2019-2020学年高考生物大一轮复习学案: 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 细胞呼吸学案.doc
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1、第8讲细胞呼吸考纲要求1.细胞呼吸()。2.实验:探究酵母菌的呼吸方式。考点一细胞呼吸的方式与过程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:是指细胞在氧的参与下,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)。(4)放能: 1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至ATP中,其余能量则以热能形式散失。(5)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸是在温和的条件下进行的;有机物中
2、的能量是逐步释放的;一部分能量储存在ATP中。 3无氧呼吸(1)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。(2)过程第一阶段葡萄糖丙酮酸、H和少量能量第二阶段酒精发酵丙酮酸酒精CO2实例:植物、酵母菌等乳酸发酵丙酮酸乳酸实例:高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等(3)放能:1 mol葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ左右转移至ATP中。1判断关于有氧呼吸的叙述(1)有氧呼吸时,生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解()(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP()(3)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成
3、水()(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中() 2判断关于无氧呼吸的叙述(1)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() (2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供()(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸()(4)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有H的积累()据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程(1)反应中,必须在有氧条件下进行的是,可在人体细胞中进行的是(填序号)。(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,其原因是什么?提示种子在有氧呼吸过程中产生了水。(3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因和根本原因分别是什么? 提示直接原因是催化反应的酶不同,根本原因是基因的
4、选择性表达。 (4)如果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,其原因是什么?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。1有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2细胞呼吸中H和ATP的来源与去向项目来源去向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几乎各项生命活动(除光合作用的暗反应)3.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结(1)水:生成于有氧呼吸第三阶段,场所为线粒体内膜;以反应物参与有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体
5、基质。而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。(2)二氧化碳:在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生,或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。(3)酒精或乳酸:在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。(4)葡萄糖:只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,场所为细胞质基质。(5)丙酮酸:其作为中间产物,在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生,场所为细胞质基质;以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段,前者场所为线粒体基质,后者场所为细胞质基质。(6)氧气:只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段,场所为线粒体内膜。命题点一细胞呼吸过程中物质和能量分析1下图
6、表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,ae表示物质,表示过程。下列有关叙述正确的是()A催化反应和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图中过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATPD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答案D解析题图中过程为无氧呼吸,过程为有氧呼吸,a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精,D项正确;催化反应和的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中,A项错误;无氧呼吸的第一阶段也产生H,B项错误;过程表示无氧呼吸,其中e为酒精,C项错误。2下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙
7、述正确的是()Aa过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成B在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体D人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响答案D解析a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程,无氧呼吸过程不产生H2O,且无氧呼吸产生乳酸的过程也不产生CO2,A项错误;在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸,B项错误;c过程表示ATP水解释放能量,用于各项生命活动,而线粒体是细胞的“动力车间”,是主要的产能场所,不是主要的耗能场所,C项错误;在人体内,肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快,故a过程会受到二者的影响,D项正确。命题点
8、二细胞呼吸类型的判断3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,与短跑等剧烈运动有关;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答案D解析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,
9、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。4不同种类的生物在不同的条件下,细胞呼吸方式不同。若分解底物是葡萄糖,下列对细胞呼吸方式的判断不正确的是()A若只释放CO2,不消耗O2,则细胞只进行无氧呼吸B若既不吸收O2同时也不释放CO2,则说明该细胞已经死亡C若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸D若CO2的释放量等于O2的吸收量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸答案B解析细胞只进行无氧呼吸,释放CO2,不消耗O2,
10、A项正确;若既不吸收O2也不释放CO2,也有可能是进行无氧呼吸中的乳酸发酵,B项错误;细胞进行有氧呼吸时释放的CO2量等于O2的吸收量,若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,C项正确;细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸时,CO2的释放量等于O2的吸收量,D项正确。判断细胞呼吸方式的三大依据命题点三有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算5现有一瓶葡萄糖液,内置有适量的酵母菌,经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为76,这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)()A有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸B有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸C有2/3
