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細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第8講第三單元:細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用考點(diǎn)由高考知核心知識點(diǎn)預(yù)測細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用(2023·浙江)酵母菌呼吸方式(2022·江蘇)酵母菌呼吸方式(2022·重慶)酵母菌呼吸方式(2024·山東、2024·廣東、2024·安徽)細(xì)胞呼吸的影響因素(2023·湖南)呼吸作用的應(yīng)用(2023·山東)細(xì)胞呼吸的影響因素(2022·海南)呼吸作用的應(yīng)用(2024·甘肅、2024·安徽)呼吸作用的過程(2023·廣東、2023·浙江、2023·山東、2023·全國)呼吸作用的過程(2022·全國、2022·浙江、2022·山東、2022·北京、2022·廣東)呼吸作用的過程題型:選擇題、解答題內(nèi)容:①呼吸作用的類型、或結(jié)合課本其他基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)考查課本內(nèi)結(jié)本實(shí)驗(yàn)知識②常結(jié)合物質(zhì)出入細(xì)胞方式、光合作用、生物技術(shù)等綜合考查1高考解讀核心提要素養(yǎng)體現(xiàn)生命觀念:細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)與能量的變化,體現(xiàn)物質(zhì)與能量觀。科學(xué)思維:歸納比較有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別。科學(xué)探究:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。社會責(zé)任:利用細(xì)胞呼吸原理解決人的生活健康和社會實(shí)踐問題。課標(biāo)要求目錄考點(diǎn)一考點(diǎn)二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式細(xì)胞呼吸類型的判斷及相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)三細(xì)胞呼吸的方式和過程細(xì)胞呼吸的影響因素及其應(yīng)用考點(diǎn)四細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用
考點(diǎn)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【復(fù)習(xí)目標(biāo)】通過探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn),了解酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的條件和產(chǎn)物,以及鑒定其產(chǎn)物的方法,總結(jié)細(xì)胞呼吸的類型。復(fù)習(xí)指導(dǎo)閱讀教材P90-91內(nèi)容,解決以下問題:(3min)1.選用酵母菌作為此實(shí)驗(yàn)研究對象的原因?2.本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么?如何控制?3.本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么?怎樣鑒定有無CO2的產(chǎn)生?如何比較CO2產(chǎn)生量的多少?怎樣鑒定有無酒精的產(chǎn)生?4.有哪些無關(guān)變量?1.酵母菌:一實(shí)驗(yàn)原理是單細(xì)胞真菌,其在有氧和無氧條件下都能生存,屬于_____________。其有氧呼吸產(chǎn)生_____________,無氧呼吸產(chǎn)生_____________。兼性厭氧菌酒精和CO2CO2和H2O變量處理方法自變量有氧條件是否產(chǎn)生CO2用澄清石灰水是否產(chǎn)生酒精無氧條件密封因變量橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下,與酒精發(fā)生反應(yīng),變成灰綠色。通氣溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——控制變量無關(guān)變量:酵母菌培養(yǎng)液的濃度以及培養(yǎng)液的用量、培養(yǎng)時間、溫度等。2.呼吸作用裝置圖示使用前需煮沸,目的是滅菌,排除其他微生物呼吸作用的干擾。(同時需要是等滲溶液,保證酵母菌的活性)二實(shí)驗(yàn)步驟1.配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+5%葡萄糖溶液)接橡皮球(或氣泵)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水除去空氣中的CO2,保證澄清石灰水變混濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生CO2所致。封口放置一段時間?B瓶在封口后,培養(yǎng)液上方還存在一定量的O2,需靜置一段時間耗盡瓶中的O2。取A、B瓶中濾液各2mL分別注入A、B兩支干凈的試管中。向兩試管中分別滴加0.5mL溶有
