ATP与呼吸作用

对应学生用书P51 知识梳理一 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 检测CO2的产生 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 在酸性条件下与洒精发生化学反应 变成灰绿色 问题探究1 为什么选择酵母菌做为探究实验的实验材料 提示 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 问题探究2 在有氧呼吸过程中 以C6H12O6为底物 消耗的O2与产生的CO2相等 如果以其它有机物为底物 二者也相等吗 提示 不一定 如脂肪含H量高于糖类 因此耗氧量多 若以脂肪为呼吸底物 进行有氧呼吸 会出现耗O2量 CO2释放量的情况 自主检测一 判断题1 酒精与酸性重铬酸钾溶液发生反应 变成橙色 答案 2 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 可检测酵母菌产生CO2的多少 答案 3 马铃薯储藏久了会有酒味产生 答案 4 人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物 答案 5 无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量 产生少量ATP 答案 6 与有氧呼吸有关的酶存在于线粒体基质和内膜上 解析 与有氧呼吸的酶存在于细胞质基质 线粒体基质和线粒体内膜上 答案 二 选择题7 动物在有氧呼吸过程中 进入细胞的氧将 与碳结合生成CO2 与 H 结合生成水 在线粒体中被消耗 在细胞质基质中被消耗A B C D 答案 C 8 在细胞呼吸过程中 水作为反应物和生成物分别发生在 A 第一阶段和第二阶段B 第二阶段和第三阶段C 第三阶段和第一阶段D 第三阶段和第二阶段 答案 B9 2011 天津模拟 在密闭容器内 酵母菌利用葡萄糖产生酒精 此过程不生成 A ATPB CO2C 三碳化合物D H2O 答案 D 10 如图表示真核生物细胞呼吸的部分过程 可在细胞质基质中发生的是 A B C D 答案 B 2 该细胞从相邻细胞的叶绿体中获得O2 需通过 层膜结构 其跨膜运输的方式是 3 该细胞产生CO2的场所是 如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2 所消耗的葡萄糖之比是 4 线粒体膜的基本支架是 线粒体膜的功能特性是 5 结合图示过程 有氧呼吸的反应式可写成 2 无氧呼吸过程 1 第一阶段与有氧呼吸完全相同 2 第二阶段是第一阶段产生的 H 将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程 不同生物无氧呼吸的产物不同 是由于催化反应的酶不同 3 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 典例1 2010 新课标全国卷 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 本题考查有氧呼吸与无氧呼吸的过程以及脂肪与糖类氧化分解的特点 A项无氧呼吸过程有机物分解不彻底 其产物为乳酸或酒精和二氧化碳 B项 H 在线粒体内膜上与氧结合生成水 C项无氧呼吸不需要O2的参与 该过程没有 H 的积累 D项相同质量的脂肪和糖原氧化分解时 脂肪释放的能量多 答案 D 1 不同生物无氧呼吸的产物不同 其原因在于催化反应的酶不同 微生物的无氧呼吸称为发酵 但动植物的无氧呼吸不能称为发酵 具体情况总结如下 2 原核生物无线粒体 但有些原核生物仍可进行有氧呼吸 3 有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物 酒精或乳酸中 4 有氧呼吸过程中H2O既是反应物 第二阶段利用 又是生成物 第三阶段生成 且生成的H2O中的氧全部来源于O2 5 有H2O生成一定是有氧呼吸 有CO2生成一定不是乳酸发酵 6 呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失 对动物可用于维持体温 7 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 8 细胞呼吸类型的判断 在以C6H12O6为呼吸底物的情况下 CO2的释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据 方法如下 举一反三1 2012 安徽名校联考 下图是人体细胞无氧呼吸过程示意图 下列相关叙述不正确的是 A 反应只发生在细胞质基质B a阶段除了产生ATP还释放热能C a b两个阶段均产生 H D 1mol葡萄糖经乳酸发酵只产生2molATP 解析 无氧呼吸第一阶段 a阶段 产生 H 以后 b阶段 不产生 H 还消耗第一阶段产生的 H 答案 C 2 在a b c d条件下 测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表 若底物是葡萄糖 则下列叙述中正确的是 A a条件下 呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B b条件下 有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C c条件下 无氧呼吸最弱D d条件下 产生的CO2全部来自线粒体 解析 a条件下为无氧呼吸 呼吸产物除CO2外还有酒精 b条件下 既有有氧呼吸又有无氧呼吸 有氧呼吸消耗体积为3的O2 产生体积为3的CO2 消耗葡萄糖相对量为0 5 无氧呼吸产生体积为5的CO2 消耗葡萄糖相对量为2 