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文档简介
1、第三单元细胞的能量供应和利用第8讲ATP和细胞呼吸课标要求素养目标1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量从物质与能量视角,探索呼吸作用,阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化(生命观念、科学思维、科学探究)【知识框架】考点一ATP的结构与功能1核心概念ATPATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,是细胞内的一种高能磷酸化合物。(必修1 P86)2ATP的结构由结构式可看出,ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结,即一个腺苷、二个特殊的化学键、三个磷酸基团。3ATP和ADP的相互转化过程比较4.ATP的利用
2、(1)细胞中ATP的含量很少,只是ATP与ADP的转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP相互转换都处于动态平衡之中。(2)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸合成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸合成ATP。1(教材必修1 P88“正文”)ATP为主动运输功能的过程:参与Ca2主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的酶。当_与其相应位点结合时,其_就被激活了。ATP水解释放的_与载体蛋白结合,这一过程伴随着_的转移,这就是载体蛋白的_。载体蛋白磷酸化导致其_发生变化,使Ca2的结合位点转向膜外侧,将Ca2释放到膜外。答案:膜内侧的Ca2酶活性末端磷酸基团能量磷酸化空间结构2(教材必修
3、1 P89“小字”)萤火虫尾部的荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在_的催化作用下,_与氧发生化学反应,形成_并发出荧光。科学家利用这一原理,将_导入植物后,再用_溶液浇灌植物,从而使转基因植物成为“荧光树”,可以在黑暗中发光。答案:荧光素酶荧光素氧化荧光素荧光素酶基因荧光素判断正误。1(2019海南卷)植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的。()提示:植物细胞中ATP不一定都是在膜上合成的,如细胞质基质和线粒体基质也可以合成ATP。2(经典高考题)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。()3(经典高考题)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。()提示:成熟个体中的细胞增殖过程中,间
4、期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量,分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量。4(2021广东肇庆二模)ATP水解掉两个磷酸基团形成AMP,是构成RNA的基本单位之一。()5无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。()提示:无氧条件下,细胞可通过无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。1人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,原因是_。答案:ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡之中2植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“货币”,由此说明了什么问题?答案:生物
5、界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源。3简要说明在萤火虫发光的过程中的能量转换:_。答案:ATP中的化学能转换成了光能1(科学探究)明辨不同化合物中“A”的含义答案:腺嘌呤核糖腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸2(科学思维)细胞内常见产生与消耗ATP的生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP:细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP:光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP:蛋白质的合成细胞核消耗ATP:DNA复制、转录等1ATP能
6、量ATP是与能量有关的一种物质,不等同于能量。2ATP与ADP的相互转化是不可逆的ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。3ATP转化为ADPATP转化为ADP称为“ATP的水解”,这一过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水,蛋白质、脂肪、淀粉等物质的水解也都需要消耗水。考向一围绕ATP的结构与功能,考查生命观念典型例题1(2019天津卷) 下列过程需ATP水解提供能量的是()A唾液淀粉酶水解淀粉B生长素的极性运输C光反应阶段中水在光下分解D乳酸菌无氧呼吸的第二阶段解析:唾液淀粉酶水解淀粉,形成麦芽糖,不消耗能量,A错误;生长素的极性运输
7、是以主动运输的方式,在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端,需要ATP提供能量,B正确;光反应阶段中水在光下分解,需要光能,不需要ATP供能,C错误;乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸,不需要ATP供能,D错误。答案:B考向二围绕ATP的转化和应用,考查社会责任典型例题2(2021广东一模)ATP发光法常用于检测食品中的微生物数量,原理如下:提取食品样品中微生物的ATP,加入荧光素荧光素酶复合物;荧光素酶催化ATP水解释放能量使荧光素发出荧光,通过测定样品中的荧光强度推算出ATP浓度,进而推算出活菌数。下列叙述错误的是()A该反应将化学能转化为光能B检测时,需先将样品中原有的ATP水解酶
8、灭活C荧光素酶催化ATP水解,唯一产物是ADPD荧光强度越大,说明样品中的活菌数目越多解析:根据题干关键词“荧光素酶催化ATP水解释放能量使荧光素发光”可知,是ATP中化学能转化成光能,A正确;如果ATP水解酶没有被灭活,那么会影响荧光素酶催化ATP水解从而影响发光强度,B正确;ATP水解产物有ADP和Pi,C错误;该实验原理是利用荧光强度确定活菌数目,荧光强度越大,说明样品中活菌数目越多,D正确。答案:C1(2021江门一模)ATP是细胞的能量通货。ATP可以在下列哪个生理过程中产生()AH与氧气结合生成水B蛋白质水解为氨基酸C丙酮酸还原为乳酸 DC3被还原为糖类解析:H与氧气结合生成水为有
9、氧呼吸的第三阶段,该阶段产生较多的ATP,A正确; 蛋白质水解为氨基酸不能产生ATP,B错误; 丙酮酸还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段,没有ATP的生成,C错误; C3被还原为糖类消耗ATP,D错误。 答案:A2(2021揭阳一模)存在于膜上的某种质子泵,能催化ATP水解并将H泵至细胞外。下列分析错误的是()A该质子泵具有水解酶的功能BH跨膜运输的方式是协助扩散C细胞内氧气浓度会影响泵出H的速率D该质子泵的作用是使细胞内液的pH升高解析:该质子泵能催化ATP水解,因此这种质子泵具有水解酶的功能,A正确。H跨膜运输要消耗ATP水解释放的能量,属于主动运輸,B错误。细胞内氧气浓度会影响ATP的生成量
