高中生物苏教版必修1教学案第四章 第三节 第1课时 细胞呼吸产生能量及细胞呼吸的过程 Word版含答案文档格式.docx
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)
(2)水既是细胞有氧呼吸的底物,又是有氧呼吸的产物(√)
(3)氧气的消耗和二氧化碳的生成发生在同一过程(×
(4)生物体内的细胞呼吸其能量是逐步释放的,这与有机燃料的燃烧有所不同(√)
(5)细胞呼吸是在温和条件下进行的,需要多种酶的催化(√)
2.葡萄糖在细胞中通过有氧呼吸生成的终产物有( )
A.CO2B.乙醇 C.乳酸
解析:
选A 细胞有氧呼吸过程中如果以葡萄糖为底物,最终产物是CO2和水。
3.细胞呼吸中,吸入的O2最终生成了( )
A.CO2B.H2OC.ATP
选B 第三阶段O2与[H]结合生成H2O。
4.有氧呼吸的三个阶段中,二氧化碳产生于( )
A.第一阶段B.第二阶段C.第三阶段
选B 有氧呼吸的第二阶段发生的变化是:
丙酮酸和水反应,生成二氧化碳和大量的[H],释放少量能量。
5.慢跑是一种健康的有氧运动。
在有氧呼吸的三个阶段中,消耗氧气的是( )
选C 有氧呼吸的第三阶段是还原氢与氧气结合生成水,因此氧气消耗发生在有氧呼吸的第三阶段。
6.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧气
④都产生ATP ⑤都有丙酮酸的生成过程
A.①②⑤B.②③④C.②④⑤
选C 线粒体是有氧呼吸的主要场所,无氧呼吸的场所是细胞质基质;
有氧呼吸需要氧气,无氧呼吸不需要氧气。
7.有氧呼吸过程中,合成大量ATP的阶段发生在( )
A.线粒体内膜上B.线粒体外膜上C.线粒体基质中
选A 有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的还原氢与氧气反应生成水,合成大量ATP,发生在线粒体内膜上。
核心要点
(一)
有氧呼吸及无氧呼吸过程分析
1.细胞呼吸的过程
(1)有氧呼吸过程及场所(如下图):
(2)无氧呼吸的过程(如下图):
2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较(以1mol葡萄糖为例)
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
O2、酶、适宜温度
酶、适宜温度
产物
6CO2、12H2O
2CO2+2乙醇或2乳酸
能量
释放大量能量,
合成ATP多
释放少量能量,
合成ATP少
特点
有机物彻底氧化分解为无机物
有机物氧化分解不彻底,产物中有含有能量的小分子有机产物
相同点
联系
葡萄糖分解为丙酮酸的过程完全相同
实质
分解有机物,释放能量,合成ATP
意义
为生命活动提供能量
[名师点拨] 对细胞呼吸的几点认识
(1)相同呼吸底物、不同呼吸类型的代谢产物不同的直接原因是催化反应的酶不同,根本原因是不同生物体内的DNA不同。
(2)厌氧型生物不能进行有氧呼吸(如蛔虫、乳酸菌等),但许多需氧型生物的某些细胞,仍可保留在缺氧条件下进行无氧呼吸的能力,如人在剧烈运动时骨骼肌细胞可进行无氧呼吸。
(3)动物细胞的有氧呼吸产物一定是水和二氧化碳,无氧呼吸的产物一定是乳酸。
(4)植物细胞无氧呼吸的产物一般是乙醇和二氧化碳,但马铃薯的块茎、甜菜的块根和玉米的胚芽进行无氧呼吸的产物是乳酸。
(5)兼性厌氧型的酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物都是CO2,有氧呼吸的特有产物是H2O,无氧呼吸的特有产物是乙醇。
[思考探究]
(1)没有线粒体的生物,能否进行有氧呼吸?
提示:
能,原核生物没有线粒体,但许多原核生物却能进行有氧呼吸。
(2)酵母菌通过细胞呼吸产生CO2的场所有哪些?
