高考生物一轮复习 133细胞呼吸课件 教科版.ppt

第3讲细胞呼吸 细胞呼吸 实验 探究酵母菌呼吸方式 知识点一细胞呼吸与糖的氧化1 细胞呼吸 1 场所 2 原料 等有机物 3 产物 或 4 分类 据可分为和 细胞内 糖类 无机物 小分子有机物 是否有氧参与 需氧呼吸 厌氧呼吸 2 需氧呼吸 1 反应式 2 过程 思考1 平常所说的呼吸与细胞呼吸是否是一回事 柠檬酸循环中可产生大量能量储存于atp中吗 提示 不是 平常所说的呼吸是一种气体交换的过程 而细胞呼吸是一种代谢过程 柠檬酸循环中大量的能量贮存在nadh和fadh2中 所产生的atp量较少 知识点二厌氧呼吸1 概念 细胞在无氧条件下 通过酶的催化作用 把葡萄糖等有机物分解为 同时释放出能量的过程 不彻底的氧化产物 少量 c6h12o6 2adp 2pi酶2c2h5oh 2co2 2atp 3 过程 第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同 第二阶段的产物是 4 场所 5 相同呼吸底物 不同呼吸类型和代谢产物的直接原因是反应的不同 其根本原因是不同生物体内的不同 酒精 二氧化碳或乳酸 细胞溶胶 催化 酶 基因或遗传物质 思考2 为将损失减小到最低程度 水果应贮藏在完全无氧的环境中 对吗 提示 不对 完全无氧的环境可使水果细胞经厌氧呼吸消耗大量有机物 且厌氧呼吸可产生酒精等物质毒害细胞 细胞呼吸方式 1 不同生物厌氧呼吸的产物不同 2 需氧呼吸过程中各元素来源去路 判断正误 1 真核细胞需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶 线粒体内膜 线粒体基质中 2 人体剧烈运动时 co2 o2 1 即co2既可在线粒体又可在细胞溶胶中产生 3 厌氧呼吸是不需氧的呼吸 因而其底物分解不属于氧化反应 4 两种厌氧呼吸类型中 葡萄糖分解产生的乳酸和乙醇 都含有可利用的能量 典例1 2012 安徽理综 29 为探究酵母菌的细胞呼吸 将酵母菌破碎并进行差速离心处理 得到细胞溶胶和线粒体 与酵母菌分别装入a f试管中 加入不同的物质 进行了如下实验 见下表 细胞呼吸的类型 高考地位 5年13考 2012 福建理综 江苏单科 安徽理综 注 表示加入了适量的相关物质 表示未加入相关物质 1 会产生co2和h2o的试管有 会产生酒精的试管有 根据试管 的实验结果可判断出酵母菌进行厌氧呼吸的场所 均填试管编号 2 需氧呼吸产生的 h 经过一系列的化学反应 与氧结合形成水 2 4 二硝基苯酚 dnp 对该氧化过程没有影响 但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散 表明dnp使分布在 的酶无法合成atp 若将dnp加入试管e中 葡萄糖的氧化分解 填 能 或 不能 继续进行 解析 1 分析表格 试管a中加入的是丙酮酸 在有o2条件下无法在细胞溶胶中继续氧化分解 试管b中加入的是葡萄糖 无氧条件下 在细胞溶胶中能继续氧化分解 产生co2和酒精 在有氧条件下 线粒体能分解丙酮酸 所以c试管中有co2和h2o产生 而d试管无 分析试管e f 酵母菌在有氧条件下 能把c6h12o6彻底氧化分解产生co2和h2o 在无氧条件下 酵母菌进行厌氧呼吸 产生co2和c2h5oh 从而可以判断 能产生co2和h2o的试管有c e 能产生酒精的试管有b f 根据试管b d f的实验结果可判断酵母菌的厌氧呼吸场所是细胞溶胶 2 根据题中的信息 dnp对 h o2 h2o过程没有影响 但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散 而不能形成atp 由于 h 和氧结合形成水的过程发生在线粒体内膜上 因此dnp使分布在线粒体内膜上的酶无法合成atp 若将dnp加入试管e中 葡萄糖的氧化分解不受影响 但产生的atp将会大大减少 答案 1 c eb fb d f 2 线粒体内膜能 本考点一直是高考命题的重点 试题多以选择题的形式考查需氧呼吸和厌氧呼吸过程 