0.1g____________的濃硫酸溶液并振蕩。重鉻酸鉀2.檢測是否有酒精產(chǎn)生三觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水1.檢測是否有CO2產(chǎn)生澄清石灰水的混濁程度/出現(xiàn)變化的快慢注意:葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色反應(yīng),故需要將酵母菌的培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡葡萄糖。如何比較CO2產(chǎn)生量的多少?溴麝香草酚藍(lán)溶液變黃的時間條件澄清石灰水的混濁程度/出現(xiàn)變化的快慢重鉻酸鉀的濃硫酸溶液有氧變混濁程度____/快無變化無氧變混濁程度____/慢出現(xiàn)______色高低灰綠①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。②在有氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生______________。少量CO2和酒精(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論四實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論【拓展延伸】探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的其他裝置②管口2與澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)溶液的試劑瓶相連,檢測CO2的產(chǎn)生情況。①一組閥a打開,探究有氧條件下的呼吸方式;另一組閥a關(guān)閉,探究無氧條件下的呼吸方式。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,打開閥b,通過管口3檢測酒精的產(chǎn)生情況。選修三P8對比實(shí)驗(yàn)在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中,需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式,這兩個實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的,通過對比可以看出氧氣條件對細(xì)胞呼吸的影響。對比實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。舉例概念設(shè)置兩個或兩個以上的實(shí)驗(yàn)組,通過對結(jié)果的比較分析,來探究某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的影響,這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對比實(shí)驗(yàn),也叫相互對照實(shí)驗(yàn)。科學(xué)方法1.教材中對比實(shí)驗(yàn)的實(shí)例有_____________________(填序號)。①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式②魯賓和卡門用同位素示蹤的方法研究光合作用中氧氣來源的實(shí)驗(yàn)③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標(biāo)記T2
噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)④恩格爾曼用水綿、需氧細(xì)菌等材料做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域⑤科學(xué)家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接實(shí)驗(yàn)⑥探究溫度對酶活性的影響⑦質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中探究洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞液的大致濃度①②③④⑤⑥⑦新考案P68A.無核部分只能存活數(shù)天,因?yàn)榧?xì)胞核是細(xì)胞代謝的控制中心B.有核部分能存活數(shù)十天,說明細(xì)胞質(zhì)對代謝沒有影響C.該實(shí)驗(yàn)為對比實(shí)驗(yàn),兩組實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果形成相互對照D.無核部分有細(xì)胞器和部分酶,能短暫維持生命活動2.(2023·河南期末)科學(xué)家將活細(xì)胞切割為含有細(xì)胞核和不含有細(xì)胞核的兩個部分,在相同條件下培養(yǎng),統(tǒng)計(jì)單位時間存活個數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析錯誤的是()。B1.(2023·聊城三模)某同學(xué)進(jìn)行了關(guān)于酵母菌細(xì)胞呼吸的4組實(shí)驗(yàn),如下表所示。8小時后,分別取4組等量的培養(yǎng)液并滴加等量的酸性重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢測。下列說法錯誤的是()。實(shí)驗(yàn)①用
含酵母菌的培養(yǎng)液,破碎酵母細(xì)胞后(保持細(xì)胞器完整)無氧培養(yǎng)8小時實(shí)驗(yàn)②用
含酵母菌的培養(yǎng)液,破碎酵母細(xì)胞后(保持細(xì)胞器完整)通氣培養(yǎng)8小時實(shí)驗(yàn)③用
含酵母菌的培養(yǎng)液,無氧培養(yǎng)8小時實(shí)驗(yàn)④用
含酵母菌的培養(yǎng)液,通氣培養(yǎng)8小時