10、,因此,会影响泵出H的速率,C正确。该质子泵的作用是将H泵至细胞外,使细胞内液的H数量减少,pH升高,D正确。答案:B3(2021湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是()A这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析:通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;如
11、果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B错误;根据题干信息:进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用,而ATP为其提供了磷酸基团和能量,从而参与细胞信号传递,C正确;温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,D正确。答案:B考点二细胞呼吸的实质、方式与过程1核心概念(1)细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。(必修1 P94)(2)细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。(必修1 P92)(3)有氧呼吸:是指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化
12、作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。(必修1 P93)(4)无氧呼吸:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。(必修1 P94)2有氧呼吸(1)线粒体的结构和功能。线粒体外膜;线粒体内膜;嵴;线粒体基质。线粒体增大膜面积的方式:线粒体内膜向内折叠形成嵴。线粒体的功能:进行有氧呼吸的主要场所。(2)过程:3无氧呼吸(1)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。(2)过程:(教材必修1 P94“小字”)细胞呼吸除了能为生物提供_,还是_。例如,在细胞呼吸过程中产生的_,可转化为_等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与
13、细胞呼吸中间产物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。答案:能量生物体代谢的枢纽中间产物甘油、氨基酸判断正误。1(2021全国乙卷)细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。()提示:细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水。2(2020海南卷)线粒体具有双层膜结构,内、外膜上所含酶的种类相同。()提示:线粒体有两层膜,内膜和外膜,外膜隔绝细胞质与线粒体,使线粒体内反应有序进行,内膜则是为有氧呼吸的酶提供附着位点,二者的功能不同,上面所附着的酶也不一样。3(2019海南卷)植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸。()4(2019海南卷改编)
14、植物细胞在黑夜中既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸。()5(经典高考题)肺炎链球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸。()1细胞呼吸产生的H指的是什么?答案:H实际上是一种十分简化的表示方式。细胞呼吸产生的H指的是氧化型辅酶(NAD)转化成的还原型辅酶(NADH)。2(2019全国卷)假设从培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供_。答案:能量和合成其他物质的原料3(2020全国卷)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有_。答案:减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系
15、的呼吸作用1(生命观念)有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目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呼吸场所第一阶段:细胞质基质第二阶段:线粒体基质第三阶段:线粒体内膜第一阶段:细胞质基质第二阶段:细胞质基质产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量不同点释放能量1 mol葡萄糖释放2 870 kJ的能量,其中977.28kJ左右转移至ATP中1 mol葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ转移至ATP中特点有机物彻底氧化分解,能量完全释放有机物没有彻底氧化分解,能量未完全释放相同点实质分解有
16、机物,释放能量,生成ATP供生命活动利用意义为生命活动提供能量为体内其他化合物的合成提供原料续上表 2(科学思维)判断真核生物细胞呼吸方式的三大依据1线粒体不可以彻底分解葡萄糖真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体,但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解,只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后,丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。2无氧呼吸两个阶段并不都产生ATP无氧呼吸过程中共产生2分子ATP,而这两个ATP均来自第一阶段,第二阶段不产生ATP。3有氧呼吸产生CO2量小于O2消耗量时当有氧呼吸产生CO2量小于O2消耗量时底物并不只有糖,此时可能存在脂质类物质的氧化分解,因为
17、脂肪与葡萄糖相比,含H量高。考向一围绕细胞呼吸的过程,考查生命观念及科学思维典型例题1(2020浙江卷改编)酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示,为相关生理过程。下列叙述正确的是()A释放的能量大多贮存在有机物中B进行的场所是细胞质基质和线粒体C发生时, CO2释放量大于O2吸收量D发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行和解析:释放的少量能量中大部分以热能形式散失,有少部分合成ATP,A错误;进行的场所是线粒体,B错误;是有氧呼吸,CO2释放量等于O2吸收量,C错误;酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸也能进行厌氧呼吸,所以发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行和,D正确。答案:D考向二围绕细胞呼吸类型的
18、判断和有关计算,考查科学思维典型例题2(2020全国卷)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是()A若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸B若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放D若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多解析:若二氧化碳的生成量酒精的生成量,则说明不消耗氧气,故只有无氧呼吸,A正确;若只进行有氧呼吸,则消耗的氧气量生成的二氧化碳量,B正确;若只进行无氧呼吸,说明