酵母菌细胞无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸均可产生CO2,有氧呼吸只在线粒体中产生,无氧呼吸则在细胞质基质中产生。
[题组冲关]
1.右图表示生物体内的部分物质代谢过程,有关分析正确的是( )
A.①过程生成丙酮酸的同时产生少量的[H]和水
B.在人的细胞质基质中含有③和④过程所需的酶
C.在酵母菌体内,当②过程加强时,④过程会减弱
D.在具有细胞结构的生物体内,②过程的发生离不开线粒体
选C ①过程为葡萄糖分解成丙酮酸,产生少量的[H]和少量能量,不产生水;
人的细胞质基质中能发生①和③过程,不能发生④过程;
酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,无氧呼吸产生乙醇和CO2,当有氧呼吸(②过程)加强时,无氧呼吸(④过程)会减弱;
原核细胞无线粒体,也可以发生②过程。
2.人体剧烈运动时,肌肉细胞呼吸作用的产物有( )
A.乙醇、二氧化碳、水、ATP
B.水、二氧化碳、乳酸、乙醇
C.二氧化碳、乙醇、ATP
D.水、二氧化碳、乳酸、ATP
选D 人体剧烈运动时,肌肉细胞消耗能量较多,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,有氧呼吸的产物有水、二氧化碳和ATP,无氧呼吸的产物有乳酸和ATP,故肌肉细胞呼吸作用的产物有水、二氧化碳、乳酸和ATP。
核心要点
(二)
呼吸类型的实验探究
1.常用实验装置(如下图)
在用以上装置测定发芽种子的呼吸类型时,假设呼吸底物只有葡萄糖。
2.三组装置的区别
(1)装置中的溶液种类不同,一是NaOH溶液,一是蒸馏水。
(2)种子是否具有活性:
甲、乙均具活性,丙不具活性。
3.实验材料的作用
(1)NaOH的作用:
NaOH溶液可以吸收装置中的CO2,装置中气体量的改变与CO2无关,只表示了是否消耗O2,即是否进行了有氧呼吸。
(2)蒸馏水的作用:
蒸馏水既不吸收气体也不释放气体,则乙装置中的气体总量改变与O2的消耗量和CO2的产生量有关。
(3)死种子的作用:
为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测定的生物灭活(将种子煮熟),其他条件均不变。
4.实验条件说明
(1)若用绿色植物进行呼吸速率测定,则整个装置必须遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
(2)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测种子进行消毒处理。
5.现象与结论
现象
结论
甲装置
乙装置
液滴左移
液滴不动
只进行有氧呼吸
液滴右移
只进行无氧呼吸
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
[名师点拨] 呼吸类型的确认方法
(1)据是否消耗O2。
(2)据有无CO2生成。
(3)据是否产生H2O。
[题组冲关]
3.以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述不正确的是( )
A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C.甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度
D.甲图中氧浓度为d时没有乙醇产生
选B 甲图中氧浓度为a时,细胞只释放CO2不吸收O2,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的A点;
甲图中氧浓度为b时CO2的释放量大于O2的吸收量,说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度较大,应对应乙图中AC段之间;
贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(图甲中的c点)的氧浓度;
氧浓度为d时,CO2的释放量与O2的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有乙醇产生。
4.有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的乙醇和CO2的量(mol)如下表所示:
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
30
9
12.5
15
产生乙醇的量
0
6.5
6
下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时,只进行有氧呼吸
B.b值对应的氧浓度为零
C.氧浓度为c时,经有氧呼吸产生的CO2为6mol
D.氧浓度为d时,有1/3的葡萄糖用于乙醇发酵
选D 根据表格信息,结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可判断:
在氧浓度为a时酵母菌只进行有氧呼吸,b时只进行无氧呼吸,c、d时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