11、的酵母菌在进行有氧呼吸D有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸答案C解析有氧呼吸中吸收的O2与生成的CO2的物质的量之比为11,无氧呼吸中不消耗O2,消耗1 mol葡萄糖生成2 mol CO2。假设进行有氧呼吸的酵母菌的比例为X,则进行无氧呼吸的酵母菌的比例为1X,故6X2(1X)(6X)76,解得X2/3,故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。6有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。据图中信息推断,错误的是()A当O2浓度为a时,酵母菌没有进行有氧呼吸,只进行无氧呼吸B当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同C当O2浓度为c时,有2/
12、5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵Da、b、c、d 4种不同O2浓度下,细胞都能产生H和ATP答案C解析当O2浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相等,说明此时只进行无氧呼吸,A项正确;当O2浓度为b时,产生CO2的量多于产生酒精的量,说明酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸,当O2浓度为d时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行有氧呼吸,因此b、d的细胞呼吸过程有所不同,B项正确;当O2浓度为c时,产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2,需要消耗3 mol葡萄糖,剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸,需消耗1.5 mol葡萄糖,因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵,C项错误;无论是无氧呼吸还是
13、有氧呼吸都能产生H和ATP,D项正确。细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)(1)有氧呼吸时:C6H12O6O2CO2166。(2)无氧呼吸时:C6H12O6CO2酒精122或葡萄糖乳酸12。(3)消耗等量的C6H12O6时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为13。(4)消耗等量的C6H12O6时,有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为34。考点二影响细胞呼吸的外界因素及其应用1温度(1)原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。(2)曲线模型(如下图)(3)应用2O2浓度(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的
14、,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)。(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(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。(2)曲线模型(如图)(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO
15、2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)特点: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)。(3)应用(1)同一叶片在不同生长发育时期,其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()(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏()(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)皮肤破损较深的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清()(6)剧烈运动时,氧气供应不足,肌肉细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸()氧气影响细
16、胞呼吸的曲线分析(1)O2浓度在2.5%10%之间时、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%之间时,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,ABBC,此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,二者消耗的葡萄糖是不是也一样多?提示不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出:有氧呼吸时,1C6H12O66CO2;无氧呼吸时,1C6H12O62CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,二者消耗的葡萄糖之比是13。(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,
17、因为此时总CO2释放量最少,有机物的损耗最少。命题点一单因素对细胞呼吸的影响分析1(2017鹤壁第二次段考) “有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇,得到很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。下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。结合所学知识,分析下列说法正确的是()Aab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答案D解析从图中乳酸含量和O
18、2消耗速率变化可判断,ab段为有氧呼吸,bc段开始出现无氧呼吸,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,无氧呼吸强度逐渐上升,A项错误;运动强度大于c后,虽然无氧呼吸增强,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。2将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后,贮藏在温度为1 的冷库内,另一份则始终贮藏在1 的冷库内。从采摘后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放
19、量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示的曲线。下列结论正确的是()A贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸B第10 d时,细胞中的ATP完全来自线粒体C第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组D第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多答案C解析根据曲线中第10 d后二氧化碳与氧气的比值大于1可知,两组蓝莓均可进行无氧呼吸,A项错误;第10 d时二氧化碳与氧气的比值等于1,细胞只进行有氧呼吸,此时细胞中的ATP来自线粒体和细胞质基质,B项错误;第20 d,未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值更大,说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多,因此
20、,未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组,C项正确;第40 d,未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值为2,假设有氧呼吸吸收的氧气量为a,则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为a,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式,可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2,D项错误。命题点二多因素对细胞呼吸的影响分析3如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述错误的是()AO2浓度为0时,细胞中能够产生H的场所是细胞质基质BO2浓度低于20%时,30 、35 两温度对有氧呼吸速率影响不大C由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30 和35 之间D与b点相比,限制c点有氧呼吸速
21、率的因素有O2浓度和温度答案C解析O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生H的场所只有细胞质基质,A项正确;O2浓度低于20%时,30 和35 两曲线重合在一起,说明此O2浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大,B项正确;由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度在30 左右,C项错误;与b点相比,限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度,D项正确。4为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是()O2 含量温度0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%3 6.23
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