需氧呼吸和厌氧呼吸的场所 反应物 生成物 所需的酶 产生能量的多少等 以植物种子 酵母菌或其他生物的细胞呼吸为背景 以非选择题的形式考查细胞呼吸的类型 需氧呼吸和厌氧呼吸过程分析与比较 进化 厌氧呼吸第一阶段产生的 h 在细胞溶胶中被用于还原丙酮酸 在不同种类细胞中 由于酶的不同 丙酮酸被还原的产物也是不同的 有的是乳酸 有的是乙醇和co2 能量利用率 葡萄糖有氧分解时 能量利用率为40 左右 还有60 左右的能量以热能形式散失 细胞呼吸方式的判断 1 依据反应物 产物来判断 若需消耗氧气 则一定存在需氧呼吸 若产物中有水 则一定存在需氧呼吸 若产物中有酒精或乳酸 则一定存在厌氧呼吸 若产物中有二氧化碳 则要依据物质的量的关系来讨论 2 依据物质的量的关系来判断 若二氧化碳的产生量等于氧气的消耗量 则只进行需氧呼吸 注 仅限于厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳的生物 若不消耗氧气 但产生二氧化碳 则只进行厌氧呼吸 若产生酒精量等于产生二氧化碳量 则只进行厌氧呼吸 若二氧化碳的产生量大于氧气的消耗量 则既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸 多余的二氧化碳来自厌氧呼吸 若酒精的产生量小于二氧化碳的产生量 则既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸 多余的二氧化碳来自需氧呼吸 若无氧气的消耗和二氧化碳的产生 则只进行厌氧呼吸 产物为乳酸 或生物已死亡 细胞呼吸过程模型 训练1 2013 浙江宁波期末 如图为某同学构建的需氧呼吸过程图 4 7均为水 下列说法正确的是 a 催化2 3过程的酶存在于线粒体内膜上b 产生的8主要用于合成atpc 3必定全部释放到大气中d 6可来自叶绿体 解析2 3过程为需氧呼吸第二阶段 发生在线粒体基质中 需氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失 少部分储存在atp中 对于植物3还可以被叶绿体吸收 6为氧气 可来自叶绿体 答案d 训练2 2013 宁波期末 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 甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的cd段c 甲图的a b c d四个浓度中c是最适合贮藏的d 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生解析甲图中氧浓度为b时 既有需氧呼吸 也有厌氧呼吸 需氧呼吸比较弱 对应的是乙图中的ac段 答案b 典例2 2012 课标全国理综 29 将玉米种子置于25 黑暗 水分适宜的条件下萌发 每天定时取相同数量的萌发种子 一半直接烘干称重 另一半切取胚乳烘干称重 计算每粒的平均干重 结果如图所示 若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳 据图回答下列问题 细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的应用 高考地位 5年9考 2012 福建理综 2011安徽理综 1 萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 再通过 作用为种子萌发提供能量 2 萌发过程中在 h之间种子的呼吸速率最大 在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 mg 3 萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质 其最大转化速率为 mg 粒d 4 若保持实验条件不变 120h后萌发种子的干重变化趋势是 原因是 解析 1 