湖北省高考生物总复习 138从化学能到生物能细胞呼吸配套课件 中图版必修1 .ppt

第8讲从化学能到生物能 细胞呼吸 细胞呼吸 实验 探究酵母菌的呼吸方式 知识点一细胞呼吸的类型细胞呼吸概念 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 的过程 是生物体获得能量的 分类 有氧呼吸和无氧呼吸 对绝大多数生物来说 是细胞呼吸的主要形式实验探究原理 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存 属于菌 便于用来研究呼吸方式 释放能量 主要代谢途径 有氧呼吸 兼性厌氧 过程结果 结果分析 设置两个或两个以上的实验组 通过对变化来推测不同条件下各组释放的不同 不加酵母 小 有 大 无 热能 能量 知识点二细胞呼吸的主要场所 过程有氧呼吸 1 反应式 2 过程 3 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 产生二氧化碳和水 释放能量 生成许多atp的过程 彻底氧化分解 无氧呼吸 1 反应式分解成酒精的反应式为 转化成乳酸的反应式为 2 过程 第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同 第二阶段的产物是 其全过程都在中进行 概念 细胞在条件下 通过酶的催化作用 把糖类等有机物分解为的氧化产物 同时释放少量能量 生成少量atp的过程 酒精和co2或乳酸 细胞质基质 无氧 不彻底 呼吸作用实质 氧化分解有机物 释放能量意义 1 为生物体的生命活动提供 2 为体内其他化合物合成提供 比一比 储存水果和储存粮食有何区别 答案 二者都需在低温低氧 高氮 高co2 环境中储存 但粮食必须晒干 减少自由水含量 而水果则需保鲜 减少水分散失 另外 水果储存必须零上低温 能量 原料 细胞呼吸方式 1 有氧呼吸过程中 反应物中的葡萄糖 水 o2分别在第一 第二 第三阶段被利用 产物中的co2和h2o分别在第二 第三阶段形成 2 原核生物无线粒体 但有些生物仍能进行有氧呼吸 如硝化细菌等好氧细菌 3 悠闲的慢跑运动 提高心肺活动量 吸入充足o2进行有氧呼吸 竞技性短跑 中长跑则是在机体o2不充足条件下 主要依靠无氧呼吸产生atp而支持快速运动 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较 高考地位 5年14考 2012全国课标卷 江苏卷 安徽卷 2011山东卷 海南卷 2010全国新课标卷 1 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 识图提示 应关注各阶段的场所 反应物 生成物及条件 1 有氧呼吸第一 二阶段产生的 h 用于第三阶段与o2结合生成水 无氧呼吸第一阶段产生的 h 用于第二阶段将丙酮酸还原为c2h5oh和co2或乳酸 2 有氧呼吸中h2o既是反应物 又是生成物 且生成的h2o中的氧全部来自o2 3 不同生物无氧呼吸的产物不同 是由于参与催化反应的酶不同 4 有氧呼吸中氧元素的来源和去路 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 1 有h2o生成一定是有氧呼吸 有co2生成一定不是乳酸发酵 2 无氧呼吸只释放少量能量 其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物 酒精或乳酸中 3 水稻等植物长期水淹后烂根的原因 无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用 玉米种子烂胚的原因 无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用 4 原核生物无线粒体 仍可进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌等 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有氧呼吸和无氧呼吸过程场所 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 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 得到细胞质基质和线粒体 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 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无氧呼吸的场所 均填试管编号 2 有氧呼吸产生的 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 破题关键 解析本题主要考查细胞呼吸的相关知识 酵母菌为兼性厌氧生物 在有氧的条件下进行有氧呼吸 其场所是细胞质基质和线粒体 在无氧条件下进行无氧呼吸 其场所是细胞质基质 1 分析表格 试管a中加入的是丙酮酸 在有o2条件下无法在细胞质基质中继续氧化分解 试管b中加入的是葡萄糖 无氧条件下 在细胞质基质中能继续氧化分解 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 酵母菌进行无氧呼吸 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无氧呼吸场所是细胞质基质 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 训练1 2013 宁波调研 如图为某同学构建的植物叶肉细胞内的有氧呼吸过程图 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 解析本题综合考查有氧呼吸的相关知识 意在考查考生的分析判断能力和理解能力 2 3过程是有氧呼吸的第二阶段 场所是线粒体基质 需要的酶在线粒体基质中 产生的8是能量 其主要以热能形式散失 少量用于合成atp 3是二氧化碳 