B新考案P68教材實(shí)驗(yàn)的綜合分析及拓展考向2.(2023·浙江三模)某同學(xué)用輸液器改進(jìn)了“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示,圖2無氧組關(guān)閉流量調(diào)節(jié)器,用石蠟油液封酵母菌培養(yǎng)液。下列敘述錯誤的是()。D圖1
有氧裝置示意圖圖2
無氧裝置示意圖A.一段時間后,有氧組和無氧組的溴麝香草酚藍(lán)溶液都會變色B.若在溫度較低時進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到現(xiàn)象的時間可能會有延長C.若要確認(rèn)酵母菌是否進(jìn)行無氧呼吸,可用酸性重鉻酸鉀檢測D.為了防止雜菌污染帶來的影響,需對含酵母菌的培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌
考點(diǎn)二細(xì)胞呼吸的方式和過程【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.闡明有氧呼吸和無氧呼吸的過程。2.通過表格比較有氧呼吸和無氧呼吸過程的異同,歸納細(xì)胞呼吸的概念,說明細(xì)胞呼吸的意義。復(fù)習(xí)指導(dǎo)閱讀教材P92-94內(nèi)容,解決以下問題:(5min)1.以葡萄糖為例,嘗試分析有氧呼吸過程三個階段的場所、物質(zhì)變化、能量變化,歸納總反應(yīng)式。2.CO2在哪個階段產(chǎn)生?O2在哪個階段被消耗?H2O在哪個階段參與反應(yīng),又在哪個階段作為產(chǎn)物生成?3.分析產(chǎn)物CO2中“O”的來源,以及反應(yīng)物O2中“O”的去向。4.以葡萄糖為例,嘗試分析無氧呼吸過程兩個階段的場所、物質(zhì)變化、能量變化,歸納總反應(yīng)式。5.無氧呼吸過程與有氧呼吸相比,有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?6.什么叫細(xì)胞呼吸?細(xì)胞呼吸對生物體有什么意義?一、有氧呼吸少量能量葡萄糖(C6H12O6)[H]6CO2[H][H]H2O少量能量H2O酶O2酶大量能量2C3H4O3酶丙酮酸2C3H4O3丙酮酸過程圖解:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜線粒體外膜[H]指還原型輔酶I(NADH)H++NAD+→NADH糖酵解一、有氧呼吸第一階段:第二階段:第三階段:C6H12O6酶2C3H4O3
(丙酮酸)+
4[H]+能量(少)葡萄糖的初步分解場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+
20[H]+能量(少)
2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶丙酮酸徹底分解場所:線粒體基質(zhì)酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化場所:線粒體內(nèi)膜OOOOOOO一、有氧呼吸1.場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、
線粒體(主要)2.總反應(yīng)式:3.概念:4.特點(diǎn):【思考】線粒體結(jié)構(gòu)上適應(yīng)于有氧呼吸的主要特點(diǎn)有?①線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積②線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。一、有氧呼吸1.場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、
線粒體(主要)2.總反應(yīng)式:在氧參與的下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。(同有機(jī)物體外燃燒迅速釋放能量相比)c.過程溫和(常溫、常壓、一定的pH等)a.能量逐步釋放b.釋放的能量有一部分儲存在ATP中。3.概念:大部分以熱能的形式散失,少部分轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能。4.特點(diǎn):意義:可使有機(jī)物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中,保證能量得到最充分的利用;能量緩慢有序地釋放,有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定。1.葡萄糖不能進(jìn)入線粒體,需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后,丙酮酸才能在線粒體中進(jìn)一步分解。2.真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行有氧呼吸,如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等只能進(jìn)行無氧呼吸。3.線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu),原核生物無線粒體,但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸,與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在細(xì)胞膜上以及附近的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。如:藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等,第一和第二階段均在細(xì)胞基質(zhì)基質(zhì)中,第三階段在細(xì)胞膜上,細(xì)胞膜行使線粒體的功能。4.反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP,因?yàn)槠咸烟侵械哪芰恐挥幸徊糠謨Υ嬖贏TP中。5.不要認(rèn)為細(xì)胞呼吸的底物只有葡萄糖,脂肪進(jìn)行有氧呼吸時,消耗的O2>產(chǎn)生的CO2,因?yàn)橹九c葡萄糖相比,H的含量更高,消耗的氧氣更多,如油菜種子。【易錯提醒】二、無氧呼吸場所第一階段第二階段總反應(yīng)式細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與有氧呼吸第一階段相同:C6H12O6→
