高考生物知识点呼吸作用

　　呼吸作用大家都非常熟悉了，植物的呼吸来自于光合作用下所产生的呼吸方式。下面就是小编给大家带来的高中生物知识点呼吸作用，希望能帮助到大家!

　　第三节 呼吸作用

　　1.酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行 ，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂;密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。2.酵母菌是一种 细胞真菌，属于 核生物，做馒头、面包，酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。呼吸作用的实质是细胞内的 氧化分解，并释放 ，因此也叫细胞呼吸。

　　3.细胞呼吸的方式：

　　B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是因为B瓶在封口后,培养液液面上方还存有一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分 消耗尽，再连通盛有澄清水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌的 呼吸释放的气体。

　　4.对比试验：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 对照实验。在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞好吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。

　　5.酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 和水;在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生少量的二氧化碳。大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为 呼吸和 呼吸两种类型。

　　6.对于绝大多数生物来说， 呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是 。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的 大大增加(图5-8)。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。有氧呼吸最常利用的物质是 ，其化学反应式可以简写成：

　　有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化(P93图5-9)。

　　第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的 ，产生少量的 ，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在 中进行的。

　　第二个阶段是， 和水彻底分解成 和 ，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。

　　第三个阶段是，上述两个阶段产生的 ，经过一系列的化学反应，与 结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在 上进行的。

　　概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸过程温和;有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放;这些能量有相当一部分储存在 中。这里的[H]实际上是还原型辅酶Ⅰ。

　　7. 在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以 的形式散失掉了。有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。结合上一节所学内容，1mol ATP分子的高能键含有30.54kJ的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32 mol ADP分子转化为ATP分子。与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;由于ATP容易分解，可以直接供给生物体的生命活动，在供能方式上方便快捷。

　　8. 无氧呼吸：除酵母菌以外，还有许多种细菌(如 菌)能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、水稻根、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。

　　9.无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成 和 ，或者转化成 。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种：

　　10.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作 。产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。像这样，在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。

　　细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开 呼吸释放的能量。

　　细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞手吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。

　　11.细胞呼吸原理的应用

　　(1)中耕松土、适时排水，就是通过改善氧气供应来促进作物根系的 作用，以利于作物的生长;(2)在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量，收获后的粮食要晒干再贮藏等措施减弱果蔬的 作用，以减少有机物的消耗。(3)酸奶和泡菜制作是利用了乳酸菌无氧呼吸;(4)包扎伤口用透气的纱布防止 细菌繁殖;(5)破伤风杆菌只能进行 呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖(遇到这种情况，需要及时到医院治疗)。

　　12.有氧呼吸和无氧呼吸有哪些异同点?请尝试设计简明的表格来比较。

　　13.关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约十几亿年前有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。

　　以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点?

　　(1)线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。

　　(2)线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。

　　(3)真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。

　　(4)线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。

　　【提示】这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见,证据 、 和 ，能够支持这一论点，而论据3不支持。

　　14.练习与应用

　　一、概念检测

　　1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。

　　(1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。( )

　　(2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。( )

　　2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧气浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )

　　A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用

　　B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸

　　C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸

　　D.保存该器官时，氧气浓度越低越好

　　3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是 ( )

　　A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙

　　二、拓展应用

　　1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。

　　【提示】松土可以促进 (氧气)进入土壤，进而促进根部细胞的有氧呼吸，提高能量利用率，并且避免了可能由于无氧呼吸积累 而对植物根系造成伤害。这会促进植物根系更加健康地生长，有利于根系吸收 和 ，利于农作物的生长。同时，也能够增加根系对土壤和水分的保持作用，甚至可能由于促进了作物生长而更多的吸收CO2，对全球气候变暖产生缓解的作用。但是，松土不当，有可能伤害到植物根系，得不偿失。因此，需要根据不同的植物、植物的不同生长阶段等，采用适当的松土方法。

　　2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤?结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸?你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记?

　　【提示】有氧呼吸 阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有利于生物的生存和对环境的适应。

　　第三节 呼吸作用

　　1.酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂;密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。2.酵母菌是一种单细胞真菌，属于真核生物，做馒头、面包，酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。

　　3.细胞呼吸的方式：

　　B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是因为B瓶在封口后,培养液液面上方还存有一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分氧气消耗尽，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌的无氧呼吸释放的气体。

　　4.对比试验：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。在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞好吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。

　　5.酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

　　6.对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加(图5-8)。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：

　　有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化(P93图5-9)。

　　第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。

　　第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。

　　第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。

　　概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸过程温和;有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放;这些能量有相当一部分储存在ATP中。这里的[H]实际上是还原型辅酶Ⅰ。

　　7. 在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。结合上一节所学内容，1mol ATP分子的高能键含有30.54kJ的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32 mol ADP分子转化为ATP分子。与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;由于ATP容易分解，可以直接供给生物体的生命活动，在供能方式上方便快捷。

　　8. 无氧呼吸：除酵母菌以外，还有许多种细菌(如乳酸菌)能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、水稻根、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。

　　9.无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种：

　　10.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。像这样，在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。

　　细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。

　　细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞手吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。

　　11.细胞呼吸原理的应用

　　(1)中耕松土、适时排水，就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长;(2)在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量，收获后的粮食要晒干再贮藏等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。(3)酸奶和泡菜制作是利用了乳酸菌无氧呼吸;(4)包扎伤口用透气的纱布防止厌氧细菌繁殖;(5)破伤风杆菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖(遇到这种情况，需要及时到医院治疗)。

　　12.有氧呼吸和无氧呼吸有哪些异同点?请尝试设计简明的表格来比较。

　　13.关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约十几亿年前有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。

　　以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点?

　　(1)线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。

　　(2)线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。

　　(3)真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。

　　(4)线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。

　　【提示】这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见,证据1、2和4，能够支持这一论点，而论据3不支持。

　　14.练习与应用

　　一、概念检测

　　1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。

　　(1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。(×)

　　(2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。(√)

　　2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧气浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是(C)

　　A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用

　　B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸

　　C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸

　　D.保存该器官时，氧气浓度越低越好

　　3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是 (B)

　　A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙

　　二、拓展应用

　　1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。

　　【提示】松土可以促进空气(氧气)进入土壤，进而促进根部细胞的有氧呼吸，提高能量利用率，并且避免了可能由于无氧呼吸积累酒精而对植物根系造成伤害。这会促进植物根系更加健康地生长，有利于根系吸收水分和无机盐，利于农作物的生长。同时，也能够增加根系对土壤和水分的保持作用，甚至可能由于促进了作物生长而更多的吸收CO2，对全球气候变暖产生缓解的作用。但是，松土不当，有可能伤害到植物根系，得不偿失。因此，需要根据不同的植物、植物的不同生长阶段等，采用适当的松土方法。

　　2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤?结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸?你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记?

　　【提示】有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有利于生物的生存和对环境的适应。