2024高考生物一轮复习第三单元第9讲细胞呼吸教案新人教版

PAGE14-第9讲细胞呼吸考点一细胞呼吸的方式和过程1.细胞呼吸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,释放出能量并生成ATP的过程。2.有氧呼吸(1)概念:是指细胞在氧的参加下,通过多种酶的催化作用,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。(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)3.无氧呼吸(1)概念:是指细胞在没有氧气的参加下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,释放少量能量,生成少量ATP的过程。(2)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。(3)过程(4)反应式①产物为酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。②产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3+少量能量。(5)产能状况①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。[纠误诊断](1)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)提示:[H]与氧结合生成水的过程发生在线粒体内膜上。(2)线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(×)提示:在线粒体中参加氧化分解的是丙酮酸。(3)检验酵母菌培育过程中是否产生CO2,可推断其呼吸方式。(×)提示:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。(4)有氧呼吸其次、三阶段都能产生大量ATP。(×)提示:有氧呼吸其次阶段产生少量的ATP。(5)无氧呼吸不须要O2参加,最终有[H]的积累。(×)提示:无氧呼吸其次阶段消耗[H],[H]被用于还原丙酮酸。(6)人体猛烈运动时,汲取的氧气与释放的CO2量相等。(√)1.据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程(1)反应①②③④中,必需在有氧条件下进行的是②,可在人体细胞中进行的是①②④(填序号)。(2)粮食贮存过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,其缘由是什么?种子在有氧呼吸过程中产生了水。(3)假如有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比为1∶3。(4)假如是以脂肪为底物进行有氧呼吸,消耗O2的量要大于产生CO2的量,其缘由是什么?提示:与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。2.细胞呼吸中能量的释放与去向3.比较有氧呼吸与无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸反应条件须要O2、酶不须要O2,须要酶呼吸场所细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜细胞质基质产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量释放有机物彻底氧化分解,释放大量能量有机物分解不彻底,能量释放较少实质分解有机物,释放能量,生成ATP意义①为各项生命活动供应能量;②为体内其他化合物的合成供应原料联系第一阶段相同4.某同学做了如下试验:取A、B两支试管,在A管中加入煮熟的蚕豆子叶,B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注:甲烯蓝氧化态为蓝色,接受氢后为无色),一段时间后倒出溶液,两管中的子叶都呈蓝色,然后,两管分别加水沉没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油,37℃保温一段时间后,发觉A管中的子叶不变色,B管中的子叶蓝色变浅。请思索分析:(1)B管中子叶蓝色变浅的缘由是什么?提示:B管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。(2)A管子叶为什么不变色?试验中设置A管的目的是什么?提示:A管中子叶细胞死亡,无呼吸作用。试验中设置A管的目的是作比照。题型一细胞呼吸的类型和过程1.(2024·全国Ⅱ卷)马铃薯块茎贮存不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(B)A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎贮存库中氧气浓度的上升会增加酸味的产生解析:马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,没有葡萄糖;马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段是葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在其次阶段转化成乳酸;马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段,会生成少量ATP;马铃薯块茎贮存时,氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸,酸味会减小。2.(2024·河北衡水调研)如图表示人体中细胞呼吸的过程,数字代表反应过程。