玉米种子的胚乳中的淀粉经过酶的水解作用最终形成葡萄糖 在呼吸作用中被氧化分解 为种子的萌发提供能量 2 图中显示在72 96h之间种子干重下降最快 呼吸速率最大 差值为204 2 177 7 26 5 mg 3 种子萌发过程中 种子干重的变化量与胚乳干重的变化量的差值为营养物质转化的量 经计算幼苗的成分在96 120h之间转化最快 即最大转化速率是 118 1 91 1 177 7 172 7 22 mg 粒 d 4 种子在黑暗环境中不能进行光合作用制造有机物 只进行呼吸作用不断消耗有机物使有机物含量逐渐降低 答案 1 葡萄糖呼吸 或生物氧化 2 72 9626 5 3 22 4 下降幼苗呼吸作用消耗有机物 且不能进行光合作用 本考点常结合细胞呼吸在生产 生活中的应用展开 试题多以选择题的形式出现 考查内部因素和外部因素对细胞呼吸的影响 有时也以图表 曲线的形式出现 考查考生的综合运用能力 高考试题常结合植物的光合作用 联系农作物增产的措施来命题 考查考生处理实际问题的能力 影响细胞呼吸的外部因素 1 温室中栽培农作物提高产量的措施无非两个方面 提高光合作用强度和降低呼吸消耗 影响细胞呼吸的因素有温度 氧气浓度 二氧化碳浓度 含水量等 但农业生产中最常考虑的是温度 其他几个因素不容易控制 2 atp产生量与o2供应状况间的关系 细胞在无氧条件下 可通过厌氧呼吸分解有机物 产生少量atp 随o2供应量增多 需氧呼吸明显加强 atp产生量随之增加 但当o2供应量达到一定值后 atp产生量不再增加 此时的限制因素可能是酶 有机物 adp和磷酸的量等 故atp产生量与o2供给量之间的关系曲线可以用下图表示 当横坐标表示呼吸强度时 atp产生量曲线应从原点开始 训练3 把土豆依次放在空气 氮气和空气中各贮藏一周 在实验室中测定其co2的释放量 实验结果如图所示 下列叙述正确的是 a 土豆的厌氧呼吸不产生co2b 在第一周只进行了需氧呼吸c 在第二周暂时没有呼吸作用d 第三周的厌氧呼吸先强后弱 解析土豆 马铃薯块茎 厌氧呼吸产生乳酸 不产生co2 第一周在空气中既有厌氧呼吸 内部细胞 又有需氧呼吸 外部细胞 第二周在氮气中 只进行厌氧呼吸 无co2产生 第三周需氧呼吸消耗厌氧呼吸产生的中间产物 co2的释放量剧增 厌氧呼吸强度基本不变 答案a 训练4 2013 浙江温州十校高三联考 如图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时o2的吸收量和co2的释放量之间的相互关系 其中线段xy yz 则在氧浓度为a时需氧呼吸与厌氧呼吸 a 消耗的有机物相等b 释放的能量相等c 释放的二氧化碳相等d 消耗的氧相等解析图中xz yz分别表示呼吸作用 需氧呼吸释放的co2量 因xy yz 故氧浓度为a时需氧呼吸 厌氧呼吸释放的co2量相等 需氧呼吸与厌氧呼吸消耗的有机物与产生的co2物质的量之比分别为1 6 1 2 故氧浓度为a时需氧呼吸与厌氧呼吸消耗的有机物之比为1 3 释放能量需氧呼吸大于厌氧呼吸 答案c 误区误认为需氧呼吸的全过程都需要o2点拨需氧呼吸的第一 二阶段不需要o2 只有第三阶段需要o2 o2消耗于真核细胞的线粒体内膜上及原核细胞的细胞膜上 辨析1个误区 规避2个易错点 易错点1错误的将 无氧 条件视作种子 果蔬贮存最佳点点拨种子 蔬菜和水果在贮藏时都应在低温 低氧 即图示a点 条件下 不同的是种子还应保持干燥 而蔬菜和水果应保持一定湿度 低温以不破坏植物组织为标准 一般为零上低温 低温的阈值应以不伤害细胞为底线 o2浓度小于a点对应浓度时 细胞会因厌氧呼吸强度较强而消耗较多有机物 o2浓度大于a点对应的浓度时可因需氧呼吸强度加强而消耗较多有机物 易错点2误认为线粒体中产生的atp远多于叶绿体中产生的atp点拨线粒体中产生的atp是细胞呼吸中产生atp量最多的 但与叶绿体类囊体膜相比 线粒体产生的atp量要少的多 这是因为叶绿体类囊体膜上利用光能转变为电能再转变为atp中活跃化学能 最终经碳反应转化为有机物中化学能 细胞呼吸不过是利用了这些有机物中的极少部分而已 