高三生物一轮复习 第3单元 光合作用和细胞呼吸 3 细胞呼吸 苏教版

1、第3讲细胞呼吸,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,考点一细胞呼吸的方式 1.有氧呼吸 (1)过程,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,2)反应式:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量。 (3)对有氧呼吸过程中有关问题的理解(连一连,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,2.无氧呼吸 (1)场所:细胞质基质。 (2)条件:无氧和多种酶。 (3)生成物:乙醇和二氧化碳或乳酸。 (4)反应式,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,错混辨析(1)有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行

2、。二者的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。 (2)无氧呼吸释放的能量少,因为还有大部分能量储存在酒精或乳酸中。 (3)不同生物的无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,判一判(1)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中。() (2)肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸。() (3)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应,只发生在细胞有氧时。() (4)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(,提示:有氧呼吸产生的能量约60%以热能的形式散失了,提示:无氧时细胞内也可发生葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应,提示:能产生大量ATP的是有

3、氧呼吸第三阶段,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,5)乳酸菌细胞内,细胞呼吸第一阶段产生H,第二阶段消耗H。() (6)无氧呼吸不需要氧参与,因而其底物的分解不属于氧化反应。() (7)酵母菌既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。 () (8)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,产生少量ATP。(,提示:无氧呼吸底物的分解仍属于氧化反应,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,1.有氧呼吸和无氧呼吸过程图解,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,1)细胞呼吸过程中H的来源和去路。 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

4、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)有氧呼吸中氧元素的来源和去路。 (3)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,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,2.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,3.过程分析 (1)无氧呼吸的全过程、有氧呼吸第一阶段进行的场所都是细胞质基质,而有氧呼吸第二、三阶段在线粒体内完成。 (2)进行无氧呼吸产生乙醇和CO2的生物有酵母菌、水稻等大多数植物;进行无氧呼吸产生乳酸的有

5、乳酸菌、人和动物、马铃薯块茎、玉米胚等。 (3)无氧呼吸只在第一阶段合成ATP,而有氧呼吸的三个阶段都有ATP合成,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,错混辨析(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产物乙醇或乳酸中。 (3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸的产物乙醇对细胞有毒害作用。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,有些仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,例题下图表示某绿色植物细胞

6、内部分物质的转化过程,下列有关叙述正确的是( ) A该过程只能在有光的条件下进行,无光时不能进行 B.图中(一)、(二)两阶段产生H的场所都是线粒体 C.图中(三)阶段产生的水中的H都来自葡萄糖 D.图中、两物质依次是H2O和O2,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,A.蓝藻细胞中可以同时存在过程和过程 B.过程可在同一场所进行,也可在不同场所进行 C.过程可在细胞质基质中进行,也可在线粒体中进行 D.过程可在植物细胞中进行,也可在动物细胞中进行,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,对应训练2下图是生物体内可能发生的生理过程,下列说法

7、正确的是( ) A.人体在剧烈运动时,只能发生过程 B.某些生物体既能进行过程,也能进行过程 C.产生相同能量时,过程消耗的葡萄糖的量高于或过程 D.只能发生在某些植物体内,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,考点二影响细胞呼吸的环境因素及应用 1.影响细胞呼吸的环境因素 (1)温度 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。 (2)O2浓度 对有氧呼吸:在一定范围内,随着O2浓度增加,有氧呼吸强度也增强。 对无氧呼吸:随着O2浓度的增加,无氧呼吸受到的抑制作用加强,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,3)CO2浓度 CO2是有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼

8、吸的产物,当CO2浓度过高时会抑制细胞呼吸。 (4)水分 水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随水含量的增加细胞呼吸增强,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,2.细胞呼吸原理的应用 (1)包扎伤口应选用透气的敷料。 (2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸。 (3)及时松土有利于根系生长。 (4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根因缺氧变黑、腐烂。 (5)利用粮食通过酵母菌的发酵可以生产各种酒。 (6)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。 (7)破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖,较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清

9、等,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,判一判(1)种子呼吸速率下降有利于干物质合成。 () (2)肌肉细胞中的线粒体比脂肪细胞含量多,是因为肌肉收缩需要消耗大量的能量。() (3)马铃薯储藏久了会有酒味产生。() (4)人体剧烈运动时,CO2/O21,即CO2既可在线粒体中产生,又可在细胞质基质中产生。() (5)细胞呼吸的产物中如果没有H2O的产生,就一定是无氧呼吸。(,提示:光合作用合成干物质,呼吸速率下降只能减少干物质的消耗,提示:马铃薯无氧呼吸产生乳酸,提示:人体剧烈运动时,CO2只可在线粒体中产生,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,1.内部因素

