高考生物一轮复习第9讲ATP的主要来源__细胞呼吸培优学案.doc
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1、1 / 31【2019【2019 最新最新】精选高考生物一轮复习第精选高考生物一轮复习第 9 9 讲讲 ATPATP 的主的主要来源要来源_细胞呼吸培优学案细胞呼吸培优学案考纲明细 1.细胞呼吸() 2.实验:探究酵母菌的呼吸方式板块一 知识自主梳理一、细胞呼吸的概念及类型1概念: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,释放出能量并生成 ATP 的过程。2类型:有氧呼吸和无氧呼吸。二、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,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量 ATP 的过程。2过程与场所3能量的释放与去向(1)有氧
2、呼吸三个阶段都释放能量,产生 ATP。(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,少部分转移到ATP 中。4有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路分析。 三、无氧呼吸1概念:细胞在无氧条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解,产生 C2H5OH(乙醇)和 CO2 或C3H6O3(乳酸),释放出少量能量,生成少量 ATP 的过程。2 / 312场所:细胞质基质。3过程4反应式(1)产物为酒精:C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量。(2)产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3少量能量。5能量(1)只在第一阶段释放少量能量,其中少量储存在 ATP 中,大部分以热能形式
3、散失。(2)葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。四、细胞呼吸的影响因素及应用1温度(1)原理:温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。(2)应用:生产上常利用这一原理在低温下储藏粮食、蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度,降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。2O2 浓度(1)原理绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸,在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存,O2 的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内,有氧呼吸强度随 O2 浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与 O2 浓度之间的关系,可用下图表示(呼吸底物为葡萄糖)。A 点:当 O2 浓度为 0 时,细胞只进行无氧
4、呼吸,A 点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度;此时细胞呼吸的场所只有细胞质基质,没有线粒体。AC 段:产生的 CO2 量比吸收的 O2 量多时,有氧呼吸与无氧呼吸共存;此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。C 点以后,耗 O2 量产生 CO2 量,无氧呼吸消失,细胞只进3 / 31行有氧呼吸。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞质基质和线粒体。但当 O2 浓度达到一定值后,有氧呼吸强度不再随 O2 浓度的增大而增强,这主要是受呼吸酶数量或温度等因素的影响。R 点:当产生的 CO2 总量最少时,有机物消耗量相对最少,在对应的该 O2 浓度下保存瓜果、蔬菜效果较好。B 点时有氧呼吸和无氧呼吸释放的 C
5、O2 的量相等,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为 13。(2)应用有氧呼吸原理的应用a包扎伤口应选用透气的敷料,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。b提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸。c及时松土有利于植物有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供能量。d稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止无氧呼吸积累酒精。e粮食及果蔬储存时,采用低氧条件,从而降低细胞呼吸强度,减少有机物的消耗。无氧呼吸原理的应用b破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖,较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。3CO2 浓度(1)原理:CO2 是细胞呼吸的产物,随着 CO2 浓度的增大,对细胞呼吸抑制作
6、用增强。(2)应用:储藏粮食、果蔬时适当增大 CO2 浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物消耗。4水(1)原理:在一定范围内,细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而增大。当含水量超过一定的范围时,细胞呼吸会受到抑制,甚4 / 31至造成植物死亡。(2)应用:植物栽培要合理灌溉;将种子晒干,以减弱呼吸作用,有利于储藏;果蔬储存时,应保持一定的湿度。五、探究酵母菌的呼吸方式1实验原理(1)酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式(2)细胞呼吸产物的检测2实验步骤(1)配制酵母菌培养液:酵母菌质量分数为 5%的葡萄糖溶液,分别装入 A、B 两个锥形瓶中。(2)如图连接好实验装置甲组装置中,质量分数为 10%的 Na
7、OH 溶液的作用是吸收空气中的 CO2,排除空气中 CO2 对实验结果的干扰。乙组装置中,B 瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。目的是让酵母菌将 B 瓶中的 O2 消耗完,从而保证通入石灰水中的 CO2 全部是由无氧呼吸产生的。(3)放置一段时间后观察实验现象观察两组装置中澄清石灰水的变化。检测是否有酒精产生:取 A、B 瓶中滤液各 2 mL 分别注入 A、B 两支干净的试管中。向两试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液 0.5 mL 并振荡。观察试管中溶液的颜色变化。3产物检测与实验现象4实验结论 深入思考为什么选择酵母菌作实验材料?实验所用的 C6H12O6 溶液为什么需煮沸然后