5 d条件下只有有氧呼吸 无氧呼吸为0 产生的CO2全部来自线粒体 答案 D 解析 从题图所示的过程及参与的物质分析可知 该过程表示的是细胞的有氧呼吸过程 一 表示有氧呼吸的第一阶段 在细胞质基质中完成 在酶的作用下将葡萄糖分解为丙酮酸和少量 H 释放少量能量 二 表示有氧呼吸的第二阶段 在线粒体中丙酮酸和水 即图中 彻底分解成CO2并产生大量的 H 释放少量能量 三 表示有氧呼吸的第三阶段 前两个阶段产生的 H 与O2 即图中 结合生成水 释放大量能量 答案 A 考点2影响细胞呼吸的因素1 内因 遗传因素 决定酶的种类和数量 1 不同种类的植物呼吸速率不同 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呼吸速率不同 如幼苗 开花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 3 同一植物的不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 3 CO2CO2是呼吸作用的产物 对细胞呼吸有抑制作用 实验证明 在CO2浓度升高到1 10 时 呼吸作用明显被抑制 如图 4 水在一定范围内 呼吸速率随含水量的增加而加快 随含水量的减少而减慢 典例2 1 2010 海淀模拟 为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间 贮藏条件最好是 A 低O2 适当的湿度 零上低温和无乙稀B 低O2 适当的湿度 零下低温和无乙稀C 无O2 保持干燥 零上低温和有乙稀D 无CO2 保持干燥 零下低温和有乙稀 2 2011 南通模拟 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 图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是 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 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 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 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 1 要长时间储藏水果 就要降低其细胞呼吸 减少有机物质的消耗 在低温条件下 呼吸酶活性降低 低氧状态下 细胞有氧呼吸弱 无氧呼吸受到抑制 整个细胞呼吸速率处于最低状态下 可以有效减少营养物质的消耗 但若温度低于零度 则会冻伤水果 温度适中 减少水果中水分丢失 有利于保鲜 乙烯具有催熟作用 不利于水果贮蒇 2 随氧浓度增加无氧呼吸受到抑制 当O2浓度较低时有氧呼吸较弱 故CO2产量下降 P点之前既有无氧呼吸 也有有氧呼吸 P点之后只有有氧呼吸 因此由纵轴 横轴 CO2生成量和P点围成的面积为总呼吸CO2的释放量 因有氧呼吸过程中CO2的生成量与O2的吸收量相等 故由O2吸收量曲线与横轴围成的面积为有氧呼吸产生CO2的总量 所以题中所述面积为无氧呼吸生成CO2的总量 略 由于AB BC也就是说有氧呼吸吸收的O2等于无氧呼吸产生的CO2 即有氧呼吸产生的CO2等于无氧呼吸产生的CO2 此时有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的1 3 当O2浓度较低时 呼吸减弱 有机物消耗减少 当O2浓度为R点对应的浓度时 总呼吸最少 消耗有机物最少 举一反三1 2011 海南 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 本题考查细胞呼吸的知识 种子风干脱水后 自由水含量少 呼吸强度减弱 土壤淹水缺氧根系可进行短时间的无氧呼吸 破伤风杆菌为厌氧菌 在有氧条件下不能繁殖 种子萌发时吸水增多 自由水含量多 呼吸作用增强 答案 B 2 2011 皖南八校模拟 下表是植物不同器官的呼吸速率 单位鲜重在单位时间内耗氧量 L g 1 h 1 据表分析下列说法错误的是 A 同一植物的不同器官或组织 呼吸速率有明显差异B 种子内胚的呼吸速率比胚乳高 表明胚的能量代谢较旺盛C 测定大麦种子呼吸速率前先浸泡 是为了提高种子内自由水含量D 不同植物的同类器官呼吸速率不同 与其结构有关而与功能无关 解析 不同植物的同类器官呼吸速率不同 既与其结构有关 也与其功能有关 答案 D 3 2011届霍洲一中第6次模拟 理综 下图甲表示小麦种子在不同氧气浓度下的氧气吸收和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量 图乙表示等量的A B两份小麦种子分别置于两个容积相同 密封的广口瓶内 各加入适量 等量 的水 在不同温度下瓶内O2含量变化 请回答 1 甲图中 曲线表示无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量 氧浓度为d时种子的呼吸方式是 若P代表的呼吸方式在氧浓度为b时消耗了Amol的葡萄糖 则Q代表的呼吸方式在氧浓度为b时消耗的葡萄糖为 2 乙图在t1 t2期间 瓶内O2含量的降低主要是由种子的 引起的 如果A种子是放在15 条件下 则B种子所处的温度 高于 低于 等于 15 在0 t1期间 广口瓶内的CO2有少量增加 主要原因可能是 3 为了做到种子安全贮藏 抑制其呼吸作用 应控制的条件是 解析 本题考查影响细胞呼吸的因素及其应用 答案 1 P有氧呼吸A 3mol 2 有氧呼吸低于无氧呼吸产生了CO2 3 低温 低氧 干燥 考点3探究酵母菌细胞呼吸的方式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 