故由呼吸产生的atp量应远少于叶绿体形成的atp 纠错演练1 1861年巴斯德发现 利用酵母菌酿酒的时候 如果发酵容器存在氧气 会导致酒精产生停止 这就是所谓的巴斯德效应 直接决定 巴斯德效应 发生与否的反应及其场所是 a 酒精 o2 丙酮酸细胞质基质b 丙酮酸 o2 co2线粒体基质c h o2 h2o线粒体内膜d h2o o2 h 类囊体膜解析利用酵母菌酿酒时 如果有氧气存在 酵母菌就会进行需氧呼吸 在有氧呼吸的第三阶段 h 与o2结合而产生水 答案c 2 蔬菜和水果长时间贮藏 保鲜所需要的条件应为 a 零上低温 干燥 低氧b 零上低温 湿度适中 低氧c 高温 干燥 高氧d 低温 湿度适中 无氧解析本题考查的知识点是外界因素对植物呼吸作用的影响 降低植物的呼吸作用 减少植物体内有机物的消耗 就能达到蔬菜和水果贮藏 保鲜的目的 生产生活实际中可通过零上低温 低氧 干燥等手段来降低植物的呼吸作用 但是干燥不能保鲜 因此要保持一定的湿度 无氧时细胞将因厌氧呼吸而消耗大量有机物 答案b 细胞呼吸方式的判断及实验探究1 探究细胞呼吸方式的实验装置欲确认某生物的呼吸类型 应设置两套呼吸装置 如图所示 以发芽种子为例 实验结果预测和结论 2 注意事项 1 物理误差的校正为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外 还应设置对照装置 对照装置与装置二相比 不同点是用 煮熟的种子 代替 发芽种子 其余均相同 2 以绿色植物做实验材料 在测定呼吸熵时 应该放在黑暗环境下 以排除光合作用对呼吸作用的影响 3 用含油脂高的种子如油料种子做测定实验 则液滴移动更明显 因其耗o2量更大 呼吸速率与光合速率的测定是近年常考知识点之一 题目多以非选择题形式考查实验装置的设置 实验结果分析并推导相应结论等 典例 2013 江南十校联考 在科学研究中常用呼吸熵 rq 释放二氧化碳体积 消耗的氧气体积 表示生物用于需氧呼吸的能源物质的不同 测定发芽种子呼吸熵的装置如图 关闭活塞 在25 下经20min读出刻度管中着色液移动距离 设装置1和装置2的着色液分别向左移动xmm和ymm x和y值反映了容器内气体体积的减少量 装置1的小瓶中naoh溶液用于吸收呼吸产生的co2 请回答下列问题 1 若测得x 180mm y 50mm 则该发芽种子的呼吸熵是 保留两位小数 假设发芽种子仅进行需氧呼吸 根据呼吸熵数值可以推测需氧呼吸分解的有机物中除 以外还有其他有机物 2 为使测得的x和y值更精确 还应再设置对照装置 对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水 设置对照装置的目的是 3 假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖 在25 下经20min读出刻度管中着色液移动距离x 300mm y 100mm 装置2着色液向右移动了100mm 则可推断需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是 答案 1 0 72糖类 2 用于校正装置1和装置2内因物理因素 或非生物因素 引起的容积变化 3 1 1 1 2012 江苏单科 23改编 如图表示细胞呼吸作用的过程 其中1 3代表有关生理过程发生的场所 甲 乙代表有关物质 下列相关叙述正确的是 细胞呼吸的过程 原理及应用 a 1和3都具有双层生物膜b 1和2所含酶的种类相同c 2和3都能产生大量atpd 甲 乙分别代表丙酮酸 h 解析本题考查呼吸作用的相关知识 分析题图可推测 为细胞溶胶 为线粒体基质 为线粒体内膜 甲为丙酮酸 乙为 h 由上述分析可知a不正确 产生的atp相对较少 产生大量atp 细胞溶胶和线粒体中发生的生化反应不同 因其所含的酶种类不相同 答案d 2 2012 福建理综 1 下列有关豌豆的叙述 正确的是 a 萌发初期 种子的有机物总重量增加b 及时排涝 能防止根细胞受酒精毒害c 进入夜间 叶肉细胞内atp合成停止d 叶片黄化