8、冷却?提示 酵母菌是兼性厌氧型生物,能进行有氧呼吸,无氧呼吸。煮沸是为了防止杂菌污染,干扰实验结论。冷却是防止酵母菌死亡。5 / 31 自查诊断1有氧呼吸时,生成物 H2O 中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解。( )答案 2人体细胞内 O2/CO2 的比值,线粒体内比细胞质基质高。( )答案 3有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水。( )答案 4检测酵母菌培养过程中是否产生 CO2 可判断其呼吸方式。( )答案 5贮藏水果时为减少有机物的消耗,应放在完全无氧的环境中。( )答案 板块二 考点题型突破考点 1细胞呼吸的类型及过程2016上海高考人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、
9、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有( )酒精 乳酸 CO2 H2O ATPBA DC 解析 由题意可知,白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种,因此白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。答案 D题型一 细胞呼吸中物质和能量分析12017哈尔滨模拟如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,AE 表示物质,表示过程。下列说法错误的6 / 31是( )A物质 A 产生的场所是细胞质基质或线粒体B物质 B 产生的过程中和的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质C物质 C 是H,物质 E 是酒精D释放能量最多的是过程答案 A解析 图中表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一
10、阶段,分别表示有氧呼吸的第二和第三阶段,表示无氧呼吸第二阶段,物质A 是丙酮酸,产生的场所是细胞质基质,A 错误;表示无氧呼吸的第二阶段,发生在细胞质基质中,催化该过程的酶存在于细胞质基质中,表示有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,催化该过程的酶存在于线粒体基质中,B 正确;图中物质 C 是H,物质 E是酒精,C 正确;释放能量最多的是有氧呼吸的第三阶段即过程,D 正确。22018临沂模拟下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是( )Aa 过程的完成一定伴随 H2O 和 CO2 的生成B在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C人体细胞中完成 c 过程
11、的场所主要是线粒体D人体内的 a 过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响答案 D解析 a 过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程,无氧呼吸过程不产生 H2O,无氧呼吸中的乳酸途径也不产生 CO2,A 错误;在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸,B 错误;c 过程表示 ATP 水解释放能量,用于各项生命活动,而线粒体是细胞的“动力车间” ,是主要的产生 ATP 场所,C 错误;在人体内,肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快,故 a 过程会受到二者的影响,D 正确。7 / 31技法提升细胞呼吸中H和 ATP 的来源和去路题型二 细胞呼吸类型的判断32017安徽灵璧月考测定下列哪一项可简便
12、且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式( )A有无酒精生成B有无水生成C有无有机物消耗DO2 消耗量与 CO2 生成量的比值答案 D解析 O2 消耗量与 CO2 生成量可以简便、准确地测定,若二者比值等于 1,则小麦种子进行的是有氧呼吸;若比值为 0,则进行的是无氧呼吸;若比值在 01 之间,则有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。4 “有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇,得到很多学者和专家的推崇,它是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系。结合所学知识,分析下列说法正确的是( )Aab 段为有氧呼吸,bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸,c
13、d 段为无氧呼吸B运动强度大于 c 后,肌肉细胞 CO2 的产生量将大于 O2 消耗量C无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP 中D若运动强度长期超过 c,会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力答案 D解析 ab、bc、cd 段细胞均进行有氧呼吸,ac 段氧气消耗率持续增加,表明有氧呼吸速率持续增大,c 点之后达到最大水平后,8 / 31cd 段有氧呼吸速率不变,细胞从 b 点开始乳酸水平上升,细胞开始进行无氧呼吸,A 错误;运动强度大于 c 后,既有有氧呼吸又有无氧呼吸,无氧呼吸产生乳酸不产生 CO2,即 O2 消耗量等于 CO2 生成量,B 错误;无氧呼吸将有机物分解成乳酸
14、,大部分能量储存在乳酸中,少部分能量释放,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分合成 ATP,C 错误;若运动强度长期超过 c,人体的自我调节能力是有限的,会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象,D正确。技法提升“三看法”判定细胞呼吸类型(1)“一看”反应物和产物(2)“二看”物质的量的关系不消耗 O2,释放 CO2只进行无氧呼吸产生酒精。无 CO2 释放只进行无氧呼吸产生乳酸。酒精产生量等于 CO2 量只进行无氧呼吸产生酒精。CO2 释放量等于 O2 的吸收量只进行有氧呼吸。CO2 释放量大于 O2 的吸收量既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;比 O2 吸收量多出的 CO2 来自酒精发酵。
15、酒精产生量小于 CO2 量既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;比酒精产生量多出的 CO2 来自有氧呼吸。(3)“三看”反应场所题型三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算5有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的 O2时,其产生的酒精和 CO2 的物质的量如下图所示。据图中信息推断,错误的是( )A当 O2 浓度为 a 时,酵母菌没有有氧呼吸,只有无氧呼吸B当 O2 浓度为 b 和 d 时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同C当 O2 浓度为 c 时,有 2/5 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵Da、b、c、d 4 种不同氧浓度下,细胞都能产生H和 ATP9 / 31答案 C解析 当 O2 浓度为 a 时,
