2013届高考生物起点一轮复习 第三单元 细胞的能量“通货”-ATP及细胞呼吸学案

用心 爱心 专心 1 第三单元第三单元 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 学案学案 1212 细胞的能量细胞的能量 通货通货 ATP ATP ATPATP 的主要来源的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸 考纲要求 1 ATP 在能量代谢中的作用 2 细胞呼吸 3 探究酵母菌的呼吸方式 复习要求 1 简述 ATP 的化学组成和特点 2 说出 ATP 与 ADP 的转化过程及其意义 3 解释 ATP 在能量代谢中的作用 4 描述线粒体的结构和功能 5 简述细胞呼吸的方式 原理和实质 6 学会检测细胞呼吸的方法 7 说明细胞呼吸的原理 并探讨其在生产和生活中的应用 基础自查 一 细胞的能量通货 ATP 1 ATP 的结构和功能 1 ATP 分子结构简式 说出 A P 的含义 描述其结构特点 2 ATP 的功能 2 ATP 与 ADP 的相互转化 1 相互转化的反应式为 2 ATP 形成的能量来源 二 探究酵母菌的呼吸方式 1 说说你对酵母菌的认识 2 如何检测 CO2 的产生 3 如何检测酒精的产生 三 有氧呼吸 1 写出总反应式 2 过程填空 用心 爱心 专心 2 四 无氧呼吸 1 反应式 1 分解成酒精的反应式为 2 转化成乳酸的反应式为 2 过程与有氧呼吸有何异同 思考 1 不同生物无氧呼吸的产物不同 其直接原因和根本原因分别是什么 2 呼吸作用分阶段进行有什么意义 课堂深化探究 一 ATP 在能量代谢中的作用 问题 细胞中绝大多数生命活动都是由 ATP 直接提供能量的 同其他储能物质相比 ATP 有何 特点 1 简析 ATP 的结构 1 组成元素 2 简称 3 各字母代表的含义 4 结构简式 2 细胞内的能源物质总结 1 主要储存能量物质 其他储能物质 动物 植物 2 主要能源物质 3 直接能源物质 4 最终能源 用心 爱心 专心 3 思考 1 生物体内能源物质的是如何转化的 完善图解中的物质和生理过程 思考 2 ATP 与 RNA 在组成上有何关系 二 ATP 和 ADP 可以相互转化 问题 经测定 一个成年人一天将有 40 公斤的 ATP 发生转化 而细胞中的 ATP ADP 总量仅 有 2 10 毫克 为满足能量需要 细胞内解决这一矛盾的合理途径是什么 1 ATP 的来源 2 ATP 与 ADP 的相互转化 三 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸 反应条件 反应场所 不同 点 分解产物 释放能量 不 同 点 特点 相互 联系 特别提醒 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 四 根据 CO2 释放量与 O2 消耗量判断细胞呼吸类型 以细胞呼吸底物为葡萄糖为例 1 无 CO2 释放 2 CO2 释放量 O2 消耗量 生命活动 热能 散失 能源物 质 中的化学 能 用心 爱心 专心 4 3 CO2 释放量 O2 消耗量 特别提醒 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 五 影响呼吸速率的因素及实践应用 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 2 外部因素 因素影响机理 曲线解读 曲线模型实践应用 温度 氧气 CO2 浓度 H2O 特别提醒 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 在一定程度时可以抑制细胞呼吸 对应训练 用心 爱心 专心 5 1 2012 六安模拟 从内地到西藏旅游 到达西藏后很多人会出现乏力现象 原因是在缺氧 的环境下细胞呼吸作用的方式发生了改变 下列相关叙述不正确的是 A 无氧呼吸增多 导致内环境乳酸增多 pH 下降 B 无氧呼吸增强 导致细胞释放的能量减少 C 细胞质基质产生的能量增多 线粒体产生的能量减少 D 由于氧气缺乏 导致第一阶段产生的丙酮酸减少 影响了第二 三阶段的进行 2 2012 天津模拟 如图为某同学构建的在晴朗白天植物的有氧呼吸过程图 下列说法正确 的是 A 催化 2 3 的酶存在于线粒体内膜上 B 产生的 8 主要用于合成 ATP C 6 部分来自叶绿体 D 3 全部释放到大气中 3 易错题 如图表示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 A 有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多 B 有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多 C 有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多 D 