三维设计届高考生物一轮精品讲义 32 ATP的主要来源细胞呼吸新人教版必修1.docx

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三维设计届高考生物一轮精品讲义 32 ATP的主要来源细胞呼吸新人教版必修1.docx

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三维设计届高考生物一轮精品讲义32ATP的主要来源细胞呼吸新人教版必修1

第三单元　细胞的能量供应和利用

第二讲ATP的主要来源——细胞呼吸

知识点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式

1．酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式

2．填写产物检测的试剂和现象

试剂

现象（颜色变化）

CO2

澄清的石灰水

变浑浊

水溶液

酒精

在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾

橙色→

知识点二　有氧呼吸

1．写出有氧呼吸的反应式

C6H12O6＋6O2＋6H2O

6CO2＋12H2O＋能量。

2．填写有氧呼吸的过程图解

知识点三　无氧呼吸

1．写出两种类型无氧呼吸的反应式

（1）酒精发酵：

C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋能量。

（2）乳酸发酵：

C6H12O6

2C3H6O3＋能量。

2．填写无氧呼吸的场所和过程

（1）场所：

细胞质基质。

（2）过程：

①第一阶段：

与有氧呼吸第一阶段完全相同。

②第二阶段：

丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳或者转化为乳酸。

（3）产生能量：

无论哪种无氧呼吸都只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中大部分能量则存留在不彻底的氧化产物中。

一、理解运用能力

1．判断有关细胞呼吸说法的正误。

（1）有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同（2013·课标卷ⅡT3D）（）

（2）肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸（2013·课标卷ⅡT3A）（）

（3）葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时细胞的呼吸作用（2012·上海卷T25A改编）（）

（4）种子风干脱水后呼吸强度增强（2011·海南卷T3A）（）

（5）无氧呼吸的终产物是丙酮酸（2010·课标卷T2A）（）

（6）有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水（2010·课标卷T2B）（）

（7）无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（2010·课标卷T2C）（）

2．下列关于葡萄糖分解成丙酮酸的场所和条件的说法，错误的是（　　）

A．既可以在真核细胞中进行，也可以在原核细胞中进行

B．既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行

C．既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下进行

D．既可以在有光条件下进行，也可以在无光条件下进行

二、读图析图能力

据有氧呼吸过程图解回答问题：

（1）请分析葡萄糖中氧的

转移途径。

答案：

C6H12O6→C3H4O3→CO2。

（2）用18O2供给动物有氧呼吸，在哪种呼吸产物中首先含有18O?

答案：

O。

（3）产物H2O中的氢是否都来自于C6H12O6?

答案：

不是，来自于C6H12O6和第二阶段的

反应物H2O。

考点一|以过程图为依托，考查细胞呼吸的类型

1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

2．过程分析

（1）有氧呼吸中氧元素的来源和去路：

（2）反应物和产物：

①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。

②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。

③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。

（3）细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：

来源

去路

[H]

有氧呼吸：

C6H12O6和H2O

无氧呼吸：

C6H12O6

有氧呼吸：

与O2结合生成水

无氧呼吸：

还原丙酮酸

ATP

有氧呼吸：

三个阶段都产生

无氧呼吸：

只在第一阶段产生

用于各项生命活动

（4）能量代谢：

①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。

②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。

[典例1]　（2014·内江模拟）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，①～④表示过程。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．催化反应②和④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①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP

D．①④③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

“三看法”判断细胞呼吸的类型

1．一看反应物和产物

（1）消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。

（2）产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。

2．二看物质的量的关系

（1）无CO2产生⇒只进行无氧呼吸产生乳酸。

（2）不耗O2，但产生CO2⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。

（3）消耗O2等于释放CO2⇒只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。

（4）CO2释放量大于O2吸收量⇒既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，其关系如下：

3．三看反应场所

（1）真核细胞

（2）原核细胞：

原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产生，则还存在无氧呼吸。

[针对练习]

1．（2014·潍坊联考）测定下列哪一项，可简便而且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式（　　）