16、酒精产生量与 CO2 产生量相等,说明此时只进行无氧呼吸,A 正确;当 O2 浓度为 b 时,产生 CO2 的量多于产生酒精的量,说明酵母菌还进行了有氧呼吸,当 O2 浓度为 d 时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行有氧呼吸,因此 b、d 的细胞呼吸过程有所不同,B 正确;当 O2 浓度为 c 时,产生 6 mol 酒精的同时会产生 6 mol CO2,需要消耗 3 mol 葡萄糖,剩余的 9 mol CO2 来自有氧呼吸,需消耗 1.5 mol 葡萄糖,因此有 2/3 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵,C 错误;无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生H和 ATP,D 正确。6某实验室用两种方式进行酵母
17、菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的物质的量,记录数据并绘成如下的坐标图。据此,下列说法中正确的是( )A在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳之比为85B甲、乙两发酵罐分别在第 3 h 和第 0 h 开始进行厌氧呼吸C甲、乙两发酵罐实验结果表明酵母菌为异养厌氧型生物D该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量答案 A解析 从图中信息可知,乙发酵罐产生的酒精总量为 15 mol,由于乙发酵罐只有无氧呼吸,故乙发酵罐无氧呼吸产生的 CO2 量为15 mol,而甲发酵罐中原有 6 mo
18、l 氧气,有氧呼吸产生的 CO2 为 6 mol,又因产生的酒精的总量为 18 mol,则无氧呼吸产生的 CO2 量为 18 mol,综上甲、乙发酵罐最终产生的 CO2 之比为241585,A 正确;甲发酵罐酒精开始产生于第 2 h,故甲发酵罐厌氧呼吸开始于第 2 h,B 错误;从甲装置可知,酵母菌是异养兼性厌氧型生物,C 错误;因酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,所以通10 / 31入过多氧气会抑制无氧呼吸,得到酒精量会减少甚至没有酒精产生,D 错误。知识拓展细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)(1)有氧呼吸葡萄糖O2CO2166。(2)无氧呼吸葡萄糖CO2酒精122 或葡萄糖乳
19、酸12。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 摩尔数之比为 13。(4)在有氧呼吸与无氧呼吸同时进行的过程中,时,说明此过程中有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等;若,说明此过程中有氧呼吸占优势。考点 2影响细胞呼吸的因素及应用2015安徽高考科研人员探究了不同温度(25 和 0.5 )条件下密闭容器内蓝莓果实的 CO2 生成速率的变化,结果见图 1 和图 2。(1)由图可知,与 25 相比,0.5 条件下果实的 CO2 生成速率较低,主要原因是_ _;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的_浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度变化来计算呼吸速率。(2)
20、某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。将甲、乙瓶分别置于 25 和 0.5 条件下储存,每隔一段11 / 31时间测定各瓶中的 CO2 浓度。记录实验数据并计算 CO2 生成速率。为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a._;b._。解析 (1)该实验测定蓝莓果实的 CO2 生成速率,即呼吸速率,与 25 相比,0.5 时细胞呼吸相关酶的活性较低,故呼吸速率较低;由于果实进行细胞呼吸需消耗 O2 释放 CO2,所以该密闭容器中 CO2 浓度越来越高,O2 浓度越来越低,故该实验还可通
21、过检测 O2浓度变化来计算呼吸速率。(2)根据实验设计的单一变量原则,选取果实的成熟度还应一致,避免无关变量对实验结果的影响;根据实验设计的重复性原则,为使实验结果更可靠,还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2 (2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有 3 个平行重复实验题型一 氧浓度对细胞呼吸的影响1现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液,通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和 CO2 的量如图所示(两种呼吸作用速率相等),问:在氧浓度为 a 时( )A酵母菌只进行厌氧发酵B67%的酵母菌进行厌氧发酵C33%的酵母菌进
22、行厌氧发酵D酵母菌停止厌氧发酵答案 B解析 分析题图曲线可知,氧气浓度为 a 时,酒精的产量为 6 mol,因此无氧呼吸产生的二氧化碳为 6 mol,消耗的葡萄糖是 3 12 / 31mol;有氧呼吸产生的二氧化碳为 1569(mol),则有氧呼吸消耗的葡萄糖是 961.5(mol)。所以氧浓度为 a 时,酵母菌既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,A、D 错误;无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是:3(31.5)67%,B 正确,C 错误。2以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官 CO2 释放量和O2 吸收量的变化。下列相关叙述错误的是( )A甲图中氧浓度为 a 时的情况对应的是乙图中的 A 点B甲图中氧
23、浓度为 b 时的情况对应的是乙图中的 D 点C甲图的 a、b、c、d 四种浓度中 c 是最适合贮藏的D甲图中氧浓度为 d 时没有酒精产生答案 B解析 甲图中氧浓度为 a 时,细胞只释放 CO2 不吸收 O2,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的 A 点,A 正确;甲图中氧浓度为 b 时,CO2 的释放量远远大于 O2 的吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,应在乙图中的 AC 段之间,B 错误;贮藏植物器官应选择 CO2 产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的 c 左右),C 正确;甲图中氧浓度为 d 时,CO2 释放量与 O2 的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没
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