2C3H4O3+4[H]+少量能量酶不釋放能量,不產(chǎn)生ATPC6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量(微生物的無氧呼吸稱為“發(fā)酵”)2C3H4O3+4[H]酶2C2H5OH+2CO2
2C3H6O3
酒精式無氧呼吸乳酸式無氧呼吸動物、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等大多數(shù)植物細(xì)胞、酵母菌不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其直接原因是:根本原因:催化反應(yīng)的酶不同是控制酶合成的基因不同。【思考】同樣是分解葡萄糖,為何無氧呼吸只能釋放少量能量?判斷:過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的。×①
無氧呼吸能量的去向[無氧呼吸注意事項(xiàng)]②
無氧呼吸僅在第一階段產(chǎn)生少量ATP,第二階段無ATP產(chǎn)生。③劇烈運(yùn)動,所需要能量大部分仍然是有氧呼吸提供,少量由無氧呼吸產(chǎn)生。④
氧氣可以促進(jìn)有氧呼吸的進(jìn)行,同時抑制無氧呼吸的進(jìn)行。⑤
線粒體是正常人體細(xì)胞產(chǎn)生CO2的唯一場所。⑥人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸,能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖。有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能+散失的熱能+酒精/乳酸中的能量(大部分)無氧呼吸:在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量的過程。有氧呼吸和無氧呼吸中丙酮酸、[H]和ATP的來源和去路來源(產(chǎn)生)去路丙酮酸有氧無氧[H]有氧無氧ATP有氧無氧第一階段產(chǎn)生第一階段產(chǎn)生進(jìn)入線粒體在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解葡萄糖和水葡萄糖與氧氣結(jié)合生成水還原丙酮酸三個階段都產(chǎn)生只第一階段產(chǎn)生用于各項(xiàng)生命活動兩種呼吸都沒有[H]的積累,無氧呼吸其中的[H]在第二階段被全部消耗。呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場所條件分解程度及產(chǎn)物能量釋放情況相同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、多種酶無氧氣、多種酶葡萄糖徹底分解為CO2和H2O葡萄糖不徹底分解,形成乳酸或酒精和CO2釋放大量能量釋放少量能量,大部分能量儲存在乳酸或酒精中第一階段反應(yīng)完全相同,兩種呼吸方式實(shí)質(zhì)相同,都是分解有機(jī)物,釋放能量。有氧呼吸與無氧呼吸的比較三、細(xì)胞呼吸1.概念指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。4.意義①為生物體的生命活動提供能量②是生物體代謝的樞紐2.實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物、釋放能量丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸3.能量轉(zhuǎn)化將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能(1)葡萄糖進(jìn)入線粒體氧化分解,該過程中產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。()(2)無氧呼吸形成的ATP數(shù)量較少,是因?yàn)槟芰看蠖嘁詿崮艿男问结尫拧?)(3)劇烈運(yùn)動時,氧氣供應(yīng)不足,肌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。()(4)種子萌發(fā)過程中氧氣不足時可同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。()××√×
新考案P70新考案P70=1.(2023·廣東卷)在游泳過程中,參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應(yīng)物的是()。AA.還原型輔酶ⅠB.丙酮酸C.氧化型輔酶ⅠD.二氧化碳新考案P70細(xì)胞呼吸的過程考向12.(2023·山東卷)水淹時,玉米根細(xì)胞由于較長時間進(jìn)行無氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足,使液泡膜上的H+
轉(zhuǎn)運(yùn)減緩,引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H+
