高考生物一轮总复习 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸课件 必修1.ppt

第3节 atp的主要来源 细胞呼吸 氧化分解 二氧化碳 一 细胞呼吸的定义 有氧呼吸的过程1 细胞呼吸 有机物在细胞内经过一系列的 生成 或其他产物 释放出能量并生成 的过程 包括有氧呼吸和无氧呼吸 atp 2 有氧呼吸 酶 葡萄糖 二氧化碳和水 1 概念 细胞在氧的参与下 通过多种 的催化作用 把 等有机物彻底氧化分解 产生 释放能量 生成大量atp的过程 2 过程 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 大量 3 总反应式 酶c6h12o6 6o2 6h2o 6co2 12h2o 能量 二 无氧呼吸的概念及过程 1 概念 在 的条件中 细胞通过 的催化作用 把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解 产生 酒精或乳酸 同时释放出 的过程 2 反应式 无氧或缺氧 酶 二氧化碳 少量能量 3 过程 第一阶段 酒精 二氧化碳 乳酸 1 第一阶段 与有氧呼吸的 相同 2 第二阶段 丙酮酸 和 或者转化为 4 不同生物无氧呼吸的产物 三 细胞呼吸原理的应用 1 包扎伤口时 应选用透气的纱布等敷料 以防止厌氧细 菌在伤口处的滋生 2 皮肤受损较深或被锈钉扎伤后 最好能注射破伤风抗毒血清 以防止进行无氧呼吸的破伤风杆菌在伤口处大量繁殖 3 提倡慢跑等有氧运动 因为剧烈运动会导致肌细胞进行无氧呼吸而产生大量的乳酸 引起身体肌肉的酸胀 4 为防止植物根系呼吸不畅 需要及时给作物松土 定期 给稻田排水 5 利用微生物的有氧呼吸或无氧呼吸 生产各种发酵食品 判断正误 1 土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 2 水是有氧呼吸的产物 也是有氧呼吸的反应物 3 水果贮存时充入n2和co2的目的主要是抑制无氧呼吸 延长水果的贮存时间 4 无氧条件下 光合作用是叶肉细胞产生atp的唯一来 源 5 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态 平衡 答案 1 2 3 4 5 考点一 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 考点梳理 1 过程图解 说明 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酒精 co2或乳酸 2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 续表 1 真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸 如蛔虫细胞 哺 乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸 2 原核生物无线粒体 但有些原核生物仍可进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌等 这类细胞与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上 高考探究 考向 细胞呼吸的方式及过程 典例1 2016年江苏卷改编 突变酵母的发酵效率高于野生型 常在酿酒工业发酵中使用 下图为呼吸链突变酵母呼吸过 程 下列相关叙述错误的是 a 突变酵母乙醇代谢途径未变b 突变酵母也能产生 h c 氧气充足时 野生型酵母种群增殖速率大于突变体d 通入氧气后 突变酵母产生atp的主要部位是线粒体 解析 突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径 a正确 突变酵母细胞可通过乙醇代谢途径产生 h b正确 氧气充足时 野生型酵母可进行正常的有氧呼吸 突变体不能进行正常的有氧呼吸 故野生型酵母增殖速率大于突变体 c正确 突变酵母产生atp的主要部位是细胞质基质 d错误 答案 d 人体细胞无氧呼吸产物为乳酸 无co2生成 故人在剧烈运动 辅助以无氧呼吸 时 co2仍然只产自有氧呼吸 其产生的场所只能是线粒体 人体细胞的细胞质基质中并无co2产生 考向预测 1 下图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 下列有关叙述正确的是 a 催化反应 和 的酶都存在于细胞质基质中b 图中物质c为 h 它只在有氧呼吸过程中产生 c 图中 过程主要发生在小麦种子萌发的早期 其中e 为atp d 过程为有氧呼吸的三个阶段 其中物质a d分 别是丙酮酸和o2 解析 题图为细胞呼吸的全过程 过程为无氧呼吸 过程为有氧呼吸 a b c d e分别表示丙酮酸 co2 h o2 酒精 催化反应 和 的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中 无氧呼吸的第一阶段也产生 h 