下列叙述正确的是(C)A.过程①代表人体细胞中糖原或淀粉的水解B.过程②后,葡萄糖分子中少部分化学能存在于丙酮酸中C.过程③只发生在线粒体中D.过程④产生的乳酸可在原细胞中再生成葡萄糖解析:人体细胞没有淀粉的水解过程;过程②后,葡萄糖分子中大部分化学能存在于丙酮酸中;人体细胞中过程③只发生在线粒体中;肌肉细胞中产生的乳酸能在肝脏细胞中再生成葡萄糖,不能在肌肉细胞中再生成葡萄糖。细胞呼吸的场所与过程的四点提示(1)不同生物无氧呼吸的产物不同,其干脆缘由在于催化反应的酶不同,根本缘由在于限制酶合成的基因不同。(2)细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形式储存在ATP中。(3)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸,人体无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。(4)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。题型二细胞呼吸方式的推断与综合3.(2024·山东日照期末)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述,错误的是(A)A.猛烈运动时产生的CO2主要来自细胞质基质B.无氧呼吸可能会发生在含有氧气的一些细胞中C.有氧呼吸和无氧呼吸过程中的能量都是逐步释放的D.消耗等量的葡萄糖,无氧呼吸产生的[H]比有氧呼吸少解析:人体细胞呼吸产生的CO2来自线粒体,猛烈运动时肌肉细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,无氧呼吸产生的是乳酸。4.(2024·河北衡水调研)将酵母菌置于20℃和40℃的密闭条件下,分别培育6h和12h后,酵母菌细胞呼吸产生的CO2量的状况如下表所示。下列有关分析错误的是(C)温度20℃40℃培育时间6h12h6h12hCO2产生量+++++++++++++++(“+”的多少与CO2产生量成正比)A.肯定条件下,酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2B.在肯定的范围内,温度上升,细胞呼吸酶的活性变大,相同时间内细胞呼吸产生的CO2量增多C.20℃条件下,酵母菌在前6h消耗的葡萄糖的量比后6h消耗的多D.40℃条件下,培育酵母菌6h,培育液中的葡萄糖可能已经被消耗完解析:在肯定条件下,酵母菌能进行无氧呼吸,也能进行有氧呼吸,CO2产生的场所分别为细胞质基质和线粒体;肯定温度范围内,呼吸酶的活性随着温度上升而上升,细胞呼吸速率随之加快;20℃条件下,随着CO2产生量的增多,酵母菌无氧呼吸速率增大,但不知道无氧呼吸和有氧呼吸产生CO2的比率,因而无法确定消耗的葡萄糖量;40℃条件下,6h和12h产生的CO2量相同,所以可能是葡萄糖被消耗完。细胞呼吸方式的推断依据考点二影响细胞呼吸的因素及应用1.温度(1)影响原理:温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。(2)曲线分析:①a点为该酶的最适温度,细胞呼吸速率最快。②温度低于a时,随温度降低,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。③温度高于a时,随温度上升,酶活性下降,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。(3)实际应用①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可延长保鲜时间。②促进生长:温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可降低细胞呼吸,削减有机物的消耗,提高蔬菜的产量。2.氧气(1)影响原理: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①O2浓度低时,无氧呼吸占优势。②随O2浓度增大,无氧呼吸渐渐被抑制,有氧呼吸不断加强。③当O2浓度达到肯定值后,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)。(3)应用①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。②作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。④稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。3.二氧化碳(1)影响原理:CO2是细胞呼吸的终产物,积累过多会抑制细胞呼吸。(2)曲线分析(3)实际应用保鲜:地窖中CO2浓度高,有利于蔬菜水果的储存。4.水含量(1)影响原理①主要是间接影响:很多生化反应需在水中才能进行,自由水含量上升,细胞呼吸加快。②干脆影响:水是有氧呼吸的反应物之一。(2)实际应用①抑制细胞呼吸:晒干的种子自由水含量降低,细胞呼吸减慢,更有利于储存。②促进细胞呼吸:浸泡种子有利于种子的萌发。[纠误诊断](1)同一叶片在不同生长发育时期,其细胞呼吸速率相同。(×)提示:不同发育时期的叶片细胞呼吸速率有差异。(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(×)提示:无氧环境中,细胞无氧呼吸消耗的有机物较多。(3)粮食种子相宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中贮存。(×)提示:粮食种子应贮存在干燥环境中。(4)温室大棚中,可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(√)(5)破伤风杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖,缘由是伤口深处氧气缺乏。