二氧化碳可以释放到大气中 也可以进入叶绿体中用于光合作用 6是氧气 可以来自叶绿体 也可来自大气 答案d 训练2 2011 海南单科 4 细胞内糖分解代谢过程如图所示 下列叙述错误的是 a 植物细胞能进行过程 和 或过程 和 b 真核细胞的细胞质基质中能进行过程 和 c 动物细胞内 过程 比过程 释放的能量多d 乳酸菌细胞内 过程 产生 h 过程 消耗 h 解析植物细胞能进行过程 和 和 和 真核细胞的细胞质基质中能进行无氧呼吸的全过程 即 和 或 和 动物细胞中过程 有氧呼吸第二 三阶段 比过程 有氧呼吸的第一阶段 释放的能量多 包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中 第一阶段 产生的 h 在第二阶段 或 消耗 答案b 1 内部因素 遗传因素 决定酶的种类和数量 1 不同种类的植物细胞呼吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 2 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同 如幼苗期 开花期细胞呼吸速率较高 成熟期细胞呼吸速率较低 3 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 影响呼吸速率的因素及实践应用 高考地位 5年11考 2012福建卷 2011安徽卷 2009广东卷 安徽卷 江苏卷 2 外部因素 1 o2浓度为零时 细胞呼吸强度并不为零 因为细胞可进行无氧呼吸 2 随着o2浓度的增加 无氧呼吸受到抑制 有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱 细胞呼吸的总强度较低 但后来随着氧气浓度的升高 有氧呼吸逐渐增强 细胞呼吸总强度又增大 3 从化学平衡的角度分析 高浓度的co2在一定程度上可以抑制细胞呼吸 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 典例2 如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下o2吸收量和co2生成量的变化 请据图回答问题 1 图中曲线qr区段co2生成量急剧减少的主要原因是 2 点的生物学含义是无氧呼吸消失点 由纵轴 co2生成量和o2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是 3 在原图中绘出无氧呼吸产生的co2随氧气浓度变化而变化的曲线 4 若图中的ab段与bc段的距离等长 说明此时有氧呼吸释放的co2与无氧呼吸释放的co2相比 填 一样多 或 更多 或 更少 有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 5 在长途运输新鲜蔬菜时 常常向塑料袋中充入氮气 目的是 你认为氧浓度应调节到 点的对应浓度 更有利于蔬菜的运输 试说明理由 解析本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点 考查了有氧呼吸 无氧呼吸随o2浓度变化的特点 综合考查了学生解读曲线 根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力 解题时应注意 q点只进行无氧呼吸 p点只进行有氧呼吸 b点有氧呼吸 无氧呼吸释放的co2量相等 r点释放的co2量最少 此时更有利于蔬菜运输 答案 1 氧气浓度增加 无氧呼吸受抑制 2 p氧浓度逐渐增大的过程中 无氧呼吸生成的co2总量 3 如图 点线 所示 所绘曲线应能表现下降趋势 并经过q b以及p点在x轴上的投影点 据co2释放量和o2消耗量判断细胞呼吸状况 典例 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 下列相关叙述不正确的是 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时没有酒精产生教你审题 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 c正确 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 因此没有酒精产生 d正确 答案b 特别提示 1 乳酸菌 动物细胞 马铃薯块茎 玉米胚 甜菜块根等 无氧呼吸产物为乳酸 均不产生co2 2 所有生物细胞 呼吸过程中若有h2o生成 一定来自有氧呼吸过程 因为无氧呼吸两种方式均不产生h2o 训练 2013 江苏三校联考 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 解析本题考查考生对有氧呼吸和无氧呼吸反应式的理解 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项错误 答案d 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少量co2 2 co2可使澄清石灰水变浑浊 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 根据石灰水浑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 探究酵母菌细胞的呼吸方式 高考地位 5年7考 2012安徽卷 2011山东卷 2009广东卷 江苏卷 天津卷 福建卷 3 注意事项 1 通入a瓶的空气中不能含有co2 以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的co2所致 2 b瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将b瓶中的氧气消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水中的co2是由无氧呼吸产生的 本实验是教材的重点 