ATP的合成提供了驅(qū)動(dòng)力
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酵母菌進(jìn)行呼吸產(chǎn)生的CO2和酒精的物質(zhì)的量之比是3:1,由此推得酵母菌有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的比為( )A. 1:6 B. 2:3 C. 3:2 D. 2:1
酵母菌呼吸熵(即進(jìn)行呼吸產(chǎn)生的CO2和吸入O2的體積之比)為3:1,由此推得酵母菌有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的比為( )A. 1:6 B. 1:3 C. 3:1 D. 6:1
NaOH吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2,液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸吸收O2的量。
液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與吸收的O2量的差值。
只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸或種子已死亡
只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸
進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸
只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸
防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差
特別提醒:(1)若所放材料為綠色植物,整個(gè)裝置必須遮光。
(2)為防止微生物呼吸的干擾,應(yīng)將裝置及所測(cè)材料進(jìn)行消毒。
(3)如果實(shí)驗(yàn)材料是酵母菌,實(shí)驗(yàn)所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是滅菌,排除其他微生物的呼吸作用對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。
練.(2024·重慶南開中學(xué)質(zhì)檢)某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式,設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(不考慮其他因素的影響)。以下說法錯(cuò)誤的是(  )
A.甲裝置有色液滴不動(dòng),乙裝置中液滴右移,說明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸B.甲裝置有色液滴左移,說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸C.甲裝置有色液滴左移,乙裝置有色液滴不動(dòng),說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸D.乙裝置有色液滴右移,說明酵母菌中一定存在無(wú)氧呼吸
考向1 圍繞細(xì)胞呼吸類型的判斷,考查演繹與推理能力1.(2023·全國(guó)乙卷,3)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來(lái)適應(yīng)缺氧環(huán)境。在無(wú)氧條件下,某種植物幼苗的根細(xì)胞經(jīng)呼吸作用釋放CO2的速率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.在時(shí)間a之前,植物根細(xì)胞無(wú)CO2釋放,只進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸B.a~b時(shí)間內(nèi)植物根細(xì)胞存在經(jīng)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的過程C.每分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精時(shí)生成的ATP比產(chǎn)生乳酸時(shí)的多D.植物根細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程不需要消耗ATP
2.(2024·重慶市期末)研究發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。葡萄糖在癌細(xì)胞中的代謝途徑如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是 (  )
A.過程①需要癌細(xì)胞膜上載體蛋白的參與B.過程③不能生成ATPC.在癌細(xì)胞呼吸作用過程中有少量葡萄糖在線粒體中被利用D.“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞既不產(chǎn)生CO2也不吸收O2
考向2 結(jié)合細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算,考查科學(xué)思維3.(2024·山東濟(jì)南期末)一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液,當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí),其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.氧濃度為a時(shí),只進(jìn)行無(wú)氧呼吸B.氧濃度為b時(shí),經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為0.6 mlC.氧濃度為c時(shí),消耗的葡萄糖中有50%用于酒精發(fā)酵D.氧濃度為d時(shí),只進(jìn)行有氧呼吸
4.(2024·江蘇南通海安期中)以葡萄糖為起始的糖酵解過程有兩個(gè)階段,第一階段稱為引發(fā)階段也稱為投資階段,第二階段稱為產(chǎn)能階段也稱為獲利階段,如圖是真核生物糖酵解過程示意圖,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.引發(fā)階段發(fā)生的場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),產(chǎn)能階段發(fā)生的場(chǎng)所在線粒體基質(zhì)B.一分子葡萄糖經(jīng)過糖酵解過程“凈賺”2分子ATPC.產(chǎn)能階段產(chǎn)生的NADH在有氧狀態(tài)下可以將電子交給呼吸鏈進(jìn)行傳遞而產(chǎn)生更多的ATPD.在無(wú)氧條件下丙酮酸不能進(jìn)入線粒體基質(zhì)進(jìn)一步氧化分解
1.(2023·天津卷,1)衣原體缺乏細(xì)胞呼吸所需的酶,則其需要從宿主細(xì)胞體內(nèi)攝取的物質(zhì)是(  )A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
2.(2022·江蘇卷,8)下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述正確的是(  )A.光照下,葉肉細(xì)胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化B.供氧不足時(shí),酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇C.藍(lán)細(xì)菌沒有線粒體,只能通過無(wú)氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATPD.供氧充足時(shí),真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP
3.(2023·重慶卷,10)哺乳動(dòng)物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為NADH([H]),研究者以小鼠為模型,探究了哺乳動(dòng)物與腸道菌群之間NAD+代謝的關(guān)系,如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.靜脈注射標(biāo)記的NA,腸腔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NAMB.靜脈注射標(biāo)記的NAM,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NADHC.食物中缺乏NAM時(shí),組織細(xì)胞仍可以用NAM合成NAD+D.腸道中的厭氧菌合成ATP時(shí)所需的能量主要來(lái)自NADH
4.(2020·全國(guó)卷卷Ⅰ,2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是(  )A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C.若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
5.(2023·山東卷,4)水淹時(shí),玉米根細(xì)胞由于較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行無(wú)氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足,使液泡膜上的H+轉(zhuǎn)運(yùn)減緩,引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+積累,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會(huì)引起細(xì)胞酸中毒。細(xì)胞可通過將無(wú)氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑,延緩細(xì)胞酸中毒。下列說法正確的是(  )A.正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.檢測(cè)到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足D.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)消耗的[H]增多以緩解酸中毒
6.(2021·重慶卷,21)人線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p可導(dǎo)致代謝物X的積累,由此引發(fā)多種疾病。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),給呼吸鏈?zhǔn)軗p小鼠注射適量的酶A和酶B溶液,可發(fā)生如題圖所示的代謝反應(yīng),從而降低線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p導(dǎo)致的危害。據(jù)圖回答以下問題:

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