高考生物一轮复习讲义132ATP的主要来源Word文档下载推荐.docx

高考生物一轮复习讲义132ATP的主要来源Word文档下载推荐.docx

《高考生物一轮复习讲义132ATP的主要来源Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习讲义132ATP的主要来源Word文档下载推荐.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

能量　

原料

想一想：

可以用来检验汽车司机是否喝了酒。

比一比：

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。

有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较

1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解

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

1．有氧呼吸与无氧呼吸的比较

类型

有氧呼吸

无氧呼吸

不

同

点

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

分解产物

CO2和H2O

CO2、酒精或乳酸

释放能量

释放大量能量

释放少量能量

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

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，①～④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②和④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①、③、④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③　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

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

①低温下贮存蔬菜、水果；

②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

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

——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

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）CO2释放量＝O2消耗量

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＋6H2O

12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O6

2C3H6O3＋能量，可以看出，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）CO2释放量>

O2消耗量

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＋6H2O

2CO2＋2C2H5OH＋能量，当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吸强，反之，有氧呼吸强度强。

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<

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。

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　

（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

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。

【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：

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。

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　C6H12O6

2C3H6O3＋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

细胞呼吸的原理（过程）及应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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

2．（2010·

天津卷）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是（　　）。

①叶绿体基质　②类囊体薄膜　③线粒体基质　④线粒体内膜

A．①③B．②③C．①④D．②④

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。

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。

细胞呼吸方式及影响细胞呼吸因素的实验探究

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（　　）。

解析　主要考查酵母菌的呼吸作用