高考生物 题型分析 细胞的能量通货ATP、细胞呼吸(1).doc

高中生物题型分析- 细胞的能量通货atp、细胞呼吸题型一、atp的结构和功能一、考查形式选择题二、典型例题1.atp是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述中，不正确的是()aatp可以水解，为细胞提供能量，实际上是指atp分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解b细胞内atp与adp相互转化的能量供应机制是生物界的共性c在adp与atp相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用d主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是atp答案 c解析 合成atp所需的能量，对于植物来说主要来自光合作用和呼吸作用，对于动物来说主要来自呼吸作用。2在某细胞培养液中加入32p标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的atp，发现其含量变化不大，但部分atp的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是(多选)()aatp中远离腺苷的磷酸基团容易水解b32p标记的atp是新合成的catp是细胞内的直接能源物质d该过程中atp既有合成又有分解答案 abd解析 本题主要考查了atp的结构及特性，分析如下：题干中没有信息支持“atp是细胞内的直接能源物质”的观点。三、答题技巧1atp的结构图示(1)由结构图示可知组成元素有c、h、o、n、p。(2)由结构图示可看出，atp的结构特点可概括为“一、二、三”，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。2 atp的形成途径3 atp与adp的相互转化4.对atp和adp之间的相互转化是不可逆反应的分析(1)反应条件不同：atp分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而atp合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。(2)能量来源不同：atp水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，供代谢消耗， 这个能量不能再反过来用于合成atp，而合成atp的能量主要有化学能和太阳能。(3)反应场所不同：atp合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而atp分解的场所较多，凡是生命活动需要能量的地方都有atp的分解。6 atp与dna、rna、核苷酸的联系atp与dna、rna、核苷酸的结构中都含有“a”，但在不同物质中表示的含义不同，如图：(1)atp中的a为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；(2)dna分子中的a为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；(3)rna分子中的a为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；(4)核苷酸中的a为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。7 生物体内的能源物质分类分类内容主要能源物质糖类(提供70%左右的能量)直接能源物质atp最终能源太阳能储能物质脂肪、淀粉(植物)、糖原(动物)主要储能物质脂肪一般不供能的能源物质蛋白质四、变式训练1下列有关atp的叙述，正确的是()aatp分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成badp转化为atp时，只需要pi和能量c所有生物体内adp转化成atp所需的能量都来自呼吸作用datp与adp在活细胞中无休止地相互转化答案 d解析 atp由1个腺苷和3个磷酸基团组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成；adp转化为atp除需要pi和能量外，还需酶的催化；绝大多数生物体内atp中的能量来自呼吸作用，绿色植物还可以通过光合作用合成atp；atp与adp的相互转化时刻不停地在细胞内进行，以保证生命活动的顺利进行。2 下列有关atp的叙述，不正确的是 ()a人体成熟的红细胞在o2充足时也只能通过无氧呼吸产生atpb在平静和剧烈运动状态，细胞内atp的含量都能保持动态平衡catp是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂、易形成datp中的“a”与构成rna中的碱基“a”表示的不是同一种物质答案c解析atp是生命活动的直接能源物质，atp中有两个高能磷酸键，但只有远离a的那个高能磷酸键易断裂、易形成。题型二、 探究酵母菌呼吸方式一、考查形式选择题或实验题二、典型例题1.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500 ml)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/ml的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。(1)取a、b两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三a加入240 ml的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_b加入240 ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)b装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。(3)要测定b装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个c装置。请写出c装置的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三c_加入石蜡油，铺满液面(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若a、b、c装置在温度大小关系是_(用“”表示)，则假设成立。答案(1)不加入石蜡油加入10 g活性干酵母(2)除去氧气自(3)加入240 ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母(4)abc解析(1)结合表中相关内容，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，可以确定处为“不加入石蜡油”，处为“加入10 g活性干酵母”。(2)b装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去氧气，以控制实验的自变量。(3)要测定b装置内因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个c装置，因为应设计成空白对照，即处为“加入240 ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液”，处为“不加入活性干酵母”。因为酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，a、b、c装置的温度大小关系是abc。