氧浓度为d时有氧呼吸产生CO2的量为15-6=9(mol),消耗葡萄糖1.5mol,无氧呼吸产生CO2的量为6mol,消耗葡萄糖3mol,故有2/3的葡萄糖用于乙醇发酵。
一、选择题
1.让实验动物小白鼠吸入混有18O2的空气,该小白鼠体内最先出现含18O的化合物是( )
A.CO2 B.H2O
C.C2H5OHD.C3H6O3
选B 由有氧呼吸的过程可知,有氧呼吸过程中O2直接参与有氧呼吸的第三阶段,与还原氢结合形成H2O。
2.用含18O的葡萄糖跟踪需氧呼吸过程中的氧原子,18O转移的途径是( )
A.葡萄糖→丙酮酸→水
B.葡萄糖→丙酮酸→O2
C.葡萄糖→O2→水
D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
选D 根据有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],含18O的葡萄糖中的18O到了丙酮酸中;
再根据第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H],含18O的丙酮酸中的18O到了CO2中。
3.如图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是( )
A.②处产生CO2
B.①处产生ATP
C.②处产生[H]
D.③处发生[H]与O2的结合
选B ①为线粒体内外膜的间隙,不产生ATP。
②为线粒体基质,完成有氧呼吸第二阶段,产生CO2和[H]。
③为线粒体内膜,完成有氧呼吸第三阶段,[H]与O2结合生成水,释放大量能量。
4.有氧呼吸第二阶段的产物是( )
A.水、ATPB.丙酮酸、[H]和ATP
C.水、[H]和ATPD.CO2、[H]和ATP
选D CO2、[H]、ATP都是有氧呼吸第二阶段的产物。
5.在叶肉细胞的有氧呼吸过程中,产生ATP最多的阶段是( )
A.葡萄糖分解为丙酮酸B.丙酮酸分解成CO2
C.氢与O2结合生成水D.丙酮酸转变成乳酸
选C 有氧呼吸的三个阶段中,第三阶段还原氢与O2结合时,产生的ATP数量最多。
6.关于细胞呼吸的以下叙述,正确的是( )
A.有氧呼吸过程中产生的能量全部储存在ATP中
B.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
C.人体在剧烈运动时所需要的能量是由乳酸分解提供的
D.细胞呼吸过程中,葡萄糖分解为丙酮酸和[H]只发生在细胞质基质中
选D 由于细胞进行有氧与无氧呼吸的第一阶段只发生在细胞质基质中,所以细胞呼吸过程中,葡萄糖分解为丙酮酸和[H]只发生在细胞质基质中。
7.如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径,有关叙述正确的是( )
A.催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质
B.过程①②③④中均有ATP生成
C.过程①②③均能发生在酵母菌细胞中
D.过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
选C 酵母菌为兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸,也能进行乙醇发酵,故过程①②③均能发生在酵母菌细胞中。
8.现有一瓶含有酵母菌的葡萄糖液,吸进氧气的体积与放出二氧化碳的体积之比是3∶5,这是因为( )
A.有1/2的葡萄糖用于有氧呼吸
B.有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸
C.有1/3的葡萄糖用于有氧呼吸
D.有1/4的葡萄糖用于有氧呼吸
选C 设酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖为X,无氧呼吸消耗的葡萄糖为Y,由题意可得关系式:
6X∶(6X+2Y)=3∶5,解得X∶Y=1∶2,因此有1/3的葡萄糖用于有氧呼吸。
9.酵母菌是一种单细胞兼性厌氧真菌,在有氧和无氧的条件下都能正常生存,下列相关叙述不正确的是( )
A.有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段的场所和反应完全相同
B.有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多
C.酵母菌无氧呼吸的终产物是乳酸
D.消耗等量葡萄糖时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2的比为3∶1
选C 酵母菌无氧呼吸的终产物是乙醇和CO2。
10.有甲乙两组等量的酵母菌,甲组酵母菌进行有氧呼吸,乙组酵母菌进行发酵,若它们消耗了等量的葡萄糖,则它们消耗的氧气总量与释放的二氧化碳总量的比为( )
A.1∶1B.1∶2
C.3∶1D.3∶4
选D 由题意知酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等,设为a,则有氧呼吸消耗的氧气是6a,释放的二氧化碳是6a,无氧呼吸产生的二氧化碳是2a,因此消耗的氧气总量与释放的二氧化碳总量的比为6a∶(6a+2a)=3∶4。
二、非选择题
11.下面是有氧呼吸过程图解,请据图回答:
(1)在长方框内依次写出1、2、3所代表的物质名称。
(2)在椭圆框内依次填出4、5、6所代表能量的多少。
