【创新设计】高考生物一轮复习 第三单元 第2讲 ATP的主要来源——细胞呼吸课件 新人教版必修1.ppt

第2讲atp的主要来源 细胞呼吸 知识点一探究酵母菌细胞呼吸的方式 想一想 酸性条件下的重铬酸钾可以检测有无酒精存在 这一原理在日常生活中有何用处 答案 可以用来检验汽车司机是否喝了酒 知识点二细胞呼吸的方式 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 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 1 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较 识图提示 应关注各阶段的场所 反应物 生成物及条件 提醒 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 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 本考点一直是高考命题的重点 试题多以选择题的形式比较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 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 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吸也进行无氧呼吸 2 从c点开始 由于葡萄糖被大量消耗 乙醇含量升高 二氧化碳增加导致培养液的ph下降 致使酵母菌种群数量开始下降 3 在t1 t2时段 一方面酵母菌种群数量增加 另一方面酵母菌细胞无氧呼吸强度迅速增加 致使单位时间内酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加 4 图中酵母菌种群数量是在不同时段 多次取样的平均值 若在t3时取样统计其种群数量高于d点对应的数量 可能的原因是取样时培养液未充分摇匀 从底部取样了 或是没有染色 将已死亡的酵母菌菌体也计算在内等 答案 1 细胞质基质和线粒体有氧呼吸和无氧呼吸 2 乙醇含量过高培养液的ph下降 3 酵母菌进行无氧呼吸 产生的能量少酵母菌种群数量增多 4 取样时培养液未摇匀 从底部取样未染色 统计的菌体数包含了死亡的菌体 训练1 改编题 图1表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程 a e表示物质 表示过程 图2的实验装置用来探究消毒过的小麦种子在萌发过程中的细胞呼吸方式 假定 葡萄糖为种子细胞呼吸过程中的唯一底物 请分析回答下列问题 1 图1中 产生物质b的过程 和 的酶分别存在于细胞的 物质c d e的名称依次是 2 图1中细胞呼吸的中间代谢过程 均有能量释放 其中释放能量最多的是 相比较燃烧过程 图1中能量逐级释放的意义是 3 图2实验装置乙中 koh溶液中放置筒状滤纸的目的是 实验装置甲中 清水中放置筒状滤纸的目的是 4 若实验后 乙装置的墨滴左移 甲装置的墨滴不动 则小麦种子萌发的过程中进行的细胞呼吸方式是 若实验后 乙装置的墨滴左移 甲装置的墨滴右移 则小麦种子萌发的过程中进行的细胞呼吸方式是 5 为校正装置甲 乙中因物理因素引起的气体体积变化 还应设置对照装置 对照装置应如何设置 解析图1是细胞呼吸的全过程 a b c d e分别表示丙酮酸 二氧化碳 h 氧气 酒精 图2是教材探究酵母菌呼吸方式的变式图 甲中测定的是装置中co2和o2两种气体体积的净变化 乙中测定的是消耗o2的体积 对照实验设计的目的是排除外界环境条件的变化对实验结果的影响 答案 1 细胞质基质线粒体 h o2酒精 2 过程 在相关酶的作用下尽可能的将能量转移到atp中 3 增大吸收二氧化碳的面积消除无关变量对实验结果的干扰 4 有氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 5 将甲 乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子 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 2 外部因素 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 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 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 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 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 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2 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时不利于叶片贮藏解析依图示可知 与t2相比 t1温度条件下 叶片的呼吸速率和乙烯产生量的高峰出现时间提前且峰值高 不利于叶片贮藏 答案c 训练3 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 探究酵母菌细胞的呼吸方式 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 2 实验流程 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 这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 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 解析酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳 此过程受温度影响 试管中加水是为了创造无氧环境 a b c正确 被分解的葡萄糖中的能量一部分转移到atp中 一部分以热能的形式散失 还有一些存留在酒精中 d错 答案d 训练 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 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 1 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 细胞呼吸的原理 过程 及应用 2 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 解析绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳 必须首先与植物体内的c5 一种五碳化合物 结合 形成c3 一种三碳化合物 这个过程称为co2的固定 co2的固定属于光合作用暗反应 暗反应阶段发生在叶绿体基质中 有氧呼吸过程分三个阶段 第二阶段 丙酮酸进入线粒体的基质中 两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下 共脱下20个 h 丙酮酸被氧化分解成二氧化碳 在此过程释放少量的能量 其中一部分用于合成atp 产生少量的atp 所以在叶肉细胞中 co2的产生场所是线粒体基质 答案a 3 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解析无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者酒精和二氧化碳 有氧呼吸前两阶段产生的 h 在线粒体内膜上与氧结合生成水 无氧呼吸不需要o2参与 但是并没有 h 的积累 h 只在细胞质基质中参与反应 产生了无氧呼吸的产物 质量相同的脂肪和糖类 脂肪所储存的能量更多 因此脂肪是主要的储能物质 答案d 4 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 促进光合作用解析较高浓度的co2能够抑制细胞的呼吸作用 答案a 5 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 细胞呼吸方式及影响细胞呼吸因素的实验探究 解析主要考查酵母菌的呼吸作用方式 在有氧气的情况下进行有氧呼吸 无氧条件下进行无氧呼吸 实验刚开始注射器中乙组有氧气 所以能进行有氧呼吸 产生的二氧化碳多 甲组只进行无氧呼吸产生的二氧化碳少 答案a易错点评对题设实验装置所含信息理解不到位或对实验原理不明确是此题做错的主要原因 关键信息 甲装置脱气进行无氧呼吸 乙装置不脱气 进行有氧呼吸 6 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 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解析酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成co2和水 无氧的条件下将葡萄糖分解成co2和酒精 依题意 甲组 丙组进行无氧呼吸 乙组 丁组进行有氧呼吸 甲组 乙组两组都产生co2 由于甲组细胞不完整 甲组的酒精产量较丙组少 丁组能量转换率较丙组高 丁组的氧气消耗量大于乙组 答案d 7 全国 改编 某同学做了如下实验 取a b两支试管 在a管中加入煮熟的蚕豆子叶 b管中加入发芽的蚕豆子叶 在两管中分别加入甲烯蓝溶液 注 甲烯蓝氧化态为蓝色 接受氢后为无色 一段时间后倒出溶液 两管中的子叶都呈蓝色 然后 两管分别加水淹没子叶 抽气 在水面上覆盖适量石蜡油 37 保温一段时间后 发现a管中的子叶不变色 b管中的子叶蓝色变浅 取出子叶放在滤纸上 一段时间后 发现a管中取出的子叶不变色 b管中取出的子叶蓝色变深 根据上述实验现象 回答下列问题 1 37 保温一段时间后 b管子叶蓝色变浅的原因是 2 滤纸上b管子叶蓝色变深的原因是 3 a管子叶37 保温后不变色的原因是 4 该实验设置a管的目的是 解析煮熟的蚕豆细胞内所有的酶失去了活性 氧化态的甲烯蓝为蓝色 还原态的甲烯蓝为无色 a b两支试管分别加水淹没子叶 抽气 在水面上覆盖适量石蜡油 以排出气体 包括氧气 无氧呼吸产生的活泼的还原剂 h 能还原氧化态的甲烯蓝 答案 1 子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原 2 通过呼吸作用还原的甲烯蓝被空气中的氧气氧化 3 子叶细胞的酶失活 无呼吸作用 4 作为对照实验 8 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 500ml 温度计 活性干酵母 质量浓度0 1g 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 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 4 实验预期 在适宜条件下实验 30min后记录实验结果 若