(√)1.下图是以糖类为细胞呼吸底物的植物器官氧气浓度影响细胞呼吸的曲线。请回答:(1)O2浓度在2.5%～10%时、在10%以上时,该器官的细胞呼吸方式有什么不同?提示:O2浓度在2.5%～10%时,进行有氧呼吸和无氧呼吸;O2浓度在10%以上时,只进行有氧呼吸。(2)O2浓度为C时,AB=BC,此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,两者消耗的葡萄糖是不是也一样多?提示:不是。依据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出:有氧呼吸时,1C6H12O6→6CO2;无氧呼吸时,1C6H12O6→2CO2,所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,两者消耗的葡萄糖量之比是1∶3。(3)在保存蔬菜、水果时,应选择哪一点对应的O2浓度?为什么?提示:应选择R点对应的O2浓度,因为此时总CO2释放量最少,有机物的损耗最少。[深度思索]大豆种子萌发过程中,氧气消耗量等于CO2释放量时,大豆种子只进行有氧呼吸吗?提示:大豆种子富含脂肪,而脂肪氧化分解时耗氧量大于CO2释放量,故当二者相等时,大豆种子应当还在进行肯定量的无氧呼吸。2.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等,其缘由是什么?提示:密封的地窖CO2浓度高,能够抑制细胞呼吸,削减有机物的消耗。3.夏季,池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象,缘由是什么?提示:黎明时分水中的溶解氧不足,水体表层的溶解氧相对较高,因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。[深度思索]为什么黎明时,水中的溶解氧不足?提示:水体中的溶解氧主要来自水体中藻类植物的光合作用,夜间藻类植物的光合作用停止,而藻类和鱼的呼吸作用始终存在,溶解氧经一夜消耗,黎明时最低。题型一环境因素对细胞呼吸的影响1.(2024·云南曲靖一中期末)探讨发觉,冬小麦在秋冬受低温攻击时,呼吸速领先上升后降低。持续的冷害使根生长迟缓,汲取实力下降,但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是(D)A.冷害初期呼吸作用增加,有利于抵挡寒冷B.持续低温使根细胞呼吸减弱,汲取矿质养分实力下降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.持续低温使线粒体内氧化酶活性增加,促进淀粉分解为可溶性糖解析:冷害初期呼吸作用增加,释放能量增加,利于抵挡寒冷;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,供能削减,汲取矿质养分实力下降;低温时细胞内结合水含量增加,自由水含量降低,细胞液浓度上升,有利于适应低温环境;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,氧化酶与淀粉分解无关。2.(2013·福建卷)为探讨淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结果如图。请回答:(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是,

分析图中A、B、C三点,可知点在单位时间内与氧结合的[H]最多。

(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有作用,其中mmol·L-1的KNO3溶液作用效果最好。

(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍,地上部分叶色变黄,叶绿素含量削减,使光反应为暗反应供应的[H]和削减;根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增加,试验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标?请分析说明:。

解析:(1)细胞有氧呼吸其次阶段生成CO2,场所在线粒体基质中。由图可知,有氧呼吸速率以O2的消耗速率为检测指标,A、B、C三点O2的消耗速率为A>B>C,因此,单位时间内A点与氧结合的[H]最多。(2)分析题图知,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用,并且在肯定浓度范围内,KNO3溶液浓度越大,有氧呼吸速率下降幅度越小,因此30mmol·L-1KNO3溶液作用效果最好。(3)叶绿素含量削减时,汲取的光能削减,使光反应为暗反应供应的[H]和ATP削减;根细胞进行无氧呼吸也可产生CO2,故不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。答案:(1)线粒体基质A(2)减缓30(3)ATP不能,因为无氧呼吸可能会产生CO2题型二细胞呼吸原理的应用3.(2024·全国Ⅱ卷)有些作物的种子入库前须要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是(C)A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大解析:风干种子细胞中自由水含量削减,细胞呼吸作用强度降低,有机物的消耗慢;由于风干种子细胞中自由水含量削减,微生物不易在其上生长繁殖;风干种子细胞中自由水的含量相对少,结合水与自由水的比值增大。4.(2024·山东潍坊期中)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是(B)A.