答案 d 2 下图表示生物体内进行的能量释放 转移和利用过程 下列有关叙述正确的是 a a过程的完成一定伴随h2o和co2的生成b 在人体剧烈运动过程中 肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸c 人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体d 人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响 解析 a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程 无氧呼吸过程不产生h2o 无氧呼吸中的乳酸途径也不产生co2 在人体剧烈运动过程中 肌肉细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸 能产生乳酸 c过程表示atp水解释放能量 用于各项生命活动 而线粒体是细胞的 动力车间 是主要的产能场所 不是主要的耗能场所 在人体内 肾上腺素 甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快 故a过程会受到二者的影响 答案 d 考点二影响细胞呼吸的环境因素及其应用 考点梳理 续表 续表 高考探究 考向 细胞呼吸的应用 典例2 下列有关生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸知 识的叙述 不正确的是 a 利用醋酸菌及发酵罐生产食用醋的过程中需要严格控制通气 无氧 b 用酵母菌发酵生产酒精的过程中 ph发生变化是其死亡率上升的原因之一c 提倡慢跑 可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力d 作物种子贮藏前需要干燥 主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸 解析 醋酸菌是嗜氧菌 因此利用醋酸菌及发酵罐生产食用醋的过程中需要不断通入无菌空气 a错误 用酵母菌发酵生产酒精的过程中 酵母菌死亡率上升的原因有ph降低 酒精浓度升高 养料不断减少等 b正确 人体细胞无氧呼吸会产生大量的乳酸 导致肌肉乏力 因此提倡慢跑 可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力 c正确 作物种子贮藏前需要干燥 主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸 d正确 答案 a 考向预测 3 2016年安徽屯溪月考 下图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下氧气的吸收量和二氧化碳的释放量 根据所提供 的信息 以下判断正确的是 a n点时 该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相 等 说明其只进行有氧呼吸 b m点是贮藏该器官的最适氧气浓度 此时无氧呼吸的 强度最低 c 该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解 d l点时 该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体 基质 解析 非绿色器官只能进行细胞呼吸 n点时该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等 如果只以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的话应是只进行有氧呼吸 但由图可知二氧化碳释放量会低于氧气吸收量 说明该过程中有非糖物质的氧化分解 故a错误 c正确 m点时细胞呼吸强度最弱 但不是无氧呼吸强度最低点 故b错误 l点时氧气浓度为0 说明只进行无氧呼吸 产生二氧化碳场所是细胞质基质 故d错误 答案 c 4 2017年吉林大学附属中学七模 下列关于细胞呼吸原理 的叙述 不正确的是 a 罐装食品出现胀盖现象与微生物的无氧呼吸有关b 粮堆湿度增大与谷物的有氧呼吸有关c 真空包装熟牛肉可抑制微生物的有氧呼吸d 选用透气性好的创可贴是为了保证患处细胞的有氧呼吸 解析 罐装食品一般真空包装 出现胀盖现象是由于微生物的无氧呼吸产生二氧化碳 a正确 粮堆湿度增大 是由于谷物的有氧呼吸产生水 b正确 真空包装熟牛肉可抑制微生物的有氧呼吸 c正确 选用透气性好的创可贴是为了抑制患处厌氧菌的繁殖 d错误 答案 d 5 某生物兴趣小组的同学利用多套如下实验装置对酵母菌无氧呼吸需要的最适温度进行了相关探究 实验结果如右下图 请分析实验信息并回答以下问题 1 本实验过程中的化学反应结果会改变实验的自变量 是因为被分解的葡萄糖中的能量一部分 其余转移至atp中及存留在酒精中 2 试管中加水的主要目的是 3 葡萄糖溶液煮沸的目的是 4 欲检测无氧呼吸产物有无酒精 可用 溶液进行鉴定 若有酒精 其溶液颜色变化是 5 如不考虑 