有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等 4 2012 亳州模拟 如图表示有氧呼吸过程 下列有关说法正确的是 A 中数值最大的是 B 产生 的场所是线粒体 C 代表的物质是氧气 D 乳酸菌能完成图示全过程 5 易错题 下列有关细胞呼吸的叙述中 错误的是 蛔虫进行无氧呼吸 哺乳动物的成熟红细胞只能进行无氧呼吸 长跑时 人体产生的 CO2 是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 发酵和无氧呼吸为同一概念 A B C D 6 2012 吉林市期末 下图表示某植物种子在氧浓度为 a b c d 时 CO2 释放量和 O2 吸 收量的变化 则相关的分析错误的是 用心 爱心 专心 6 A 氧浓度为 a 时 只进行无氧呼吸 B 氧浓度为 b 时 无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多 C 氧浓度为 c 时 较适于贮藏该植物器官 D 氧浓度为 d 时 细胞产生的 ATP 全部来自线粒体 7 某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时 设计了如下实验 实验一 取新鲜马铃薯块茎 洗净 切成碎屑 向锥形瓶 A B 中分别放入适量的马铃薯块 茎碎屑 如图甲所示 每隔一段时间 从分液漏斗向锥形瓶 A 中注入适量的过氧化氢溶液 观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化 溴麝香草酚蓝水溶液用于二氧化碳的检测 二 氧化碳能使该溶液由蓝变绿再变黄 实验二 取新鲜马铃薯块茎 洗净 切成碎屑 向锥形瓶 C 中加入适量的马铃薯块茎碎屑 并向 C 瓶中充入 N2 替代锥形瓶中的空气 如图乙所示 一段时间后 观察装置中溴麝香草 酚蓝水溶液的颜色变化 请回答下列问题 1 实验一的原理是 当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时 是否可以说明马铃薯的呼吸作用在逐渐增强 为什么 2 已知植物细胞无氧呼吸有两种类型 一种是能够产生酒精的无氧呼吸 另一种是能够产 生乳酸的无氧呼吸 并且马铃薯块茎在只有 N2 的条件下可以进行无氧呼吸 则实验二的目 的是 若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液 则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳 酸的无氧呼吸 其反应式为 3 实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处 可能会干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的 判断 请给予修正 修正的理由是 实验探究 下图为 探究酵母菌的呼吸作用方式 的实验装置图 请据图分析 用心 爱心 专心 7 1 A 瓶加入的试剂是 其目的是 2 C 瓶和 E 瓶加入的试剂是 其作用是 3 图中装置有无错误之处 如果有 请在图中加以改正 4 D 瓶应封口放置一段时间后 再连通 E 瓶 其原因是 5 请写出连通后 D 瓶中的反应式 限时训练 题组一 ATP 的相关知识 1 下列有关 ATP 的叙述中 正确的是 A 把酵母菌的培养条件从有氧改为无氧时 细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡 B 甘油分子由小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞的过程中 细胞消耗 ATP 的量增加 C C3 还原的过程中 叶绿体基质内产生 ADP 的量增加 D 酒精发酵和乳酸发酵产生等量 ATP 时 细胞内生成的 CO2 量相等 2 下列关于 ATP 的叙述 与事实不符的是 A 合成 ATP 所需的能量由磷酸提供 B 细胞质和细胞核中都有 ATP 分布 C ATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸 D 正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化 3 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的 ATP 发现其含量变 化不大 但部分 ATP 的末端 P 已带上放射性标记 该现象能够说明 ATP 中远离 A 的 P 容易脱离 32P 标志的 ATP 是重新合成的 ATP 是细胞内的直接能源物质 该过程中 ATP 既有合成又有分解 A B C D 题组二 细胞呼吸 4 甲酵母菌进行有氧呼吸 乙酵母菌进行发酵 若它们消耗了等量的葡萄糖 则它们放出的 二氧化碳和吸入的氧气的体积之比是 A 1 2B 1 1C 2 3D 4 3 5 检验绿色植物在呼吸过程中放出 