也就决定了对酵母菌呼吸作用方式的考查势必成为命题的核心点 高考大多以装置图的形式出现 考查酵母菌呼吸作用类型 同时考查考生分析图形 图表的能力及综合运用知识的能力 典例 2012 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 表示生物用于有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有氧呼吸 根据呼吸熵数值可以推测有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 则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是 解析 1 装置1中着色液移动距离代表o2消耗量 装置2中着色液移动距离代表o2消耗量减去co2释放量 故该发芽种子的呼吸熵为130 180 0 72 若种子仅进行有氧呼吸且底物均为糖类的话 装置2中着色液应不移动 2 另设一组对照 除加入的是等量死的发芽种子外 其他条件均与装置2相同 其目的是排除无关变量对实验结果的影响 3 用着色液的移动距离表示容器中气体体积的变化 由题意可知 总耗氧量是300 总二氧化碳释放量为400 有氧呼吸消耗氧气量为300 释放二氧化碳量为300 消耗葡萄糖量为300 6 50 无氧呼吸释放的二氧化碳量为400 300 100 消耗葡萄糖量为100 2 50 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 训练 2013 福建普高毕业班质检 4 如图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置 锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液 试管装有溴麝香草酚蓝溶液 从阀门通入的空气已去除co2 实验过程中其他条件适宜 下列叙述错误的是 a 若打开阀门进行实验 探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响 则通入锥形瓶的o2属于无关变量b 若关闭阀门进行实验 在酸性条件下 可用重铬酸钾检测锥形瓶的培养液中是否有乙醇产生c 若打开阀门 在不同温度下进行实验 试管溶液颜色变化所需的时间越短 则表明酵母菌在所处温度下的有氧呼吸越旺盛d 若关闭阀门 以乳酸菌替代酵母菌进行实验 试管中溶液颜色由蓝变绿再变黄 解析乳酸菌进行无氧呼吸 不产生二氧化碳 不会观察到试管中的颜色变化 d错误 答案d 1 2012 江苏单科 23 如图表示细胞呼吸作用的过程 其中 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 细胞呼吸的原理 过程 及应用 a 和 都具有双层生物膜b 和 所含酶的种类不同c 和 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 为细胞质基质 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错误 d正确 与 中的反应类型不同 故所含酶也不同 b正确 中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量atp 中进行有氧呼吸第二阶段 产生少量atp 故c错 答案bd 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 叶绿体对红光的吸收增多 解析此题以豌豆为信息载体 综合考查细胞代谢的有关知识 种子萌发初期 由于不能进行光合作用 只能进行呼吸作用 有机物总重量减少 a错误 及时排涝 可以防止豌豆根细胞无氧呼吸产生酒精 b正确 夜间植物叶肉细胞可进行呼吸作用产生atp c错误 黄化叶片所含的色素主要是类胡萝卜素 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 d错误 答案b 3 2011 海南单科 3 关于细胞呼吸的叙述 正确的是 a 种子风干脱水后呼吸强度增强b 土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸c 破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖d 小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱解析种子风干脱水后呼吸强度减弱 土壤淹水 导致根系因缺氧而发生无氧呼吸 破伤风杆菌属于厌氧型细菌 无氧条件下才能大量繁殖 种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强 答案b 4 2012 全国新课标 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 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 解析本题主要考查玉米种子萌发过程中胚 胚乳的作用 1 胚乳是玉米种子贮存营养的结构 在种子萌发过程中 胚乳中的淀粉最终被水解为葡萄糖 再通过呼吸作用氧化分解为生命活动供能 2 呼吸速率越大 单位时间内种子干重减少越多 从图可知 72 96h之间种子的呼吸速率最大 每粒种子呼吸消耗的平均干重为204 2 177 7 26 5 mg 3 胚乳干重减少量与萌发种子干重减少量差值最大时 胚乳营养转化为幼苗组成物质的速率最大 符合该特点的时间段为96 120h 一天 该时间段内 胚乳干重减少量为118 1 91 1 27 mg 而萌发种子干重减少量仅为177 7 172 7 5 mg 即胚乳中22mg营养物质转化为幼苗的组成物质 转化速率为22mg 粒 d 4 由于黑暗环境中萌发的种子只能进行呼吸作用消耗有机物 不能进行光合作用合成有机物 故种子干重仍呈下降的趋势 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 5 201