1 中的不足 该实验能不能达到实验目的 若不能 请提供改进方法 答案 1 以热能形式散失 2 制造无氧环境 3 除杂菌及 排除氧气 4 重铬酸钾 浓硫酸 或酸性重铬酸钾 橙色变成 灰绿色 5 不能 25 后扩大温度范围 重复试验 直至找到 峰值对应的温度即为最适温度 考点三 细胞呼吸类型的测定方法 考点梳理 1 细胞呼吸的相关判定 1 判定指标 co2释放量 o2消耗量以及酒精产生量 2 判定原理 呼吸底物是葡萄糖时 若只进行有氧呼吸 则o2消耗量 co2产生量 1 1 若只进行产生酒精的无氧呼吸 酒精发酵 则o2消耗量 co2产生量 酒精产生量 0 1 1 若只进行产生乳酸的无氧呼吸 乳酸发酵 则无o2的消耗和co2的产生 3 判定方法 2 有氧呼吸与无氧呼吸的速率比较 1 当co2释放量 o2消耗量时 比较有氧呼吸和无氧呼吸 速率的方法 若co2释放量 o2消耗量 4 3 有氧呼吸和无氧呼吸消 耗葡萄糖的速率相等 若co2释放量 o2消耗量 4 3 无氧呼吸消耗葡萄糖的速 率大于有氧呼吸 若co2释放量 o2消耗量 4 3 有氧呼吸消耗葡萄糖的速 率大于无氧呼吸 2 如果出现co2释放量 o2消耗量 呼吸底物可能含有脂 肪 因为等量的脂肪氧化分解的需氧量高于糖类 3 有时还可根据发生的场所进行细胞呼吸方式的判定 如 真核细胞中均在细胞质基质中进行的是无氧呼吸 3 利用实验装置测定细胞呼吸的类型 装置及细胞呼吸类 型的判断如下图所示 1 实验材料分析 装置一 二中试剂的作用 naoh溶液吸收co2 蒸馏 水作为对照 在利用葡萄糖作为能源物质的条件下 有氧呼吸时 装置二内气体体积不变 无氧呼吸时 装置二内气体体积增加 2 实验结果分析 高考探究 考向 细胞呼吸类型的探究 典例3 2015年安徽卷 科研人员探究了不同温度 25 和0 5 条件下密闭容器内蓝莓果实的co2生成速率的变化 结果见下图1和图2 图1 图2 1 由图可知 与25 相比 0 5 条件下果实的co2生成速率较低 主要原因是 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的 浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测 浓度变化来计算呼吸速率 2 某同学拟验证上述实验结果 设计如下方案 称取两等份同一品种的蓝莓果实 分别装入甲 乙两个 容积相同的瓶内 然后密封 将甲 乙瓶分别置于25 和0 5 条件下储存 每隔一 段时间测定各瓶中的co2浓度 记录实验数据并计算co2生成速率 为使实验结果更可靠 请给出两条建议 以完善上述实验 方案 不考虑温度因素 a b 解析 1 从题图中可知 0 5 的低温条件明显抑制了细胞呼吸 使co2生成速率减慢 导致co2释放量降低 主要原因是低温时与细胞呼吸有关的酶的活性降低 使co2生成速率减慢 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的co2浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测o2浓度变化 o2的减少量 来计算呼吸速率 2 该实验验证的是 1 中的结果 为了保证实验结果的准确性 选取的果实成熟度要一致 并且在每个温度条件下至少要有3个平行重复实验 答案 1 低温降低了细胞呼吸相关酶活性 co2 o2 每个温度条件下至少有3个 2 选取的果实成熟度应一致平行重复实验 考向预测 6 2017年湖南重点名校大联考 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 试管中 加入不同的物质 进行了如下表的实验 注 表示加入了适量的相关物质 表示未加 入相关物质 下列有关叙述中 不正确的是 a 会产生酒精的试管有 b 会产生co2和h2o的试管有 c 试管 的实验结果 可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所d 试管 的实验结果 可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所 解析 酒精是在无氧情况下 在细胞质基质中产生的 会产生酒精的是 a正确 有氧情况下在线粒体中会产生co2和h2o 会产生co2和h2o的试管只有 b正确 根据试管 的实验结果 不能判断酵母菌进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体 c错误 根据试管 的实验结果 可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质 d正确 答案 c 7 2016年山西模拟 某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精 甲发酵罐保留一定量的氧气 乙发酵罐没有氧气 其余条件相同且适宜 实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量 记录数据并绘成下面的坐标图 据此下列说法中正确的是 