CO2 以下哪项实验条件是必要的 A 要用一株叶子多的植物 B 要在黑暗条件下实验 C 把植物淹没在水中 D 用一株幼小植物 用心 爱心 专心 8 6 下列关于细胞呼吸的叙述 错误的是 A 细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B 人体肌肉组织细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 C 酵母菌在进行细胞呼吸时一定释放 CO2 D 叶肉细胞在光照下进行光合作用 不进行细胞呼吸 7 下图表示有氧呼吸过程 下列有关说法正确的是 A 中能量数值最大的是 B 代表的物质是氧气 C 产生 的场所是线粒体 D 部分原核生物能完成图示全过程 8 一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液 当通入不同浓度的氧气时 其产生的 C2H5OH 和 CO2 的量 如下表所示 下列叙述错误的是 氧浓度 abcd 产生 CO2 的量 mol 0 91 31 53 0 产生酒精的量 mol 0 90 70 60 A 氧浓度为 a 时 只进行无氧呼吸 B 氧浓度为 b 时 经有氧呼吸产生的 CO2 为 0 6 mol C 氧浓度为 c 时 消耗的葡萄糖中有 50 用于酒精发酵 D 氧浓度为 d 时 只进行有氧呼吸 题组三 应用提升 9 下列各项应用中 主要利用无氧呼吸原理的是 A 利用葡萄 粮食和酵母菌制酒 B 提倡慢跑等健康运动 C 稻田定期排水 D 光下适当增加作物环境中的二氧化碳浓度 10 四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窑中 贮藏时间可以达到 4 5 个月之久 哈尔滨 等地利用大窑套小窑的办法 可使黄瓜贮存期达到 3 个月 这种方法在生物学上称为 自体 保藏法 下列关于 自体保藏法 说法正确的是 A 自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法 但其易受外界环境的影响 B 自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用 C 在密闭环境中 二氧化碳浓度越高 贮藏效果越好 D 在自体保藏法中如能控温 1 5 贮藏时间会更长 11 18 分 探究创新题 如图为酵母菌无氧呼吸实验装置图 请据图回答 用心 爱心 专心 9 1 本实验主要验证 2 盛有清水的试管在此发酵实验中的作用是 3 容器中溶液 A 一般是指 发酵实验过程中 盛清水试管和盛溶液 A 试管的现 象分别是 4 随着时间推移 盛清水的试管现象最终消失 这是因为 此时测定烧瓶 中溶液的成分应该是 5 要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液的原因是 6 如用乳酸菌代替酵母菌 溶液 A 的现象是 请说明理由 用有关化学反应式表示 12 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 高考真题体验 用心 爱心 专心 10 1 2012 年上海 25 图 9 表示细胞内葡萄糖分解的反应式 下列关于该过程的说法正确的 是 A 只发生在细胞有氧时 B 只发生在细胞缺氧时 C 只发生在线粒体内 D 只发生在细胞质基质内 2 2012 年江苏 23 下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 A 1 和 3 都具有双层生物膜 B 1 和 2 所含酶的种类不同 C 2 和 3 分别都能产生大量 ATP D 甲 乙分别代表丙酮酸 H 3 2012 安徽 29 10 分 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 试管编号 加入的物质 细胞质基质 A B 线粒体 C D 酵母菌 E F 葡萄糖 丙酮酸 氧气 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 4 2012 年四川 13 分 研究表明 癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的 ATP 总量 没有明显差异 但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍 下 图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程 据图分析回答问题 用心 爱心 专心 11 l 图中 A 代表细胞膜上的 葡萄糖进入癌细胞后 在代谢过程中可通过 作用形成非必需氨基酸 也可通过形成五碳糖进而合成 作为 DNA 复制的 原料 2 在有氧条件下 癌细胞呼吸作用的方式为 与正常细胞相比 过程在癌细胞中明显增强的有 填编号 代谢途径发生这种变化的意义在于能够 从而有利于癌细胞的增殖 3 细胞在致癌因子的影响下 基因的结构发生改变而被激活 