10、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,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,2.外部因素,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,错混辨析(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

11、。 (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;但随着氧气浓度的升高,有氧呼吸逐渐增强,细胞呼吸总强度增大。 (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,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,例题(2015山东聊城二模)图甲为某油料作物种子萌发过程中干重变化曲线;图乙为密闭容器中种子萌发初期O2吸收量和CO2释放量的变化曲线,甲,乙,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,1)图甲中曲线AC段变化的主要原因是;曲线CD段变化的主要原因是,影响其变化的主要环境因素是。 (2)图乙中,表

12、示O2吸收量变化的曲线是。E点之前,曲线对应的细胞呼吸方式为,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,答案:(1)种子进行呼吸作用消耗有机物种子萌发长成幼苗,进行光合作用合成了有机物,使干重增加光照、适宜的温度、一定浓度的CO2(2)有氧呼吸和无氧呼吸,解析:(1)图甲中曲线AC段,由于种子呼吸消耗有机物,使干重减少;曲线CD段,种子萌发形成幼苗后,幼苗进行光合作用,光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物,干物质量增加。影响其变化的主要环境因素有光照、适宜的温度、一定浓度的CO2等。 (2)种子萌发过程中有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是乙醇和二氧化碳,表示密闭

13、容器中O2和CO2的变化曲线,其中的变化大于或等于,因此是二氧化碳的释放量,是氧气的吸收量。E点之前,二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量,说明曲线对应的细胞呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,对应训练1长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中,细胞呼吸速率的变化曲线如右图所示。下列叙述不正确的是( ) A.阶段根细胞的有氧呼吸速率下降 B.阶段根细胞的无氧呼吸速率上升 C.阶段曲线下降的主要原因与阶段不同 D.细胞在A点的有氧呼吸强度小于B点,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,对应训练2在可以调节

14、温度的温室里栽培番茄(自然光下),以研究昼夜温差对番茄生长的影响,实验结果如下图所示。曲线a是根据番茄植株在日温为26 ,夜温如横坐标所示的温度范围测定的数据绘制的;曲线b是根据番茄植株在昼夜温度相同(如横坐标所示的温度范围)的情况下测定的数据绘制的,则下列说法正确的是(,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,A.从图中可以看出,昼夜温度相同要比保持昼夜具有一定的温差更有利于番茄生长 B.曲线a中,茎在夜间温度为20 时的生长速度比在10 时要快,可以说明呼吸作用对植物正常生命活动的重要性 C.从图中可以看出,昼夜温差越大,对番茄的生长就越有利 D.若在红色罩膜大棚中提供如图所

15、示的温度条件,则番茄的光合作用会相对增强,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,对应训练3下图表示在一个固定容积的培养液中,一定时间内酵母菌相关指标与氧气浓度的关系,不正确的有 (,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,考点三(实验)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乙醇和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,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

16、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,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,2.探究过程,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,知识拓展(1)该实验是对比实验。此类实验一般设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究各种因素与实验对象的关系。对比实验不设对照组,均为实验组,是对照实验的一种特殊形式,即相当于“相互对照实验”。 (2)实验中严格控制O2的有无和检测的CO2只来源于细胞呼吸是实验成功的关键,考点一,考点二,考点三

17、,自主梳理,核心突破,典题试做,判一判(1)乙醇与酸性重铬酸钾溶液发生反应,变成橙色。() (2)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,可检测酵母菌产生CO2的多少。(,提示:乙醇与酸性重铬酸钾溶液发生反应,变成灰绿色,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,1.本实验的鉴定试剂及现象,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,2.探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)步骤 酵母菌培养液的配制,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,组装实验装置,检测CO2的产生。 检查乙醇的产生橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿

18、色,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,4)注意事项 通入B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混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 D瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将D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,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,例题(2015吉林市三模)如图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置。锥形瓶中装满质量分数为5%的葡萄糖溶液和适量的酵母菌,密封并静置一段时间后,记录下初始液面的数

19、据。实验过程中液体会进入玻璃管,从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量。表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值。(单位:mL,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,1)根据实验数据该同学作了以下四种假设,你认为最合理的假设是。 A.温度对酵母菌有氧呼吸有影响 B.氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响 C.温度对酵母菌无氧呼吸有影响 D.氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响 (2)假设实验的过程中产生的气体在溶液中的溶解度很低,则表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的的量,考点一,考点二,考点三,自主梳理,

