一轮复习细胞呼吸

第3课ATP的主要来源 细胞呼吸 主备人 王英辅备人 姜灵美 第三部分细胞的能量供应和利用 1 细胞呼吸 2 实验 探究酵母菌的呼吸方式 考纲解读 高考常以实验探究或生产实践为背景进行命题 多以非选择题的形式呈现 结合光合作用综合考查细胞呼吸的过程图解 影响因素 也可以选择题的形式考查细胞呼吸的过程 类型及影响因素 结合日常生活和生产实践 分析细胞呼吸的过程或影响因素是今后的命题趋势 1 有氧呼吸的酶存在于细胞质基质 线粒体内膜 线粒体基质中 2 呼吸作用产生的能量均以热能释放 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 第三阶段都能产生大量 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 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水 7 细胞中不能合成ATP的部位是线粒体的内膜 8 有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸 课前诊断 1 苹果果肉细胞进行无氧呼吸时 产生乳酸和二氧化碳 2 贮藏水果时为减少有机物的消耗 应放在完全无氧的环境中 3 消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中 会使种子死亡的原因是细胞呼吸的产物对其产生毒害作用 4 破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中 5 及时排涝 以防止豌豆根细胞受酒精毒害 6 种子风干脱水后呼吸强度增强 7 无氧和零下低温环境有利于水果保鲜 课前诊断 呼吸全过程图解 说出如下几个概念的关系 呼吸 呼吸作用 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 发酵 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 发酵 说出如下几个概念的关系 呼吸 呼吸作用 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 发酵 1 细胞呼吸是指在内经过一系列的 生成或 释放并生成的过程 2 细胞呼吸方式包括和两类 3 根据生物所能进行的呼吸方式不同 可将生物的异化作用类型分为三类 4 发酵一般是指的 根据是否需要氧气可将发酵分为和 也可根据产物来划分 如 酵母菌的 乳酸菌的 知识点一 细胞呼吸的概念及类型 有机物 细胞 氧化分解 二氧化碳 其他产物 能量 ATP 有氧呼吸 无氧呼吸 需氧型 厌氧型 兼性厌氧型 微生物 呼吸作用 需氧发酵 有氧呼吸 厌氧发酵 无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 知识点二 细胞呼吸的基础知识 绘制有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 知识点二 细胞呼吸的基础知识 一 绘制有氧呼吸过程图解 1 场所 2 物质变化 3 能量变化 彻底氧化分解 脱氢脱氢加氧 细胞质基质和线粒体 量 少量少量大量 质 有机物中稳定化学能转变为热能和ATP中活跃化学能 H 的产生 H 的用途 ATP的产生 ATP的利用 产生水的阶段为 水参与的阶段为 有氧呼吸的第三阶段 有氧呼吸的第二阶段 有氧呼吸的第一二阶段 葡萄糖和水 有氧呼吸的第三阶段 与氧气结合形成水 三个阶段 各项生命活动 例 在一密闭环境中 给酵母菌提供适宜条件和18O2 短期内 首先检测到放射性的呼吸产物是 一段时间后 能检测到放射性的呼吸产物还有 H2O CO2 4 写出总反应式 标出O元素的去向 二 总结无氧呼吸过程 细胞质基质 细胞质基质 葡萄糖 ADP Pi 丙酮酸 H 丙酮酸 H ATP 少量 乳酸或酒精和CO2 不产生能量 知识点二 细胞呼吸的基础知识 书写两种类型无氧呼吸反应式及对应的生物类型 产生酒精的无氧呼吸 产生乳酸的无氧呼吸 酵母菌 大多数植物 高等动物 马铃薯块茎 甜菜块根 玉米胚 乳酸菌等 1 无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段 2 有H2O生成的一定是 有CO2生成的一定不是 3 无氧呼吸只释放少量能量 其余的能量储存在中 4 人体细胞产生CO2的场所是 酵母菌细胞产生CO2的场所是 完全相同 有氧呼吸 乳酸发酵 酒精或乳酸 线粒体基质 线粒体基质 有氧呼吸 和细胞质基质 无氧呼吸 强化练习 5 无氧呼吸产物不同的直接原因是 根本原因在于 6 细胞呼吸的意义 催化反应的酶的种类不同 控制酶合成的基因不同 为生物体的生命活动提供能量 为生物体内其他化合物的合成提供原料 典例 动物细胞中 葡萄糖的部分代谢过程如图所示 下列说法正确的是A 乙来源于甲和 丙和丁代表不同的化合物B 有氧条件下 过程 发生在线粒体基质中C 过程 发生在线粒体内膜上 可产生大量能量D 用标记 