2025版高考生物一轮复习第5章细胞的能量供应和利用3ATP的主要来源-细胞呼吸教案新人教版必修1

PAGE13-ATP的主要来源——细胞呼吸考点一有氧呼吸和无氧呼吸1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较：(1)区分：项目有氧呼吸无氧呼吸条件须要O2、酶和相宜的温度不须要O2，须要酶和相宜的温度场所第一阶段：细胞质基质；其次阶段：线粒体基质；第三阶段：线粒体内膜第一阶段：细胞质基质；其次阶段：细胞质基质产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量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(2)联系。①第一阶段完全相同。②分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动利用。(3)意义。①为生命活动供应能量。②为体内其他化合物的合成供应原料。2.有氧呼吸和无氧呼吸过程图解：3.反应式分析：(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：(2)反应物和产物。①CO2：CO2是其次阶段产生的，由丙酮酸和水反应生成，产生场所是线粒体基质。②O2：O2参加了第三阶段，和[H]结合生成水，产生场所是线粒体内膜。③水：有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于其次阶段，生成物中的水产生于第三阶段。4.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：来源去路有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸[H]葡萄糖和水葡萄糖与O2结合生成H2O还原丙酮酸ATP三个阶段都产生只在第一阶段产生用于各项生命活动5.不同生物无氧呼吸产物归纳推断细胞呼吸方式的三大技巧【典例】(2024·全国卷Ⅱ)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 ()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】选B。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，A项错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的其次阶段由丙酮酸转化成乳酸，B项正确；无氧呼吸产生丙酮酸发生在第一阶段，该过程产生少量ATP，C项错误；氧气浓度上升，抑制无氧呼吸，不会增加酸味的产生，D项错误。(2024·开封模拟)将苹果贮存在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时，其O2的消耗量和CO2产生量如表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是 ()氧浓度(%)abcdeCO2产生量(mol/min)1.21.01.31.63.0O2的消耗量(mol/min)00.50.71.23.0A.氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行B.氧浓度为c时，苹果产生C2H5OH的量为0.6mol/minC.氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵D.氧浓度为b时，较相宜苹果的贮存【解析】选C。氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸消耗的氧气量为0，表明细胞只进行无氧呼吸，此时苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行，不在线粒体中进行，A正确；氧浓度为c时，苹果无氧呼吸产生的CO2量为1.3-0.7=0.6mol/min，而产生C2H5OH的量与无氧呼吸产生的CO2量相等，也为0.6mol/min，B正确；氧浓度为d时，有氧呼吸产生的CO2量为1.2mol/min，消耗的葡萄糖为0.2mol/min；无氧呼吸产生的CO2量为0.4mol/min，消耗的葡萄糖为0.2mol/min，故氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵，C错误；氧浓度为b时，呼吸作用强度最低，故在表格中氧浓度为b时较相宜苹果的贮存，D正确。【加固训练】1.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等猛烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是 ()A.消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的[H]少B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自线粒体基质【解析】选D。快肌纤维几乎不含线粒体，说明快肌纤维主要进行无氧呼吸，消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维进行无氧呼吸比慢肌纤维进行有氧呼吸产生的[H]少，A项正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖在细胞质基质中产生丙酮酸、少量ATP和[H]，B项正确；短跑时快肌纤维进行无氧呼吸，从而产生大量乳酸，使人体产生酸痛感觉，C项正确；有氧呼吸在第三阶段产生大量ATP，这一阶段发生的场所是在线粒体内膜上，D项错误。2.(2024·太原模拟)如图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下面对其分析不正确的是 ()A.①产生的[H]可在②过程中将三碳化合物还原B.[H]经⑤转移到水中，其过程需氧气参加C.能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦D.长在向阳坡上的小麦比长在背阳坡上的小麦①过程旺盛【解析】选C。图中①光反应产生的[H]和ATP，可在②暗反应过程中将三碳化合物还原，故A正确；在有氧呼吸的第三阶段，[H]和氧气结合形成水，故B正确；形成ATP的过程有光反应、无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸的三个阶段，即①⑤⑥，故C错误；向阳坡光照强度比背阳坡强，长在向阳坡上的小麦光反应速率较快，光合作用速率也较快，故D正确。考点二影响细胞呼吸的因素1.内部因素：基因酶不同植物的呼吸速率不同同一植物不同部位呼吸速率不同同一植物不同发育时期呼吸速率不同2.外部因素：(1)温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的分析：因素温度CO2浓度H2O影响机理影响呼吸酶的活性高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应在肯定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加曲线模型实践应用零上低温下储存种子、蔬菜、水果，大棚种植夜间适当降低温度增加CO2的浓度，可提高蔬菜和水果的保鲜效果粮食在收仓前要进行晾晒处理，干种子萌发前要进行浸泡处理(2)氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析。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曲线分析：a.O2浓度=0时，只进行无氧呼吸。b.0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。c.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。d.O2浓度=5%时，有机物消耗最少。③应用。a.中耕松土促进植物根部有氧呼吸。b.无氧发酵过程须要严格限制无氧环境。c.低氧仓储粮食、水果和蔬菜。【高考警示】影响细胞呼吸的外界因素应用的两点提示(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。①若须要增加细胞呼吸强度，可以实行供水、升温、高氧等措施。