積累,無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會引起細(xì)胞酸中毒。細(xì)胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑,延緩細(xì)胞酸中毒。下列說法正確的是()。BA.正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.檢測到水淹的玉米根有CO2的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足D.轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]
增多以緩解酸中毒以情境為載體考查細(xì)胞呼吸的過程(高頻)考向23.(2023·北京卷)運(yùn)動強(qiáng)度越低,骨骼肌的耗氧量越少。下圖顯示在不同強(qiáng)度體育運(yùn)動時,骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結(jié)果正確的理解是()。AA.低強(qiáng)度運(yùn)動時,主要利用脂肪酸供能B.中等強(qiáng)度運(yùn)動時,主要供能物質(zhì)是血糖C.高強(qiáng)度運(yùn)動時,糖類中的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳TPD.肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量考點(diǎn)三細(xì)胞呼吸類型的判斷及相關(guān)計(jì)算三、細(xì)胞呼吸方式的判斷方法綠色植物在黑暗環(huán)境下1.依據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物判斷消耗O2:產(chǎn)生水:產(chǎn)生酒精或乳酸:無CO2的釋放:不消耗O2,釋放CO2:不消耗O2,不釋放CO2:一定存在有氧呼吸一定存在無氧呼吸一定為產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸一定存在有氧呼吸只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸判斷:若植物細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2
,說明細(xì)胞已停止細(xì)胞呼吸?!列驴及窹712.依據(jù)物質(zhì)的量的關(guān)系判斷CO2>O2:只進(jìn)行有氧呼吸(或同時伴隨產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸)進(jìn)行了以脂肪等非糖物質(zhì)的為底物的有氧呼吸進(jìn)行有氧呼吸,同時伴隨產(chǎn)酒精的無氧呼吸,差值為無氧呼吸量計(jì)算呼吸熵,確定兩者的強(qiáng)弱:CO2:O2=4/3CO2:O2<4/3CO2:O2>4/3有氧呼吸強(qiáng)度=無氧呼吸強(qiáng)度有氧呼吸強(qiáng)度>無氧呼吸強(qiáng)度有氧呼吸強(qiáng)度<無氧呼吸強(qiáng)度《新考案》P72相關(guān)計(jì)算第6點(diǎn)
細(xì)胞呼吸消耗的
O2:產(chǎn)生的CO2=
3:4時,有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等。
CO2=O2:CO2<O2:脂肪與葡萄糖相比,含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。3.“實(shí)驗(yàn)法”判斷生物呼吸類型①裝置裝置甲生物材料裝置乙生物材料②實(shí)驗(yàn)原理原理裝置甲紅墨水滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與吸收的O2的差值裝置乙NaOH溶液的作用是吸收掉細(xì)胞呼吸所產(chǎn)生的CO2,紅墨水滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸消耗O2的量③結(jié)果分析與判定裝置甲生物材料裝置乙生物材料實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)論裝置甲紅墨水滴裝置乙紅墨水滴不動不動左移不動左移右移不動右移左移左移細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸或同時伴隨產(chǎn)乳酸的無氧呼吸既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸進(jìn)行以脂肪等非糖物質(zhì)為底物的有氧呼吸④誤差校正(1)為防止微生物呼吸對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,應(yīng)將裝置進(jìn)行______、所測種子進(jìn)行__________處理。(2)若選用綠色植物作實(shí)驗(yàn)材料,測定細(xì)胞呼吸速率,需將整個裝置進(jìn)行__________處理,否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。遮光為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,設(shè)置如圖所示的裝置丙,(除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。)也會引起紅色液滴的移動對照組中液滴的移動只是由非生物因素引起的。根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。裝置丙殺死的生物材料新考案P70滅菌消毒相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系(說明:以葡萄糖為底物,此處的量指物質(zhì)的量)1.CO2釋放總量=有氧呼吸釋放CO2的量+無氧呼吸釋放CO2的量。2.O2吸收量=有氧呼吸釋放CO2的量。3.酒精產(chǎn)生量=無氧呼吸釋放CO2的量。4.有氧呼吸時,葡萄糖∶O2∶CO2=____________。5.無氧呼吸時,葡萄糖∶CO2∶酒精=_________或葡萄糖∶乳酸=_______6.消耗等量的葡萄糖時,有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為___________。7.消耗等量的葡萄糖時,產(chǎn)生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為__________。四、細(xì)胞呼吸相關(guān)的計(jì)算1∶6∶61∶2∶21∶31∶23∶4