稻田须要定期排水,防止幼根缺氧变黑腐烂B.提倡慢跑有助于避开肌细胞通过无氧呼吸大量积累乳酸和CO2C.利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气D.皮肤破损较深的患者,应刚好到医院注射破伤风抗毒血清解析:稻田须要定期排水,防止幼根缺氧进行无氧呼吸产生酒精损害细胞,使根变黑腐烂;提倡慢跑有助于避开肌细胞通过无氧呼吸产生乳酸,但肌肉细胞无氧呼吸不会产生CO2;乳酸菌是厌氧菌,因此利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气;皮肤破损较深的患者,易感染厌氧型破伤风杆菌,应刚好到医院注射破伤风抗毒血清。细胞呼吸原理的应用(1)在生产或生活实践中,若须要增加相关植物或其器官的细胞呼吸强度,可实行供水、升温、高氧等措施;若需减弱细胞呼吸强度,可以实行干燥、低温、低氧等措施。(2)蔬菜、水果在贮存时都应在低温低氧条件下,种子应保持干燥,而蔬菜、水果应保持肯定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温。(3)水稻等植物长期水淹后烂根的缘由是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的缘由是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(4)分析题目给定的生产生活实际情境,推断是须要促进细胞呼吸还是须要抑制细胞呼吸。例如,中耕松土,促进细胞呼吸;储存种子,抑制细胞呼吸。考点三试验:探究酵母菌细胞呼吸的方式1.试验原理(1)酵母菌是一种兼性厌氧真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。(2)产物检测原理产物试剂现象(颜色改变)CO2澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝水溶液蓝色→绿色→黄色酒精酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液橙色→灰绿色2.试验过程(1)配制酵母菌培育液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液,分别装入A、B两锥形瓶中。(2)设计对比试验:①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是除去空气中的CO2。②乙组中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瓶中原有的氧气。③CO2检测:视察两组装置中澄清石灰水的改变。④酒精检测:取A、B瓶中滤液各2mL分别注入两支干净的试管中,向两试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液0.5mL,并振荡,视察试管中溶液的颜色改变。(3)检测及试验现象:条件澄清石灰水改变快慢酸性重铬酸钾溶液颜色甲组(有氧)变混浊快橙色乙组(无氧)变混浊慢灰绿色3.试验结论(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,在无氧条件下产生酒精,还产生少量的CO2。1.试验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比试验,设置的是有氧、无氧条件。2.无关变量限制(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混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是酵母菌无氧呼吸产生的。题型一考查试验原理和操作1.(2024·河北衡水金卷)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式试验的叙述正确的是(C)A.选择酵母菌为试验材料是因为酵母菌是自养兼性厌氧型微生物,易于培育B.通过设置有氧(比照组)和无氧(试验组)的比照,易于推断酵母菌的呼吸方式C.将进气管、排气管与锥形瓶连接后须要进行气密性检查,确保不漏气D.试验的因变量是澄清石灰水是否变混浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色改变解析:在探究酵母菌细胞呼吸方式的试验中,选择酵母菌作为试验材料是因为酵母菌具有兼性厌氧且易于培育的特点,但它不是自养型生物;在该试验中所设置的有氧组和无氧组都是试验组,是为了相互对比,易于推断酵母菌的呼吸方式;为了保证明验结果的精确性,将进气管、排气管与锥形瓶连接后通常须要进行气密性检查,确保不漏气;本试验的因变量是酵母菌CO2产生的快慢和是否有酒精生成。2.(2024·山西太原月考)下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的试验装置,有关说法错误的是(D)A.有氧条件下的装置序号依次是④→①→③,一般④前需接橡皮球或气泵B.无氧条件下的装置序号依次是②→③,一般需将②瓶放置一段时间后再连通③C.若溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,则说明有CO2产生D.③瓶中的澄清石灰水还可以用酸性重铬酸钾溶液替代,以检测是否产生CO2解析:设置有氧条件要通入空气,并且要除去空气中的CO2,防止CO2对试验结果造成干扰,所以有氧条件下的装置序号是④→①→③;为了避开锥形瓶空气中CO2和O2对试验的影响,需先放置一段时间,再由②连接③;溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,则说明有CO2产生;酸性重铬酸钾溶液用来检测酒精,不能检测CO2。题型二试验拓展考查3.(2024·河北衡水金卷)某