在物质丙中可检测到 C6H12O6 18O C6H12O6 18O C 都加丙酮酸 产物为 隔绝空气 都加葡萄糖 产物为 丙酮酸 无反应 CO2 H2O 无反应 CO2 H2O CO2 H2O CO2 酒精 无反应 CO2 酒精 酵母菌培养液离心处理 把沉淀的酵母菌破碎后 再次离心为上清液和沉淀物 细胞质基质 细胞器 有氧条件 都加葡萄糖 产物为 一 酵母菌小专题 1 类型 2 营养方式 配制培养液 煮沸并冷却的葡萄糖溶液 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 单细胞真菌 异养 3 生殖方式 4 代谢类型 出芽生殖 环境适宜 异养兼性厌氧型 破伤风杆菌 厌氧型生物 乳酸杆菌 蛔虫 将10mL酵母液放在适宜温度下培养 并于不同时间内等量均匀取样4次 分别测定样品中酵母菌的数量和pH 结果如下表 请解析回答 1 表中样品的取样先后次序为 2 对酵母菌而言 10mL该培养液的环境负荷量为 3 若第5次均匀取样时 样品中的酵母菌数量为760个 mm3 产生这一结果的原因是 4 1 3 2 1 21 107 培养液中的营养物质不断被消耗 部分酵母菌因营养缺乏而死亡并解体 生物现象 提出问题 作出假设 实验设计思路 实施实验 分析结果 得出结论 表达和交流 酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的 有氧 无氧 自变量 因变量 氧气有无 细胞呼吸的产物 二 探究实验过程 无关变量 培养液量 培养液中溶解氧量 酵母菌数量 活性 空气中CO2 如何操纵有氧和无氧 如何检测CO2和酒精 试剂用具 葡萄糖培养液 活性干酵母 锥形瓶若干 导气管若干 瓶塞若干 其他自选 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 以下是酵母菌细胞呼吸方式的探究过程 分析回答 1 本实验需要设置条件和条件的两个实验组 来形成对比实验 2 若把这两个实验组分别标记为甲和乙 甲组实验的装置连接是 乙组实验的装置连接是 3 瓶A的作用是 有氧 无氧 A B C D C 去除空气中的CO2 避免干扰实验结果 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 以下是酵母菌细胞呼吸方式的探究过程 分析回答 4 可根据C瓶中或水溶液由变再变的时间长短 来检测酵母菌培养液中CO2的产生情况 进而来判断酵母菌细胞呼吸方式 5 结果检测 也可取瓶中溶液各2ml 分别注入2支试管 向2支试管加入等量的溶液 若瓶中溶液由变成色 说明产生了 进行的是 石灰水浑浊程度 溴麝香草酚蓝 蓝 绿 黄 B D 酸性 重铬酸钾 橙色 灰绿 酒精 无氧呼吸 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 以下是酵母菌细胞呼吸方式的探究过程 分析回答 5 思考与表达 D瓶要放置一段时间才能与C瓶相连 这是为什么 放置一段时间 将D瓶中原有氧气耗尽 形成无氧条件 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 练习 某兴趣小组利用图 所示装置 橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管 探究酵母菌的细胞呼吸类型 已知 葡萄糖彻底氧化分解释放的CO2与吸收的O2比例为1 1 装置 中 处应加入的液体是 清水 NaOH溶液 NaHCO3溶液 Na2CO3溶液 清水 2 若装置 向左移动了x 装置 向右移动了y 则x可以表示 y可以表示 有氧呼吸氧气消耗量 无氧呼吸CO2产生量 消耗的O2量与产生的CO2量的差值 2 请预测与结论相符合的现象 并填写下表 只有有氧呼吸 不移动 向右移动 向左移动 向右移动 既有有氧呼吸又有无氧呼吸 三 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验拓展1 利用液滴的移动情况探究细胞的呼吸方式例如 欲确认发芽种子的呼吸类型 知识点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式 装置1红色液滴移动的距离代表 装置2中红色液滴移动的距离代表 细胞呼吸作用吸收的O2量 细胞呼吸作用吸收的O2量与产生的CO2量的差值 实验结果预测和结论 2 组织细胞呼吸速率的测定 1 细胞呼吸速率常用或来表示 单位时间内液滴左移的距离可表示 呼吸速率 2 如果实验材料是种子 为防止对实验结果的干扰 应对装置及所测种子进行消毒处理 3 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 其他条件均不变 4 如果实验材料是绿色植物 整个装置应处理 否则 单位时间内CO2释放量 单位时间O2消耗量 微生物呼吸作用 放置煮熟的种子 遮光 植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定 典型例题 