20、核心突破,典题试做,3)从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是。分析90 时,由于温度过高,导致,酵母菌无法呼吸,所以没有气体量的变化。 (4)实验开始前,实验装置必须密封并静置一段时间的目的是。 (5)该实验条件下酵母菌细胞代谢的原理在生产实践中最常见的应用是,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,答案:(1)C(2)CO2(3)35 酶失活(酶空间结构发生改变或酶空间结构被破坏)(4)消耗装置中的O2,保证无氧环境(5)生产乙醇(制作果酒、白酒等,解析:(1)锥形瓶中酵母菌进行的是无氧呼吸,由表格可知本实验的自变量是温度,因此该实验合理的假设是温度对酵母菌无氧呼吸有影

21、响。 (2)酵母菌无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳,所以表中数据可以反映酵母菌呼吸作用产生的CO2的量。 (3)由表中数据可知,35 是最有利于酵母菌发酵的温度。该实验可以通过水浴加热的方法控制温度。90 时,温度过高,酶的空间结构遭到破坏,失去活性,所以不会产生气体,液面不会升高,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,4)实验开始前,实验装置必须密封并静置一段时间,以便消耗装置中的O2,确保酵母菌进行无氧呼吸。 (5)该实验条件下酵母菌进行的是无氧呼吸,产生乙醇,所以其原理在生产实践中最常见的应用是生产乙醇(制作果酒,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,对应训练1

22、某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型,制作了如下图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液,并加等量的酵母菌,乙内用液体石蜡隔绝空气。对该实验的分析,错误的是( ) A.该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型 B.将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染,以免影响实验结果 C.乙和甲比较,说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型 D.乙为甲的空白对照实验,以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响,答案,解析,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,对应训练2某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如下图所示实验装置。实验中,先向气球中加入10 mL酵母

23、菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有20 温水的烧杯中。再将整个装置置于20 的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是( ) A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过 的酵母菌培养液的相同装置作为对照 B.若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸 C.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该下降 D.该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度,答案,解析,一、细胞呼吸方式的判断方法 1.根据气体变化特点判断 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,对应训练1下图表

24、示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是( ) A.氧浓度为a时,有氧呼吸最弱 B.氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/5 C.氧浓度为c时,适于贮藏该植物器官 D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,答案,解析,2.通过实验装置中红色液滴移动方向判断 实验结果结论判断,对应训练2某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如下表所示。下列分析

25、中,正确的是(,A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动 B.在2030 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水,并将试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的环境,答案,解析,二、光合作用和细胞呼吸中相关曲线拓展 1.曲线各点的含义及形成原因分析 A点:凌晨34时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放较之前减少; B点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用; BC段:光合作用小于细胞呼吸,C点:上午7时左右,光合作用等于细胞呼吸; CE段:光合作用大于细胞呼吸; D点:温度过高,部分

26、气孔关闭,出现“午休”现象; E点:下午6时左右,光合作用等于细胞呼吸; EF段:光合作用小于细胞呼吸; FG段;太阳落山,停止光合作用,只进行细胞呼吸,2.曲线中有机物情况分析 (1)积累有机物时间段:CE段; (2)制造有机物时间段:BF段; (3)消耗有机物时间段:OG段; (4)一天中有机物积累最多的时间点:E点; (5)一昼夜有机物的积累量:S2-S1-S3,3.各点含义及形成原因分析 密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线 AB段:无光照,植物只进行细胞呼吸; BC段:温度降低,细胞呼吸减弱; CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度细胞呼吸强度,D点:随光照增强

27、,光合作用强度=细胞呼吸强度; DH段:光照继续增强,光合作用强度细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象; H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=细胞呼吸强度; HI段:光照继续减弱,光合作用强度细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止,对应训练3下图是某植物在夏季晴天一段时间内的光合作用曲线。下列相关说法,正确的是( ) A.B点和F点时,二氧化碳净同化量为0,植物不进行光合作用 B.C点以前光合作用持续增强,E点以后光合作用持续减弱,是受光照强度影响的结果 C.CD段和E点以后的光合作用减弱,是植物体内C3的含量下降使暗反应减弱所致 D.DE段,光合作用逐渐增强,此时体内C3的

28、积累开始增多,答案,解析,三、利用液滴移动法测定细胞呼吸类型和光合作用强度 1.呼吸类型的确定(如装置1、2所示) 装置1装置2 结果分析:装置1红色液滴左移、装置2红色液滴不动,说明种子只进行有氧呼吸;装置1红色液滴不动、装置2红色液滴右移,说明种子只进行无氧呼吸;装置1红色液滴左移、装置2红色液滴右移,说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,2.植物光合速率的实验测定方法(如下图所示) (1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中细胞呼吸产生的CO2;在测净光合速率时,NaHCO3溶液可提供CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定,2)测定原理 甲装置在黑暗条件下植物进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的体积为细胞呼吸O2的吸收速率,可代表呼吸速率。 乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的体积为植物氧气的释放速率,可代表净光合速率。 真正光合速率=净光