三、答题技巧1 实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的co2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和co2。(2)co2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中co2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。2 实验流程3.选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究细胞的呼吸类型。1） 实验材料分析(1)装置一、二中试剂的作用：naoh溶液吸收co2，清水作为对照。(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。2） 实验结果分析装置一装置二结果红色液滴左移红色液滴不动只进行有氧呼吸红色液滴不动红色液滴右移只进行无氧呼吸红色液滴左移红色液滴右移既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸四、变式训练1.某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，u形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化。(忽略其他原因引起的容积变化)下列有关说法不正确的是 ()a甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量b乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时co2的释放量和o2消耗量之间的差值c甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸d甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵答案d解析由于甲组装置内放的是naoh溶液，吸收co2，所以甲组右管液面变化是锥形瓶内的o2体积变化所致。乙组装置内放的是蒸馏水，那么乙组右管液面变化是由锥形瓶内co2释放量和o2消耗量之间的差值引起的；甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸；甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行酒精发酵。2某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净，切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入n2，装置示意图如图。下列说法不正确的是 ()a向锥形瓶中充入n2的目的是制造无氧环境b若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵c实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒d溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水答案b解析该实验的目的是研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物，故充入n2的目的是制造无氧环境；若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是乳酸发酵；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用干扰实验结果，实验前需对马铃薯块茎消毒，检验co2也可用澄清石灰水。题型三、 细胞呼吸一、考查形式选择题或填空题二、典型例题1.下图表示细胞呼吸作用的过程，其中13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(多选) ()a1和3都具有双层生物膜b1和2所含酶的种类不同c2和3都能产生大量atpd甲、乙分别代表丙酮酸、h答案bd解析分析有氧呼吸过程可知：在细胞质基质中完成有氧呼吸第一阶段，将葡萄糖分解为丙酮酸、h，并产生少量atp，所以1为细胞质基质，甲为丙酮酸；在线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，将丙酮酸和水分解为co2、h，并产生少量atp，所以2为线粒体基质，乙为h；在线粒体内膜上完成有氧呼吸第三阶段，h与o2反应生成h2o，同时产生大量atp，所以3为线粒体内膜。1代表的细胞质基质无生物膜，a项错误；细胞质基质和线粒体基质中所含酶的种类不同，进行的化学反应也不同，b项正确；2线粒体基质中不能产生大量atp，c项错误；据上述分析可知甲为丙酮酸，乙为h，d项正确。2 如图表示人体细胞中的两类呼吸作用。下列有关叙述中，不正确的是 ()a过程既产生h，也消耗hb过程释放的能量比过程多c过程需要大量o2参与d过程进行的场所相同答案d解析过程发生在细胞质基质中，过程发生在线粒体中，二者进行的场所不同。三、答题技巧1、有氧呼吸过程2.反应式：c6h12o66h2o6o26co212h2o能量。3.在有氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路4 无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧和多种酶。(3)生成物：酒精和二氧化碳或乳酸。(4)反应式产物为酒精：c6h12o62c2h5oh2co2少量能量。产物为乳酸：c6h12o62c3h6o3少量能量。5.比较有氧呼吸和无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需o2、酶不需o2、需酶产物co2、h2o酒精和co2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成atp意义为生物体的各项生命活动提供能量6.有关细胞呼吸的4个易错点：(1)有h2o生成的一定是有氧呼吸，有co2生成的一定不是乳酸发酵。(2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。(3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。四、变式训练1 下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是 ()a人体成熟的红细胞没有线粒体，不能产生atpb长跑时人体产生的co2来自有氧呼吸和无氧呼吸c青藏高原的哺乳动物细胞产生能量的主要生理过程是有氧呼吸datp中的“a”与碱基“a”是同一种物质答案c解析人体成熟的红细胞没有线粒体，但它可进行无氧呼吸产生atp；人体细胞的有氧呼吸会产生二氧化碳，而无氧呼吸的产物是乳酸；atp中的“a”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，dna和rna中的碱基“a”是腺嘌呤。2 不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，则下列对呼吸作用方式的判断不正确的是 ()a若只释放co2，不消耗o2，则细胞只进行无氧呼吸b若co2的释放量多于o2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸c若co2的释放量等于o2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸d若既不吸收o2也不释放co2，则说明该细胞已经死亡答案d解析动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收o2，也不释放co2，故d错误。