(3)有氧呼吸的主要场所是____________,进入该场所的呼吸底物是____________(填“葡萄糖”或“丙酮酸”)。
(4)人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体内至少要通过________层生物膜。
(5)如果O2供应不足,则人体内C6H12O6的分解产物是__________,释放的能量______,反应场所是________________。
据图解分析1、2、3分别为丙酮酸、H2O和CO2;
4、5为有氧呼吸的第一、二阶段产生的能量(少量),6为第三阶段产生的能量(大量);
线粒体是丙酮酸彻底分解的场所;
O2从红细胞出来(1层),穿过毛细血管壁细胞(2层),进入组织细胞(1层),再进入线粒体(2层),至少要通过6层生物膜。
如果O2供应不足,则人体部分组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸,释放少量能量。
答案:
(1)丙酮酸 H2O CO2
(2)少量能量 少量能量 大量能量 (3)线粒体 丙酮酸 (4)6 (5)乳酸 少 细胞质基质
12.右图表示某种植物非绿色器官在不同氧浓度下CO2释放量和O2吸收量的变化,请据图回答下面的问题:
(1)在外界氧浓度10%以下时,该器官的细胞呼吸方式是_____________________________________ 。
实线和虚线相交于C点,C点的细胞呼吸方式是______________________。
(2)无氧呼吸强度与O2浓度之间的关系是,随着氧浓度增加无氧呼吸强度____________。
(3)AB段表示CO2释放量减少,其原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从图中分析外界O2浓度应保持在 时,是贮存苹果较好条件。
(1)图中A点没有O2,只进行无氧呼吸;
C点及之后O2充足,只进行有氧呼吸;
AC之间同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
所以在外界氧浓度10%以下时,该器官的细胞呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸,C点的细胞呼吸方式是有氧呼吸。
(2)O2抑制无氧呼吸,随着氧浓度增加无氧呼吸强度减弱。
(3)AB段表示CO2释放量减少,其原因是无氧呼吸被抑制,而O2不足有氧呼吸强度较弱。
(4)B点对应的氧浓度5%左右时,总呼吸作用最弱,消耗有机物最少,是贮存的适宜条件。
(1)有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸
(2)减弱 (3)有氧呼吸弱,无氧呼吸被抑制(或细胞呼吸减弱)
(4)5%左右
1.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.无氧呼吸的终产物有[H]
B.有氧呼吸一定要有O2参与
C.无氧呼吸的产物都是有机物
D.有氧呼吸和无氧呼吸是两个完全不同的过程
选B 无氧呼吸的终产物有乙醇和CO2或乳酸;
有氧呼吸一定要有O2参与;
无氧呼吸的产物不都是有机物,如产生乙醇时还会产生CO2;
无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。
2.将酵母菌处理获得细胞质基质和线粒体,用超声波将线粒体破碎,线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡,原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。
下列四支试管在适宜温度下不会产生CO2的是( )
A.葡萄糖+细胞质基质 B.丙酮酸+细胞质基质
C.葡萄糖+小膜泡D.丙酮酸+线粒体基质
选C 酵母菌在细胞质基质中可以利用葡萄糖进行无氧呼吸产生CO2;
酵母菌在细胞质基质中可以利用丙酮酸进行无氧呼吸的第二阶段,产生CO2;
虽然是小膜泡是由线粒体内膜反卷而成,可以进行有氧呼吸的第三阶段,但是不能利用葡萄糖进行有氧呼吸产生CO2;
酵母菌可以利用丙酮酸在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段,产生CO2。
3.如图表示细胞呼吸的过程,其中①~③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。
下列相关叙述正确的是( )
A.①和③都具有双层生物膜
B.①和②所含酶的种类相同
C.②和③都能产生大量ATP
D.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
选D 分析题图可知,①是细胞质基质,是液态部分,没有膜结构,③是线粒体内膜,具有一层生物膜;
①是细胞质基质,进行有氧呼吸的第一阶段,②是线粒体基质,进行有氧呼吸的第二阶段,反应不同,酶不同;
产生大量ATP的是③线粒体内膜。
4.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,则下列叙述正确的是( )
CO2的释放量
10
8
6
7
O2的吸收量
3
4
A.a条件下,没有[H]和乳酸的产生