不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同 在科学研究中常通过呼吸熵推测生物用于有氧呼吸的能源物质 如图是测定发芽种子呼吸熵的两个装置 呼吸熵RQ 释放的CO2 消耗的O2 关闭活塞 在25 下经20分钟后读出刻度管中着色液滴移动的距离 设装置1和装置2中着色液滴分别向左移动x和y mm x和y值反映了容器内气体体积的减少量 请回答下列问题 1 装置1中加入NaOH溶液的目的是 2 x代表 y代表 3 若测得x 200 mm y 30 mm 则该发芽种子的呼吸熵是 吸收二氧化碳 消耗氧气的体积 消耗氧气和释放二氧化碳的体积之差 0 85 4 若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ 则应将该装置放于何种条件下进行 原因是 5 为使测得的x和y值更精确 还应再设置一对照装置 对照装置的容器和小瓶中应分别放入 设对照的目的是 黑暗条件下 避免幼苗进行光合作用 干扰呼吸作用产生的气体量的变化 死的发芽种子和蒸馏水 用于校正装置1和装置2内因物理因素 或非生物因素 引起的气体体积变化 6 小琪同学在做这个实验时 将生理状态相同的发芽种子等量分装到两个装置中 假定其他操作步骤无误 她发现开始的一段时间内装置1中的着色液滴向左移动 而装置2中的着色液滴位置却不发生改变 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1和装置2中的着色液滴均向左移动 则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是 理由是 葡萄糖 糖类 以葡萄糖 糖类 为能源物质进行有氧呼吸时 吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量 富含氢的物质 如脂肪 富含氢的物质在被氧化分解时吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量 1 温度 温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率 原理 知识点四 影响细胞呼吸的环境因素 温度 含水量 氧气浓度 CO2浓度 2 氧气浓度 例 某生物兴趣小组利用植物器官探究氧气浓度对植物细胞呼吸的影响 测得如下实验结果 分析回答 1 实验中选择的器官可能是 萌发的种子 叶片 为什么不选择另一种 若选择了另一种 需要提供条件 2 请将表格实验数据绘制成柱形图 3 请利用描点法将表格实验数据绘制成坐标曲线图 萌发的种子 叶片光合作用影响实验结果的观察 黑暗 4 下图为根据上述表格数据绘制的柱形图 分析下列选项正确的是 A 氧浓度为a时 最适于贮藏该植物器官B 氧浓度为b时 无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍C 氧浓度为b时 无氧呼吸强度最弱D 氧浓度为h时 有氧呼吸速率不在增加与细胞内酶的数量和活性有关 D b 低氧 3倍 细胞呼吸最弱 5 下图为根据上述表格数据绘制的曲线图的类型图 分析回答 1 曲线OP表示 曲线QRP表示 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 氧气浓度增加 无氧呼吸受抑制 而有氧呼吸很微弱 P 氧浓度逐渐增大的过程中 无氧呼吸生成的CO2总量 Q R 随氧气浓度变化 氧气消耗量变化 随氧气浓度变化 细胞呼吸CO2释放量变化 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 下列相关叙述错误的是 A 甲图中氧浓度为a时对应的是乙图中的A点B 甲图中氧浓度为b时对应的是乙图中的CD段C 甲图a b c d四个浓度中c是最适合贮藏的D 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液 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 下列叙述中错误的是 A 氧浓度为b时 经有氧呼吸产生的CO2为6molB 氧浓度为d时 只进行有氧呼吸C 氧浓度为c时 有50 的葡萄糖用于酒精发酵D a值约为0 C 知识点五 细胞呼吸在生产 生活中的应用 说一说 你能用所学有关细胞呼吸的知识准确解释以下现象吗 1 中耕松土对植物有什么意义 2 温室种植农作物时 降低夜间温度有什么意义 3 果蔬 种子低温 低氧储存有什么意义 4 包扎伤口要用透气性良好的纱布 原因是什么 5 皮肤伤口深更容易感染破伤风杆菌 这又是为什么 6 稻田定期排水的意义 7 水淹导致植物死亡的原因是什么 8 放置久了的苹果会有酒味 这又是为什么 1 中耕可疏松表土 增加土壤通气性有利于根细胞的有氧呼吸 促进根对矿质元素的吸收 2 使农作物的呼吸作用减弱 以减少呼吸作用对有机物的消耗 提高农作物的产量 3 当温度低 降低细胞内酶的活性 低氧降低呼吸强度 减少有机物消耗 保存营养 4 抑制厌