进而调控 的合成来改变代谢途径 若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途 径 图中的过程 填编号 不宜选为作用位点 5 2011 江苏卷 下图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 请回答下列问题 1 曲线 AB 段酵母菌呼吸发生的场所是 曲线 BC 段酵母菌呼吸的方式为 2 酵母菌种群数量从 C 点开始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外 还有 3 在 T1 T2 时段 单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有 4 某同学在 T3 时取样 统计的酵母菌种群数量明显高于 D 点对应的数量 原因可能有 和用血球计数板计数时出现错误等 6 2011 安徽卷 某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化 如图所示 t1 t2 表示 10 30 之间的两个不同温度 下列分析正确的是 A 与 t1 相比 t2 时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低 不利于叶片贮藏 B 与 t2 相比 t1 时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高 有利于叶片贮藏 C t1 t2 条件下呼吸速率的变化趋势相似 t1 t2 t1 时不利于叶片贮藏 D t1 t2 条件下乙烯产生量的变化趋势相似 t1 t2 t1 时不利于叶片贮藏 用心 爱心 专心 12 7 2011 山东卷 某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验 如图 下列分析 错误的是 A 滴管中冒出气泡是反应产生 CO2 的结果 B 试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C 若试管中的水换成冷水 气泡释放速率下降 D 被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至 ATP 其余的存留在酒精中 8 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 9 2010 天津卷 在叶肉细胞中 CO2 的固定和产生场所分别是 叶绿体基质 类囊体薄膜 线粒体基质 线粒体内膜 A B C D 10 2010 全国新课标 下列关于呼吸作用的叙述 正确的是 A 无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水 C 无氧呼吸不需要 O2 的参与 该过程最终有 H 的积累 D 质量相同时 脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 11 2009 广东生物 4 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 12 2009 江苏生物 11 某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响 进行了甲 乙两组实验 实验装置如右图所示 除图中实验处理不同外 其余条件相同 一段时间内产 生 CO2 总量的变化趋势是 用心 爱心 专心 13 13 2009 天津理综 6 按下表设计进行实验 分组后 在相同的适宜条件下培养 8 10 小时 并对实验结果进行分析 下列叙述正确的是 材料取 样处 理分 组培养液供氧情况 甲 25 mL75 mL 无氧 50 mL 破碎细胞 细胞不完整 乙 25 mL75 mL 通氧 丙 25 mL75 mL 无氧 适宜 浓度 酵母 菌液 50 mL 未处理 丁 25 mL75 mL 通氧 A 甲组不产生 CO2 而乙组产生 B 甲组的酒精产量与丙组相同 C 丁组能量转换率与丙组相同 D 丁组的氧气消耗量大于乙组 14 2009 福建理综 26 右图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置 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 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 还需要增加一个装置 C 请写出装置 C 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 用心 爱心 专心 14 4 实验预期 在适宜条件下实验 30 min 后记录实验结果 若装置 A B C 温度大小关系 是 用 表示 则假设成立 学案 12 细胞的能量 通货 ATP ATP 的主要来源 细胞呼吸 答案与解析 基础自查 一 细胞的能量通货 