19、不消耗氧气,产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正确;若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产酒精,则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量,若无氧呼吸产乳酸,则消耗的氧气量二氧化碳的生成量,D错误。答案:D1(2020山东卷)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是()A“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少解析:由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量,故“瓦堡效应”导致癌
20、细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能,A正确;无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,癌细胞中进行无氧呼吸时,第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP,B错误;由题干信息和分析可知,癌细胞主要进行无氧呼吸,故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用,C正确;由分析可知,无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH,而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH,故消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少,D正确。答案:B2(2020全国卷)照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表:反应部位(1)_叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖丙酮酸等反应名称(2)_光合作用的光反应有氧呼吸
21、的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)_化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)_(5)_解析:(1)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸,反应场所为细胞质基质。(2)由反应产物乙醇、CO2可知,该反应为无氧呼吸。(3)由分析可知,光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能,储存在ATP中。(4)由分析可知,光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。(5)由分析可知,线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2,第三阶段产物为H2O。答案:(1)细胞质基质(2)无氧呼吸(3)光能(4)O2、NADPH(5)H2O、CO2考点三影响细胞呼吸的因素及其应用1内部因素(1)遗传特性:不同
22、种类的植物呼吸速率不同。(2)生长发育时期:同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。(3)器官类型:同一植物的不同器官呼吸速率不同,例如:生殖器官大于营养器官。2外界因素温度;O2浓度;CO2浓度;含水量。(教材必修1 P96“思维训练”)关于线粒体起源“内共生起源假说”的支持证据:线粒体内存在与细菌DNA相似的_;真核细胞内的DNA有极高比例的_经常不表现出遗传效应,线粒体DNA和细菌的却不是这样;线粒体能像_一样进行分裂增殖。答案:环状DNA核苷酸序列细菌判断正误。1(2021湖南卷)破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸。()2(2021河北卷)成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产
23、生ATP,为吸收K提供能量。()3剧烈运动时,氧气供应不足,肌细胞呼吸作用产生的CO2多于其吸收的O2。()提示:剧烈运动时,肌细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸产生的CO2和吸收的O2相等,无氧呼吸时既不消耗O2,也不产生CO2,故剧烈运动时肌细胞呼吸作用产生的CO2等于其吸收的O2。4(2021湛江一模)在低温条件下储藏,可降低荔枝果实的呼吸作用。()5(经典高考题)风干种子中细胞呼吸作用的强度高。()提示:风干的种子中自由水含量极少,细胞呼吸作用强度非常弱,因此有机物消耗减慢。6(2021福建三明三模)翻松土壤能促进根系的有氧呼吸,有利于对腐殖质的吸收。()提示:翻松土壤虽能促进根系的
24、有氧呼吸,但腐殖质中的有机物必须被分解者分解成无机物才能被植物细胞吸收。1(2021江门一模改编)在盐渍土壤中加入生物炭可使土壤具有较丰富空隙结构,土壤通气状况得以改善,且发现其种植的植株叶绿素含量会升高,株高、株重增加,其原因可能是:_。答案:根毛细胞有氧呼吸加强,有利于通过主动运输,吸收土壤中的无机物,促进叶绿素的合成2贮存种子前,往往需要将种子晒干,这样可以延长储藏时间的原因是_。答案:通过晒干可以减少种子中的水分,可减弱细胞呼吸速率,减少有机物消耗,延长种子储藏时间3储藏种子时的氧气浓度是_,其原因是_。答案:低氧此时有氧呼吸和无氧呼吸的强度均较低,消耗有机物的量最少1温度(1)原理:
25、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。(2)曲线模型(如下图所示)。2O2浓度(1)原理: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)曲线模型:O2浓度低时,无氧呼吸占优势。随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强。当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。O2浓度为零时,细胞呼吸强度并不为零,因为此时细胞进行无氧呼吸。(3)应用。选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。稻田定期排水,抑制无
26、氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。3CO2浓度(1)原理: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。(2)曲线模型:(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。4含水量(1)原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。(2)曲线模型:在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢(如图所示)。考向一围绕细胞呼吸的影响因素分析,考查科学思维典型例题1(2021惠州一模)研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低;持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推