A．有无酒精生成

B．有无水生成

C．有无有机物消耗

D．O2消耗量与CO2生成量的比值

2．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：

氧浓度（%）

产生CO2的量

30mol

9mol

12.5mol

15mol

产生酒精的量

0mol

9mol

6.5mol

6mol

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的葡萄糖用于酒精发酵

1．有氧呼吸的场所并非只是线粒体

（1）真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。

（2）原核细胞无线粒体，在细胞质中和细胞膜上进行有氧呼吸。

2．脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量

脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于产生CO2量。

考点二|以实际应用为背景，考查影响细胞呼吸的因素

1．温度

（1）影响（如下图）：

细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。

细胞呼吸的最适温度一般在25～35℃之间。

（2）应用

2．氧气

（1）影响（如下图）：

O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。

（2）应用

3．水分

（1）影响

（2）应用

4．二氧化碳

（1）影响：

CO2是细胞呼吸的最终产物

，积累过多会抑制细胞呼吸的

进行。

如右图。

（2）应用：

适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。

[典例2]　下列叙述符合生物学原理的是（　　）

A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境

B．快速登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳的过程

C．蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间

D．淀粉经发酵可产生酒精，是通过乳酸菌的无氧呼吸实现的

细胞呼吸速率的测定

（1）材料：

一般是酵母菌、刚萌发的种子和绿色植物或组织等，仅探究呼吸作用多选择酵母菌和刚萌发的种子。

若选用绿色植物，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

（2）植物细胞呼吸的指标：

植物细胞呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移（实验装置如右图）。

根据单位时间内液滴左移的体积即可计算呼吸速率。

（3）为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。

（4）对照组的设置：

为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，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。

[针对练习]

3．不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。

在科学研究中常用RQ（RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积）来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。

下面是测定发芽种子呼吸熵的两个装置图：

（1）装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________

________________________。

（2）若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？

________；原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）小琪同学来做这个实验，她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置。

假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是________，理由是_______________

________________________________________________________________________；

若发现装置一与装置二中的着色液均匀向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是______________，理由是______________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

（1）吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳

（2）黑暗条件　避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化

（3）葡萄糖（或糖类）　以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳　脂肪（或脂质）　脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二氧化碳

——————————————————————————————————————

[信息解读]

（1）图中各点表示的生物学意义：

Q点：

不耗O2，产生CO2⇒只进行无氧呼吸

P点：

耗O2量＝产生CO2量⇒只进行有氧呼吸

QP段：

产生CO2量>耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸

R点：

产生CO2最少⇒细胞呼吸最弱点

（2）在保存蔬菜、水果时，应保持低温、低氧条件。

[强化训练]

以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。

下列相关叙述不正确的是（　　）

．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D点

C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的

D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生

[课堂对点练]

题组一　细胞呼吸的过程

1．（2012·上海高考）下图表示细胞内葡萄糖分解的反应式。

下列关于该过程的说法正确的是（　　）

A．只发生在细胞有氧时　　B．只发生在细胞缺氧时

C．只发生在线粒体内D．只发生在细胞质基质内

2．下图表示细胞呼吸作用的过程，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]

3．（2013·海南高考）在温度、光照等适宜条件下，将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中，会使种子死亡。

下列对种子死亡原因的分析，合理的是（　　）

A．缺乏胚芽生长所必需的营养物质

B．不能通过光合作用合成有机物

C．呼吸作用产生的能量均以热能释放

D．呼吸作用的产物对其产生毒害作用

4．（2013·安徽高考）下图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。

下列分析不正确的是（　　）

A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛

B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降

C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降

D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成

5．（2013·江苏高考）将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是（　　）

A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a

B．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况

C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查

D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通

[课下提能练]

一、选择题

1．下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　）

A．细胞供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精

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，导致该过程最终有[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

2．（2014·海淀一模）某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞（　　）

A．主要通过无氧呼吸生成ATP

B．产生的热量远多于其他细胞

C．线粒体基质不参与有氧呼吸

D．没有进行有氧呼吸第三阶段

3．在人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸过程中，关于[H]的来源和用途的叙述，最准确的是（　　）

选项

呼吸类型

[H]的来源

[H]的用途

有氧呼吸

只来源于葡萄糖

用于生成水

有氧呼吸

来源于葡萄糖和水

用于生成水

无氧呼吸

来源于葡萄糖和水

用于生成乳酸

无氧呼吸

只来源于葡萄糖

用于生成酒精

4．下图为晴朗白天植物叶肉细胞的有氧呼吸过程图，有关说法正确的是（　　）

A．6来自叶绿体

B．3全部释放到大气中

C．产生的8主要用于合成ATP

D．催化2→3的酶全存在于线粒体内膜上

5．下图表示生物体内的部分物质代谢过程。

对这一示意图的解释正确的是（　　）

A．在人体内，①、②过程可在同一细胞中完成

B．在人的细胞质基质中含有③、⑤过程所需的酶

C．在乳酸菌体内，当④过程加强时，⑤过程会减弱

D．在生物细胞内发生的④过程不需要H2O作反应物

6．（2013·吉林实验中学二模）研究发现，某些植物在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冻害使细胞内可溶性糖的含量有明显的提高，同时使根生长迟缓，吸收能力下降。

下列推断不合理的是（　　）

A．冻害初期呼吸作用增强，放出的热量有利于抵御寒冷

B．低温持续使淀粉合成酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉

C．持续低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境

7．下图表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。

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