a 在实验结束时甲 乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之 比为6 5 b 甲 乙两发酵罐分别在第5小时和第3小时无氧呼吸 速率最快 c 甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进 行无氧呼吸 d 该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高 酒精的产量 解析 实验结束时 甲发酵罐的酒精产量是18mol 即无氧呼吸产生的co2为18mol 有氧呼吸产生的co2为6mol 共24mol 乙发酵罐产生的酒精是15mol 即无氧呼吸产生的co2为15mol 因此在实验结束时甲 乙两发酵罐中产生的co2之比为8 5 a错误 由图可知 甲发酵罐在第5小时酒精的物质的量增长最快 乙发酵罐在第3小时酒精的物质的量增长最快 所以甲 乙两发酵罐分别在第5小时和第3小时无氧呼吸速率最快 b正确 甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌可以进行无氧呼吸 c错误 该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以降低酒精的产量 d错误 答案 b 8 2017年吉林大学附属中学月考 下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置 假设呼吸底物只有葡萄糖 装置1 2中分别放入等量的发芽种子 装置3中为等量的煮熟的种子 若装置1左移10cm 装置2右移12cm 装置3右移2cm 则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为 a 6 5 b 5 6 c 2 5 d 5 2 解析 装置3为对照实验 装置3着色液滴右移2cm 说明环境因素造成气体膨胀2cm 装置1气体减少表示o2的消耗 装置1左移10cm o2减少实际为12cm 装置2右移12cm 气体增加实际为10cm 装置2气体增加量为co2产生量与o2消耗量的差值 所以co2产生量为10 12 22 cm 有氧呼吸产生co2的量为12cm 无氧呼吸产生co2的量为10cm 有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对比值 12 6 10 2 2 5 c正确 答案 c 9 下图为探究酵母菌进行的细胞呼吸类型的装置图 下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸 同时又进行无氧呼吸的 是 a 装置1中液滴左移 装置2中液滴不移b 装置1中液滴左移 装置2中液滴右移c 装置1中液滴不移动 装置2中液滴右移d 装置1中液滴右移 装置2中液滴左移 解析 酵母菌既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸时 装置1氢氧化钠溶液吸收释放的二氧化碳 酵母菌消耗氧气 故瓶内气压下降 液滴左移 装置2清水不能吸收释放的二氧化碳 释放的二氧化碳量多于消耗的氧气量 瓶内气压上升 液滴右移 b正确 答案 b 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1 实验原理 1 酵母菌是一种单细胞真菌 在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式 2 co2可使澄清石灰水变混浊 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 在酸性条件下与乙醇 酒精 发生 化学反应 变成灰绿色 2 探究酵母菌细胞呼吸方式装置图分析 1 将装置 甲 连通橡皮球 让空气依次通过3个锥形瓶 既保证o2的充分供应 又使进入a瓶中的空气先经过装有naoh溶液的锥形瓶 洗除了空气中的co2 保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的co2所致 甲 乙 2 b瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将b瓶中的氧消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保是无氧呼吸产生的co2通入澄清石灰水中 3 实验现象 甲 乙两装置中石灰水都变混浊 且甲中混 浊程度高且快 4 实验结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 在有氧条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生co2 在无氧条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和co2 1 要用新鲜的酵母菌 新鲜的酵母菌出芽生殖快 细胞呼吸旺盛 实验效果明显 不能用蒸馏水代替葡萄糖溶