3有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和co2的量如表所示。请回答下列问题：氧浓度(%)abcd产生co2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol产生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 mol(1)由上表可知，酵母菌细胞_。(2)氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的co2为_mol。(3)氧浓度为c时，约有_%的葡萄糖用于酒精发酵。(4)氧浓度为a时，酵母菌是否进行有氧呼吸？_。为什么？_。(5)经测定，在无氧条件下酵母菌消耗的葡萄糖中，仅有1.5%用于自身生长发育和繁殖等生命活动，剩余98.5%则用于_。答案(1)既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸(2)6(3)66.7(4)否因为此时产生的酒精和co2的物质的量相等(5)形成酒精等产物解析解答本题的关键是理解细胞呼吸的过程，并根据表中数据准确判断酵母菌在不同氧浓度下的细胞呼吸方式。(1)氧浓度为a、b、c时都产生了酒精，说明酵母菌能进行无氧呼吸；氧浓度为d时只产生co2，不产生酒精，说明酵母菌能进行有氧呼吸。(2)氧浓度为b时，酵母菌产生了6.5 mol的酒精，则其无氧呼吸产生的co2为6.5 mol，剩下的6 mol co2为有氧呼吸所产生。(3)氧浓度为c时，酵母菌产生的酒精为6 mol，则其无氧呼吸产生的co2为6 mol，而co2产生总量为15 mol，因此有氧呼吸产生的co2为9 mol。据无氧呼吸的反应式“c6h12o62c2h5oh2co2少量能量”，可知有3 mol葡萄糖用于无氧呼吸；据有氧呼吸的反应式“c6h12o66h2o6o26co212h2o能量”，可知有1.5 mol葡萄糖用于有氧呼吸，则用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(31.5)100%66.7%。(4)氧浓度为a时，酵母菌产生了co2和酒精，且二者的物质的量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸。(5)酵母菌利用葡萄糖经无氧呼吸产生酒精和co2，合成少量atp。题型四、 细胞呼吸的环境因素及应用一、考查形式选择题或填空题二、典型例题 1 如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中，不正确的是 ()a番茄果实细胞产生co2的场所是线粒体和细胞质基质b光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 时比15 时更强c低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实d贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关答案c解析番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生二氧化碳，有氧呼吸第二阶段在线粒体中产生二氧化碳，无氧呼吸在细胞质基质中产生二氧化碳，a项正确。计算“8 时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”，进行比较可知，b项正确。图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于果实的贮存，c项错误。温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，d项正确。三、答题技巧1 温度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。最适温度时，细胞呼吸最强。超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。(3)应用：低温下贮存蔬菜水果。温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。2 o2浓度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读o2浓度低时，无氧呼吸占优势。随o2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。当o2浓度达到一定值后，随o2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。(3)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低o2浓度，以减少有机物消耗，但不能无o2，否则产生酒精过多，导致腐烂。3 含水量(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。(3)应用：作物栽培中，合理灌溉。4 co2浓度(1)曲线模型：如右图。(2)模型解读：co2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。(3)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加co2浓度(或充入n2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。易错警示细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例(1)“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。(2)工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。(3)稻田需要定期排水，促进根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞。(4)作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。(5)粮食种子保存：零上低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：零上低温、低氧、中等湿度。(6)提倡慢跑，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。四、变式训练1.利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的co2浓度较高，有利于 ()a降低呼吸强度 b降低水分吸收c促进果实成熟 d促进光合作用答案a解析地窖中o2浓度低，co2浓度高，抑制植物的有氧呼吸，降低有机物的消耗，有利于种子、果蔬的储存。2.如图所示为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，下列相关叙述错误的是 ()a曲线ab段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体b曲线bc段酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸c乙醇含量过高是酵母菌种群数量从c点开始下降的主要原因之一dt1t2时间段消耗葡萄糖量迅速增加的原因是酵母菌进行有氧呼吸答案d解析曲线ab段酵母菌进行有氧呼吸，其发生的场所是细胞质基质和线粒体，a正确；曲线bc段开始有乙醇产生，可知此时酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸，b