②若需降低细胞呼吸强度，可以实行干燥、低温、低氧等措施。(2)储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同。①蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。②种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。【典例】如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度改变的影响。下列有关叙述中不正确的是 ()A.番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8℃时比15℃时更强C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关【解题指南】解答本题时需：(1)具备识图读图实力。(2)了解影响细胞呼吸的因素。【解析】选C。番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，场所分别是线粒体和细胞质基质，A项正确。由题图可以看出，8℃时黑暗条件下与光照条件呼吸强度差值比15℃时大，即抑制作用更强，B项正确。由题图可以看出，低温、光照条件下更有利于番茄果实的贮存，C项错误。温度降低，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D项正确。(1)种子、水果和蔬菜在储存时仍进行细胞呼吸，从影响细胞呼吸的因素方面考虑，保存种子、水果和蔬菜的环境条件是什么？提示：低温、低氧。缘由是低温、低氧可以降低细胞呼吸速率。(2)若植物长期被水淹，简单出现烂根现象，缘由是无氧呼吸产生酒精等。“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到许多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学学问，分析下列说法正确的是 ()A.ab段为有氧呼吸，bc段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd段为无氧呼吸B.运动强度大于c后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中D.若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力【解析】选D。从图中乳酸含量和O2消耗速率改变可推断，ab段为有氧呼吸，bc段起先出现无氧呼吸，cd段有氧呼吸和无氧呼吸并存，但bc段有氧呼吸占优势，cd段有氧呼吸强度不再增加，无氧呼吸强度渐渐上升，A项错误；运动强度大于c后，虽然无氧呼吸增加，但人体无氧呼吸不产生CO2，有氧呼吸中CO2的产生量等于O2的消耗量，B项错误；无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍储存有部分能量，C项错误；当运动强度长时间超过c点时，无氧呼吸产生的乳酸增加，会使肌肉酸胀乏力，D项正确。【加固训练】甲、乙两图均表示氧浓度对细胞呼吸(底物为葡萄糖)的影响，下列相关叙述中正确的是()A.甲图中，氧浓度为a时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精B.甲图中，氧浓度为d时只进行有氧呼吸C.乙图中，储存种子或水果时，A点对应的氧浓度最相宜D.依据乙图可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸【解析】选B。甲图中氧浓度为a时只释放CO2而不汲取O2，说明此时只进行无氧呼吸，产物是酒精和CO2，A错误；当氧浓度为d时CO2释放量等于O2汲取量，说明此时只进行有氧呼吸，B正确；乙图中C点时有机物消耗量最少，C点对应的条件最适于储存种子或水果，C错误；氧气没有抑制有氧呼吸的作用，D错误。考点三探究酵母菌的呼吸方式1.试验原理：2.试验步骤：3.试验现象：条件澄清石灰水的改变锥形瓶内溶液的改变甲组变混浊快无改变乙组变混浊慢出现灰绿色4.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，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。【高考警示】探究酵母菌细胞呼吸方式试验中的四点留意事项(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是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。(3)甲、乙两组为对比试验，设置的是有氧、无氧条件，不能用比照试验的观点来分析甲、乙两组试验。(4)不同生物无氧呼吸的产物不同，干脆缘由是催化反应的酶不同，根本缘由是所含的基因不同。5.细胞呼吸方式的试验探究拓展：(1)试验装置(以萌发种子为例)：(2)试验原理。①萌发种子的作用：萌发种子细胞呼吸汲取O2、释放CO2都会影响装置中气体的体积，进而导致着色液滴的移动。②装置一中NaOH溶液的作用：汲取细胞呼吸产生的CO2。③两装置中着色液滴移动及测定的呼吸方式：比较项目装置一装置二着色液滴移动缘由细胞呼吸汲取O2细胞呼吸释放CO2与汲取O2的差方向左移或不动不动或右移测定的呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸(3)试验现象和结论：试验现象试验结论装置一液滴装置二液滴不动不动无细胞呼吸不动右移只进行无氧呼吸左移右移既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸说明：若测定生物材料进行无氧呼吸产生乳酸，则无法用此方法测定。(4)物理误差的校正。为解除温度、气压等无关变量的干扰，可设置比照装置。比照装置与装置二相比，不同点是用煮熟的种子代替发芽种子，其余均相同。【典例】(2024·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培育液，密封后在最适温度下培育。培育液中O2和CO2相对含量改变如图。有关分析错误的是()A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时，培育液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10℃培育，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.试验后的培育液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【解题指南】解答本题须要厘清两个关系：关系一：培育液中O2的相对含量改变反映酵母菌的有氧呼吸。关系二：培育液中CO2的相对含量改变反映酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸。【解析】选C。本题通过图形考查有氧呼吸、无氧呼吸的过程、影响细胞呼吸的因素等。据图分析可知，探究酵母菌呼吸方式的装置是封闭的，t1→t2随着O2消耗，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A项正确；t3时，O2浓度几乎为0，酵母菌只进行无氧呼吸，t1时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，且t3时培育液中CO2相对含量远大于t1时，所以消耗葡萄糖的速率总是t3>t1，B项正确；此试验数据是在最适温度下获得的，故降低10℃，与细胞呼吸相关的酶的活性降低，O2相对含量达到稳定所需时间变长，C项错误；该试验装置在密闭的环境中无氧呼吸产生了酒精，其培育液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，D项正确。【易错提示】本题易错选B项。培育液中葡萄糖的消耗速率要看单位时间内葡萄糖的消耗量，而不能依据图中纵坐标所标识的培育液气体相对含量推断。通过细胞呼吸的过程可知，产生相同含量的二氧化碳时，无氧呼吸消耗的葡萄糖速率较大。上题题干中锥形瓶“在最适温度下培育”的目的是什么？提示：保持最适温度能最大限度降低温度条件的干扰，有利于酵母菌进行细胞呼吸。如图所示装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错