B.b条件下,有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少
D.d条件下,产生CO2的场所是线粒体基质
选D 由表格信息可知,a条件下细胞不吸收O2,释放CO2,产生CO2的无氧呼吸过程不产生乳酸,但会产生[H];
b条件下有氧呼吸吸收的O2是3,消耗的葡萄糖是0.5,无氧呼吸产生的CO2是5,消耗的葡萄糖是2.5,因此有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸的少;
c条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖是4÷
6=2/3,无氧呼吸消耗的葡萄糖是1,此时细胞呼吸消耗的总葡萄糖是5/3,d条件下消耗的葡萄糖是7/6,比c条件下少;
d条件下只进行有氧呼吸,产生的CO2来自线粒体基质。
5.如图表示有氧呼吸过程,下列有关叙述正确的是( )
A.①②④中数值最大的是①
B.③代表的物质名称是O2
C.产生①②的场所是线粒体
D.有些原核生物也能完成图示全过程
选D ①②④中数值最大的是④;
③代表的物质名称是水;
产生①的场所是细胞质基质,产生②的场所是线粒体基质;
某些原核生物也能进行有氧呼吸。
6.如图为某同学构建的植物叶肉细胞内的有氧呼吸过程图,④、⑦均为水,下列分析正确的是( )
A.催化②→③过程的酶存在于线粒体内膜上
B.产生的⑧主要用于合成ATP
C.③必定全部释放到大气中
D.⑥可来自叶绿体
选D ②→③过程是有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中;
⑧是有氧呼吸过程中释放的能量,主要以热能的形式散失,少部分用于合成ATP;
③是有氧呼吸的第二阶段产生的CO2,植物细胞产生的CO2可以被叶绿体吸收用于进行光合作用;
⑥是参与有氧呼吸第三阶段的O2,叶绿体产生的O2可以用于有氧呼吸过程。
7.有氧呼吸和无氧呼吸的相同点是( )
A.都需要氧气 B.都是在线粒体中进行
C.都能产生二氧化碳和水D.都能产生中间产物丙酮酸
选D 有氧呼吸需要氧气,无氧呼吸不需要氧气;
有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;
水是有氧呼吸的产物。
8.若小白鼠有氧呼吸的产物为C18O2和H2O,则反应物中氧元素的情况为( )
A.只有O2中含18O
B.只有C6H12O6和O2含18O
C.只有C6H12O6含18O
D.只有C6H12O6和H2O含18O
选D 有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H],所以CO2中的氧原子来自于丙酮酸和水,而丙酮酸是由葡萄糖氧化分解产生的,所以CO2中的氧原子来自于葡萄糖和水,即C6H12O6和H2O含18O,水产生于有氧呼吸的第三阶段:
O2和[H]反应生成水,所以反应物O2中的氧原子为普通氧原子。
9.细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸,两者进行的场所、过程等均存在差异。
如图表示细胞部分结构和功能,据图回答:
(1)图中A是__________,B的利用发生在有氧呼吸的第__________阶段,B的产生部位是_______________。
(2)在有氧呼吸的过程中,释放的CO2是在第________阶段产生的;
H2O是通过第________阶段形成的;
产生ATP最多的是第________阶段。
(3)该细胞产生CO2的场所是____________________,如果有氧呼吸和无氧呼吸产生了等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比是________。
(4)结合图示过程,写出有氧呼吸的总反应式__________________________________。
(1)该图表示的是细胞呼吸,据细胞呼吸过程知,A是丙酮酸,B是水,B的利用发生在有氧呼吸的第二阶段,B的产生部位是线粒体内膜。
(2)在有氧呼吸的过程中,释放的CO2是在第二阶段产生的,H2O是通过第三阶段产生的,产生ATP最多的是第三阶段。
(3)该细胞产生CO2的场所,在无氧呼吸中是细胞质基质,在有氧呼吸中是线粒体,据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,如果两过程产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(4)见答案
(1)丙酮酸 二 线粒体内膜
(2)二 三 三
(3)细胞质基质、线粒体 1∶3
(4)C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2+12H2O+能量
10.如图是植物光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图,其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称。
请据图回答下列问题:
(1)①~⑤过程中,能产生ATP的过程有____________(填图中数字),过程④发生的具体场所是___________。
(2)物质d的结构简式是________________________,物质h是_____________。