ATP 1 ATP 的结构和功能 1 ATP 是三磷酸腺苷的英文名称缩写 其结构简式是 A P P P 一个 ATP 分子中含有一 个腺苷 三个磷酸基团 两个高能磷酸键 ATP 分子中大量的化学能储存在高能磷酸键中 2 ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物 直接给细胞生命活动提供能量 2 1 相互转化的反应式为 2 ATP 形成的能量来源 在动物 人 真菌和大多数细菌中 ATP 来自于细胞呼吸释放的能量 绿色植物的光合作用和细胞呼吸都形成 ATP 二 探究酵母菌的呼吸方式 1 酵母菌是一种单细胞真菌 在有氧和无氧条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 2 可使用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液 CO2 可使后者发生的颜色变化是由蓝变绿再变 黄 3 检测酒精的产生 可使用橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下其与酒精发生化学反应 变成灰绿色 三 1 C6H12O6 6O2 6H2OError Error 6CO2 12H2O 能量 2 细胞质基质 葡萄糖Error Error 丙酮酸 H ATP 少量 线粒体基质 丙酮酸 H2OError Error CO2 H ATP 少量 线粒体内膜 H O2Error Error H2O ATP 大量 三 有氧呼吸 1 反应式 1 C6H12O6 6O2 6H2OError Error 6CO2 12H2O 能量 2 细胞质基质 葡萄糖Error Error 丙酮酸 H ATP 少量 线粒体基质 丙酮酸 H2OError Error CO2 H ATP 少量 线粒体内膜 H O2Error Error H2O ATP 大量 四 1 1 C6H12O6Error Error 2C2H5OH 2CO2 少量能量 2 C6H12O6Error Error 2C3H6O3 少量能量 2 酒精和 CO2 或乳酸 细胞质基质 思考 1 直接原因是催化反应的酶不同 根本原因是控制酶合成的 DNA 不同 2 可使能量逐步释放 对保持生物体的体温稳定有重要意义 课堂深化探究 一 ATP 在能量代谢中的作用 1 ATP 的结构简析 1 组成元素 C H O N P 用心 爱心 专心 15 2 简称 三磷酸腺苷 3 各字母代表的含义 A 腺苷 腺嘌呤 核糖 P 磷酸基团 高能磷酸键 4 结构简式 A P P P 远离腺苷 A 的那个高能磷酸键容易断裂 也容易形成 2 细胞内的能源物质总结 1 脂肪 其他储能物质 动物 糖原 植物 淀粉 2 主要能源物质 糖类 3 直接能源物质 ATP 4 最终能源 太阳光能 思考 1 氧化分解 ATP 直接供能 2 ATP 分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是腺嘌呤核糖核苷酸 是组成 RNA 的基 本单位之一 二 1 1 2 特别提醒 酶 1 酶 2 不同 酶 1 合成酶 酶 2 水解酶 转化式 ADP Pi 能量ATP 酶1 酶2 1 ATP 在生物体内含量少 但转化十分迅速 从而使细胞中的 ATP 总是处于一种动态平衡中 2 ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应 因为转化过程中的所需酶 能量的来源和去路和反 应场所都不完全相同 但是物质是可循环利用的 3 ATP 的形成需要满足 4 个条件 2 种原料 ADP 和 Pi 能量和酶 另外合成 ATP 的过程中 有水生成 三 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸 反应条件 需要 O2 酶和适宜的温 度 不需要 O2 需要酶和适宜的温 度 反应场所 第一阶段在细胞质基质中 第 二 三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质中 不 同 点 分解产物CO2 和 H2OCO2 酒精或乳酸 用心 爱心 专心 16 释放能量释放大量能量释放少量能量不 同 点 特点 有机物彻底分解 能量完 全释放 有机物没有彻底分 解 能量没完全释放 相互联系 其实质都是分解有机物 释放能量 生成 ATP 供生命活动需要 第一阶段 从葡萄糖到丙酮酸 完全相同 四 1 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸 本类呼吸在密闭空间内不引起气压的变化 2 细胞只进行有氧呼吸或同时进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸 由 C6H12O6 6O2 6H2O12H2O 6CO2 能量及 C6H12O62C3H6O3 能量 可以看出 酶 酶 反应过程中 O2 消耗量与 CO2 释放量相等 此时如在密闭的空间内 