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 1 甲兴趣小组想探究的具体问题是 酵母菌是否在有氧 无氧条件下均能产生CO2 现提供若干套 每套均有数个 实验装置 如图 a d 所示 请根据实验目的选择装置序号 并按照实验的组装要求排序 装置可重复使用 有氧条件下的装置顺序 用箭头和图中序号表示 无氧条件下的装置顺序 用箭头和图中序号表示 装置中c瓶的作用是 b瓶中澄清的石灰水还可用 代替 在温度和pH都相同的情况下 影响酵母菌细胞呼吸方式的外界因素主要是 2 乙兴趣小组利用图 所示装置 橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管 探究酵母菌细胞呼吸方式 要想得到实验结论还必须同时设置对照实验 请问对照实验装置 假设该装置编号为 该如何设计 若装置 中红色液滴向左移动 装置 中红色液滴不移动 说明酵母菌细胞呼吸方式是 若酵母菌消耗的O2为3mol L 而释放的CO2为9mol L 则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 倍 解析 酵母菌是兼性厌氧型微生物 在有氧条件下进行有氧呼吸 在缺氧条件下进行无氧呼吸 装置中c瓶中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2 排除空气中的CO2对实验结果的干扰 2 根据单一变量原则 装置 除用等量清水代替NaOH溶液外 其他设计与装置 相同 装置 中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2 因此红色液滴向左移动是因为氧气的消耗 装置 中红色液滴不移动 说明细胞呼吸产生的CO2的量 体积 与消耗的O2的量 体积 相等 说明酵母菌只进行有氧呼吸 酵母菌无氧呼吸不消耗O2此题中3mol LO2均为有氧呼吸所利用 而有氧呼吸产生的CO2的量 体积 与消耗的O2的量 体积 相等 所以有氧呼吸产生的CO2为3mol L 需消耗葡萄糖0 5mol L 无氧呼吸产生的CO2为6mol L 需消耗葡萄糖3mol L 则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍 答案 1 c a b 或c b a b d b 吸收空气中的CO2 排除其对实验结果的干扰溴麝香草酚蓝水溶液 氧气 2 装置 除用等量清水代替NaOH溶液外 其他设计与装置 相同 只进行有氧呼吸 6 2 瓶刚封口后 锥形瓶的空气中有O2 酵母菌开始进行有氧呼吸 所以必须将开始时产生的CO2排掉 过一段时间后 瓶中的O2消耗完了 再连通含有澄清石灰水的 瓶 方可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水 否则会出现两组澄清石灰水混浊程度差不多的情况 另外 可在 瓶液面上覆盖一层石蜡油以隔绝空气 2 CO2和酒精的检测 1 CO2可使澄清的石灰水变混浊 还可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 石灰水混浊程度大 说明酵母菌产生的CO2多 溴麝香草酚蓝水溶液变黄色所需时间越短 说明酵母菌放出的CO2越多 反之则越少 2 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应变成灰绿色 检测时将0 1g的重铬酸钾溶于0 5mL的浓硫酸溶液 体积分数为95 97 中 分别滴加于两组2mL酵母菌培养液的滤液中 混匀后观察试管中溶液的颜色变化 有氧培养的培养液无颜色变化 无氧培养的培养液变成灰绿色 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 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时溶液变混浊 或用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 4 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氧气 创造无氧环境 5 酵母菌在无氧条件下的呼吸产物是酒精和二氧化碳 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 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 30分钟后记录实验结果 若装置A B C温度大小关系是 用 表示 则假设成立 解析 1 本实验的自变量是氧气的有无 因变量是温度变化 其他变量是无关变量 控制变量 对于无关变量要控制其等量且适宜 2 将C6H12O6溶液煮沸的目的是排除溶液中氧气的干扰 3 本实验的自变量是呼吸作用的有无 因变量还是温度变化 因此除步骤二以外与B组完全相同 4 有氧呼吸产生的热量最多 而没有呼吸作用的C组几乎不产生热量 答案 1 不加入石蜡油 加入10g活性干酵母 2 去除溶液中氧气自 3 加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 不加入活性干酵母 4 A B C 对应学生用书P56 易错点 对细胞呼吸的过程 实质理解不清典例1判断正误 有氧呼吸释放的能量主要以ATP的形式被各种生命活动利用 A 正确B 不正确 错因分析 对细胞呼吸的整体把握不够 正确解答 有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式损失 选B 典例2如图是在微重力环境下测量花生种子萌发时试管中气体体积变化的实验装置 每个试管中均放10g