27、断错误的是()A冷害初期呼吸作用先增强,有利于抵御寒冷B持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,直接影响可溶性糖合成淀粉C低温时细胞内结合水的比例上升,有利于适应低温环境D低温使根细胞呼吸减弱,吸收矿质营养能力下降解析:冷害初期呼吸作用先增强,有利于释放更多的热能以抵御寒冷,A正确;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,影响能量的产生,会间接影响可溶性糖合成淀粉,B错误; 低温时细胞内结合水的比例上升,抗逆性增强,有利于适应低温环境,C正确;低温使根细胞呼吸减弱,释放的能量减少,吸收矿质营养能力下降,D正确。 答案:B考向二围绕细胞呼吸原理在农业生产中的应用,考查社会责任典型例题2(20
28、21湖南卷)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是()A南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B农作物种子入库储藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,储藏寿命显著延长C油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用解析:南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A正确;种子无氧呼吸会产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下
29、保存,储藏寿命会显著延长,B错误;油料作物种子种含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C正确;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D正确。答案:B1(2021广东一模)某同学将一块做馒头用剩的面团(内有活化的酵母菌)装入一个气密性好的塑料袋中,袋内留一些空气,扎紧袋口后放在饭桌上,3小时后发现袋子明显膨胀,第3天发现面团变酸。相关叙述错误的是()A开始3小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸B酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生CO2C有
30、氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同D面团久放变酸是因为酵母菌无氧呼吸产生乳酸解析:开始3小时内,由于袋内有空气酵母菌会进行有氧呼吸,面团内部酵母菌处于相对缺氧环境也有无氧呼吸,A正确;酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸的产物均有CO2,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中进行,C正确;酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳,D错误。答案:D2(2021厦门三模)图1表示小麦种子细胞内的部分代谢过程,图2表示小麦种子在不同氧气浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。下列叙述正确的是()A图1中过程均能产生ATPB图1中过程仅发生在线粒体内膜C图2中P点对应的氧气浓度适合长期贮存小麦
31、种子D氧气浓度为5%时细胞能进行图1中的过程解析:图1中为细胞呼吸的第一阶段,产生ATP,为无氧呼吸的第二阶段,不产生ATP,为有氧呼吸的第二、三阶段,产生ATP,A错误;图1中过程为有氧呼吸的第二、三阶段,发生的场所为线粒体基质和线粒体内膜,B错误;图2中CO2释放量最低时对应的氧气浓度适合长期储存小麦种子,此时细胞呼吸强度最弱,C错误;氧气浓度为5%时细胞既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,图甲中的过程同时发生,D正确。答案:D考点四(实验)探究酵母菌细胞呼吸的方式【实验原理】(1)酵母菌:酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。(2)细胞呼吸产物的检测。
32、【实验步骤】(1)配制酵母菌培养液(酵母菌葡萄糖溶液)。(2)甲组为有氧条件装置,乙组为无氧条件装置,装置如下图示:图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是消除CO2。图乙中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽氧气。(3)产物的检测。CO2的检测:使澄清石灰水变浑浊,浑浊程度越高,产生的CO2越多;或使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,变化所需时间越短,产生的CO2越多。酒精的检测:应从A、B中取出检测酒精,分别注入编号为1、2的试管中,分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,观察颜色变化。(4)实验现象。条件澄清石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾浓硫
33、酸溶液甲组(有氧)变浑浊/快无变化乙组(无氧)变浑浊/慢出现灰绿色【实验结论】(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精。 【实验技巧】 (1)液滴移动法探究细胞呼吸的方式。探究装置:欲确定某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如图所示(以发芽种子为例):结果结论。实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸左移左移种子进行有氧呼吸时,底物中除糖类外还含有脂质误差
34、校正:为使实验结果更精确,减少无关变量的干扰,还可将装置二中发芽的种子换成煮熟的种子,以排除外界环境因素的干扰。考向一围绕探究酵母菌的呼吸方式实验,考查科学探究典型例题1(2021广东卷)秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图所示)。下列叙述正确的是()A培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2C用甲紫溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量解析:检测乙醇的生成,应取甲瓶中的滤液2 mL注入试管中
35、,再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A错误;CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此乙瓶的溶液不会变成红色,B错误;甲紫用于对染色体着色,线粒体的染色需用健那绿染液,C错误;乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关,因甲瓶中葡萄糖的量一定,因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。答案:D考向二围绕细胞呼吸方式的探究实验分析,考查科学探究典型例题2(2021辽宁朝阳市二模)某生物实验小组为探究酵母菌呼吸方式的有关问题设计如下实验装置。实验中先向气球中加入10 mL含酵母菌的培养液,后向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有30 温水的烧杯中,用重物拴住并固定,再将整个装置置于30 的恒温箱中,下列说法正确的是()A如果将酵母菌换成乳酸菌,其他条件相同且适宜,则会得到相同的结果B为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,应将不含酵母菌的培养液注入气球作为对照实验C如果要确认气球内酵母菌是否进行过无氧呼吸,可以在碱性条件下利用重铬酸钾检测发酵液中是否含有酒精D整个实验过程中,气球的体积先增大后减小解析:酵母菌有氧呼吸过程中吸收的O2和释放的
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