细胞呼吸也不引起气压 变化 3 细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸及有氧呼吸两种呼吸方式 C6H12O6 6O2 6H2O12H2O 6CO2 能量及 C6H12O62CO2 2C2H5OH 能量 当 酶 酶 有氧呼吸和无氧呼吸强度相等时 若 无氧呼吸强度比有氧呼 CO2释放量 O2消耗量 4 3 CO2释放量 O2消耗量 4 3 吸强 反之 有氧呼吸强度强 五 因 素 影响机理 曲 线 模 型 实践应用 温 度 影响呼吸酶的活性 最适温度时 细胞呼吸最 强 超过最适温度呼吸酶活性降低 甚至变性 失活 呼吸受抑制 低于最适温度酶活性下降 呼吸受抑制 低温下贮存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间 适当降温 以降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 提高产量 氧 气 氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速 率和性质 在 O2 浓度为零时只进行无氧呼吸 浓度为大于零小于 10 时 既进行有氧呼吸又进 行无氧呼吸 浓度为 10 以上时 只进行有氧呼 吸 适当降低氧气浓度能够抑制细 胞呼吸 减少有机物消耗 以 延长蔬菜 水果的保鲜时间 CO2 浓 度 增加 CO2 的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应 这可以从化学平衡的角度得到解释 在蔬菜和水果的保鲜中 增加 CO2 的浓度 可提高保鲜效果 H2O 在一定范围内 细胞呼吸强度随含水量的增加 而加强 随含水量的减少而减弱 将种子风干 以减弱细胞呼吸 从而减少有机物的消耗 延长 作物种子储藏时间 对应训练 1 解析 选 D 无氧呼吸是在细胞质基质内进行的 缺氧时无氧呼吸增强 细胞质基质产 生的能量增多 线粒体产生的能量减少 无氧呼吸产生的乳酸增多 pH 下降 有氧呼吸第一 阶段产生丙酮酸的多少与氧气无关 影响第三阶段进行的因素是氧气含量 D 项错误 2 解题指南 1 知识储备 明确有氧呼吸的原料和产物 掌握有氧呼吸各阶段的场所 用心 爱心 专心 17 2 解题关键 判断有氧呼吸产物 3 7 8 的名称 由此推出 5 7 为有氧呼吸的第三阶段 2 3 为有氧呼 吸的第二阶段 解析 选 C 从图中判断 1 8 依次是葡萄糖 丙酮酸 CO2 H2O H O2 H2O 和能量 丙酮酸产生 CO2 是有氧呼吸的第二阶段 在线粒体基质中进行 有氧呼吸产生的能量约 40 储存在 ATP 中 其余的以热能的形式散失 在晴朗的白天 植物光合作用很强 不仅充分利 用了线粒体产生的 CO2 还要从外界吸收 CO2 同时其产生的 O2 除了供线粒体利用外 还有 剩余 释放到大气中 3 解析 选 B 据图分析 在氧浓度为 a 时既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 XY YZ 说 明有氧呼吸吸收的 O2 也反映此时的有氧呼吸释放的 CO2 的量 等于无氧呼吸释放的 CO2 的量 据此不难得出 A C D 项是错误的 方法技巧 根据数值巧判断细胞呼吸类型 3 若有 H2O 产生 一定是有氧呼吸 4 解析 选 C 表示有氧呼吸过程中三个阶段释放的能量 其中第三阶段 H 和 氧气结合反应 释放的能量 最多 有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行的 第二 三 阶段在线粒体中进行 所以产生 的阶段在细胞质基质 产生 的阶段在线粒体中 乳酸 菌是厌氧生物 不进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 5 解析 选 C 蛔虫是营寄生生活的动物 线粒体退化 进行无氧呼吸 人体产生的 CO2 是有氧呼吸的产物 而无氧呼吸的产物是乳酸 发酵是微生物的无氧呼吸 高等生物的无氧 呼吸不能称为发酵 误区警示 本题四个选项均可能误选 首先认为动物细胞全进行有氧呼吸 误选 其 次认为人体无氧呼吸产生 CO2 而排除 最后由于不明确发酵的概念而排除 6 解析 分析图形 a 时氧浓度为 0 只进行无氧呼吸 b 时 有氧呼吸产生 CO2 为 3 消耗 葡萄糖的量为 0 5 无氧呼吸产生 CO2 量为 8 3 5 无氧呼吸消耗葡萄糖的量为 2 5 氧浓 度为 c 时 呼吸产生 CO2 量最少 则消耗有机物最少 较适于贮藏 氧浓度为 d 时 细胞进 行有氧呼吸 产生 ATP 的场所为细胞质基质和线粒体 答案 D 7 解析 1 马铃薯块茎中含有过氧化氢酶 催化过氧化氢分解产生 O2 以此促进马铃薯块 茎进行有氧呼吸 CO2 可使溴麝香草酚蓝水溶液发生颜色变化 2 马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸 不产生 CO2 故不能使溴麝香草酚蓝水溶液变色 3 微生物的呼吸作用会干扰实验结果 答案 1 马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶 可催化过氧化氢分解产生氧气 在有氧条件 下 马铃薯块茎细胞可以进行有氧呼吸 产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿 再变黄 不能 溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长 马铃薯产生的 CO2 总量较多引起 用心 爱心 专心 18 的 或其他合理答案也可 2 探究马铃薯无氧呼吸的类型 不变色 C6H12O62C3H6O3 少量能量 3 实验前应对马铃薯块茎进行消毒 B 瓶和 C 瓶组装之 酶 前均应做灭菌处理 合理即可 不同的微生物具有不同的呼吸类型 它们的存在会干扰实验 结果 实验探究 答案 1 NaOH 溶液 使进入 B 瓶的空气先经过 NaOH 处理 排除空气中 CO2 对实验结果的干 扰 2 澄清石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液 检测 CO2 的产生 3 如图所示 4 D 瓶封口放置一段时间后 酵母菌会将瓶中的氧气消耗完 再连通 E 瓶 就可以确保通入 澄清石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液 的 CO2 完全是由酵母菌无氧呼吸所产生的 5 C6H12O6Error Error 2C2H5OH 2CO2 少量能量 解析 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸 产生 CO2 和 H2O 在无氧条件下进行无氧呼吸 产 生 CO2 和酒精 甲 乙装置分别用于检测有氧和无氧条件下是否产生 CO2 1 A 瓶加入 NaOH 溶液 可吸收空气中的 CO2 避免对实验结果的干扰 2 C E 瓶用于检测 CO2 的产生 可 用澄清石灰水 有 CO2 产生时溶液变混浊 或溴麝香草酚蓝水溶液 有 CO2 产生时溶液颜色由 蓝变绿再变黄 3 D 瓶应封口放置一段时间后 再连通 E 瓶 这是为了消耗掉瓶中的 O2 创造无氧环境 4 酵母菌在无氧条件下的呼吸产物是酒精和 CO2 限时训练 题组一 ATP 的相关知识 1 解析 选 C 酵母菌是兼性厌氧型生物 将其培养条件从有氧改为无氧时 细胞中 ATP 与 ADP 的含量仍处于动态平衡 甘油分子通过自由扩散由小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞 不 产生也不消耗能量 C3 还原的过程中 消耗 ATP 叶绿体基质内产生 ADP 的量增加 乳酸发 酵不产生 CO2 2 解析 在光合作用过程中 合成 ATP 所需的能量来自光能 而在呼吸作用过程中合成 ATP 所需的能量来自有机物中的化学能 ATP 在细胞中分布很广 细胞质和细胞核中都有 ATP 分 布 ATP 是由一个腺嘌呤 一个核糖和三个磷酸组成的 生物体内 ATP 与 ADP 处于动态平衡 状态 答案 A 3 解析 被标记的 32P 在 ATP 中出现 但 ATP 含量变化不大 说明 ATP 既有合成也有分解 因放射性出现在 ATP 的末端磷酸基团 说明该磷酸基团容易脱离 否则就不会有放射性出现 答案 C 题组二 细胞呼吸 4 解析 选 D 根据酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知 甲酵母菌进行有氧呼 吸时 放出的二氧化碳和吸入的氧气的体积之比相等 而乙酵母菌只放出二氧化碳 不消耗 氧气 所以二氧化碳 氧气 6 2 6 0 4 3 用心 爱心 专心 19 5 解析 选 B 植物在光合作用过程中要吸收 CO2 会对实验结果造成影响 故应在黑暗 条件下进行 6 解析 选 D 细胞呼吸是活细胞进行的一项生命活动 需要在酶的催化作用下进行 酵 母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物均有 CO2 叶肉细胞在光照下既进行光合作用 也进行细胞 呼吸 7 D 题干以图解方式呈现有氧呼吸的三个阶段 据图解可推知 分别是三个阶段中的 能量值 代表 H2O 代表 O2 A 不正确 因为第三阶段产生的能量最多 C 不正确 因 为第一阶段是在细胞质基质中完成的 原核生物有的利用细胞膜内侧附着的酶结构完成有氧 呼吸全过程 8 C 无氧呼吸时 酵母菌产生的酒精与 CO2 的摩尔数相等 氧浓度为 b 时 共产生 CO2 1 3 mol 其中无氧呼吸产生 0 7 mol 则有氧呼吸产生 0 6 mol a 浓度时 所有 CO2 都是 无氧呼吸产生的 没有进行有氧呼吸 氧浓度为 c 时 产生酒精 0 6 mol 则无氧呼吸放出 的 CO2 为 0 6 mol 而 CO2 释放总量为 1 5 mol 因此有氧呼吸放出的 CO2 为 0 9 mol 根据 无氧呼吸反应式可知 0 3 mol 葡萄糖用于无氧呼吸 根据有氧呼吸反应式可知 有氧呼吸 消耗葡萄糖量为 0 15 mol 则酒精发酵所占比例为Error Error 100 67 d 浓度时 不产生酒 精 说明不进行无氧呼吸 规律方法 呼吸作用方式的判断 1 如果某生物产生 CO2 的量和消耗 O2 的量相等 则该生物进行有氧呼吸 2 如果某生物不消耗 O2 只产生 CO2 则只进行无氧呼吸 3 如果某生物释放的 CO2 量比吸收的 O2 量多 则两种呼吸方式都进行 4 如果某生物无 O2 的吸收和 CO2 的释放 则该生物只进行无氧呼吸 产物为乳酸 或生物已 死亡 5 无氧呼吸的产物中没有水 如果在呼吸作用的产物中有水 一定是进行了有氧呼吸 题组三 应用提升 9 A 酵母菌利用葡萄 粮食进行无氧呼吸产生酒精 慢跑和稻田定期排水都是利用了细胞 的有氧呼吸 光下适当增加 CO2 浓度可促进作物的光合作用 10 ABD 密闭环境中 二氧化碳浓度越高 有氧呼吸被抑制地越彻底 但无氧呼吸的强度 会增大 无氧呼吸消耗的有机物会更多 其产物酒精还会伤害植物细胞 方法点拨 水果 蔬菜 粮食的储存条件 粮食的贮藏条件为 低温 低氧 干燥 以降低细胞呼吸对有机物的消耗 还要定期通风 排热排湿 水果蔬菜的储存要考虑保鲜 其储存条件为 低温 低氧 适宜的湿度 11 解析 酵母菌进行无氧呼吸 首先要除去 O2 可通过加热煮沸 酶需要适宜的温度 温度太高酶会变性失活 因而要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液 为避免盛溶液 A 的试管中的 O2 进入圆底烧瓶 特设盛清水的试管过滤 无氧呼吸产生酒精和 CO2 气体 CO2 一般用澄清的 石灰水来检测 当 CO2 经过盛清水的试管时 会有气泡冒出 当烧瓶内葡萄糖逐渐耗尽时 盛清水的试管内有气泡冒出的现象则会消失 若用乳酸菌代替酵母菌 则溶液 A 无混浊现象 原因是乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸 不产生 CO2 答案 1 酵母菌无氧呼吸可产生 CO2 2 进一步过滤氧气 防止盛溶液 A 的试管中的氧气进入圆底烧瓶抑制酵母菌发酵 3 澄清石灰水 有气泡冒出 溶液变混浊 4 葡萄糖逐渐耗尽 酒精溶液 5 煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的空气 为酵母菌发酵营造无氧环境 冷却是为 了避免酵母菌酶在高温下失活 为酵母菌提供发挥最高活性而需要的适宜温度 用心 爱心 专心 20 6 无混浊现象 12 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 4 一样多 1 3 5 降低氧浓度 减少有机物的消耗 R 此时有氧呼吸强度较低 同时又抑制了无氧呼吸 蔬菜中的有机物消耗最少 高考真题体验 1 答案 D 解析 图中表示的细胞内葡萄糖分解的反应式为呼吸作用的第一阶段 无论有氧呼吸还是 无氧呼吸 都是在细胞质基质中进行 2 答案 BD 解析 图中的 1 为细胞质基质 2 为线粒体基质 3 为线粒体内膜 甲为丙酮酸 乙为 H 有氧呼吸的第一 二阶段产生 ATP 较少 第三阶段能产生大量的 ATP 3 答案 1 C E B F B D F 2 线粒体内膜 能 解析 1 由题可知 A 试管中不能进行呼吸作用 B 试管中进行了无氧呼吸 能够产生 酒精和 CO2 C 试管中能够进行呼吸作用的第二 三阶段 能产生水和 CO2 D 试管中不能进 行呼吸作用 E 试管中能进行有氧呼吸 F 试管中能进行无氧呼吸 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 该过程是在线粒体内膜 进行的 2 4 二硝基苯酚 DNP 对该氧化过程没有影响 该过程所释放的能量都以热的形 式耗散 表明 DNP 使分布在线粒体内膜的酶无法合成 ATP 若将 DNP 加入试管 E 中 葡萄糖 的氧化分解能继续进行 4 答案 II 1 载体蛋白 氨基转换 脱氧核苷酸有氧呼吸和无氧呼吸 产生大量的中间产物 为合成 DNA 和蛋白质等重要物质提供原料 3 原癌 酶 解析 II 1 因为图中 A 能在细胞膜上协助葡萄糖进入细胞膜 所以可以推断其应该是 载体蛋白 在代谢的过程 氨基酸向其他氨基酸转换必须通过转氨基作用 DNA 的基本单位 是脱氧核苷酸 即其合成原料 2 癌细胞也有线粒体的存在 所以在有氧的条件下进行有氧呼吸 而癌细胞的代谢比较 旺盛 需要大量的大分子物质合成材料 所以相比正常细胞 癌细胞内 会加强 3 细胞癌变 是由于原癌基因和抑癌基因发生突变引起的 原癌基因的结构改变 会导 用心 爱心 专心 21 致大量酶合成 而使得细胞代谢失控 抑制机体内的癌细胞代谢 不应该对正常细胞的代谢 造成大的影响 图中代谢过程 是所有正常细胞都有可能大量进行的 所以不宜作为作用 点 5 解析 1 图中曲线 AB 段无乙醇产生 说明酵母菌只进行有氧呼吸 其场所是细胞质基质 和线粒体 BC 段有乙醇产生 说明酵母菌既进行有氧呼