C
新考案P72細(xì)胞呼吸類型的判斷考向12.(2020·全國Ⅰ卷)種子儲藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是(
)
。D
新考案P72細(xì)胞呼吸類型的判斷考向1
B
細(xì)胞呼吸強(qiáng)度計(jì)算考向2
考點(diǎn)四
細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用條件6CO2+12H2O+能量
C6H12O6+6H2O+6O2反應(yīng)物產(chǎn)物酶影響細(xì)胞呼吸因素內(nèi)因遺傳因素不同植物呼吸速率不同(陽生植物>陰生植物)同一植物不同發(fā)育時期不同(幼苗期>成熟期)同一植物不同器官呼吸速率不同(生殖器官>營養(yǎng)器官)外因環(huán)境因素溫度(酶活性)、O2濃度、H2O、CO2濃度等②影響細(xì)胞呼吸的根本原因:①影響細(xì)胞呼吸的直接內(nèi)因:線粒體;呼吸酶的數(shù)量、種類DNA不同或基因的選擇性表達(dá)溫度呼吸速率應(yīng)用:零上低溫儲藏水果、蔬菜、糧食,減少有機(jī)物消耗;大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫,降低細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。2.外部因素(溫度、O2濃度、CO2濃度、水的含量)(1)溫度通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致。(2)氧氣濃度O2是有氧呼吸所必需的;氧氣的存在對無氧呼吸有抑制作用。稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精,防止?fàn)€根死亡;作物栽培中,進(jìn)行中耕松土,保證根的正常有氧呼吸,從而促進(jìn)農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收。其他應(yīng)用:1.選用透氣的消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。2.提倡慢跑,防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸;3.醋酸菌或谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)食醋或味精時,需要有氧條件;4.種子在萌發(fā)過程中氧氣不足時可同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸;5.油料作物種子播種時需要淺播,原因是種子萌發(fā)時需要大量氧氣。2.外部因素(溫度、O2濃度、CO2濃度、水的含量)影響因素原理應(yīng)用CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行在水果、蔬菜保鮮中,增加CO2濃度(或充入N2)可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物消耗呼吸速率含水量水作為有氧呼吸的原料和環(huán)境因素影響細(xì)胞呼吸的速率CO2濃度判斷:(1)做面包時需要加酵母菌并維持密閉狀態(tài)()
(2)白天定時給栽培大棚通風(fēng)以保證氧氣供應(yīng)()××糧食入倉前要晾曬處理,降低自由水的含量,減少有機(jī)物消耗;干種子萌發(fā)前進(jìn)行浸泡處理2.外部因素(溫度、O2濃度、CO2濃度、水的含量)蔬菜、水果的儲存條件:種子的儲存條件:零上低溫、低氧、高CO2濃度、一定濕度零上低溫、低氧、高CO2濃度、干燥3.解讀細(xì)胞呼吸曲線示意圖O2濃度/%氣體交換的相對值510152025010.5APRQCBETCO2生成量該點(diǎn)之前限制因素是O2濃度,該點(diǎn)之后是溫度和酶等因素P點(diǎn)及其以后:消耗O2量=產(chǎn)生CO2量,說明細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸不消耗O2,產(chǎn)生CO2,說明細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸無氧呼吸消失點(diǎn)C點(diǎn)(BC=AB):有氧呼吸吸收的O2量(或釋放的CO2量)
等于無氧呼吸釋放的CO2量產(chǎn)生的CO2量最少,細(xì)胞總呼吸最弱的點(diǎn),此條件最有利于蔬菜、水果的儲存O2吸收量(1)在種子吸水的第Ⅰ階段,吸水較快(以吸脹作用吸水),增加自由水含量使呼吸速率上升。(2)在種子吸水的第Ⅱ階段,呼吸作用產(chǎn)生的CO2量要比O2的消耗量大得多,說明此期間主要進(jìn)行無氧呼吸。(3)在胚根長出后,由于胚根突破種皮,增加了O2的吸收量,種子以有氧呼吸為主,同時胚根主要為滲透吸水。(4)從O2的吸收量可大于CO2的釋放量看出,有脂肪參與呼吸作用。種子萌發(fā)時細(xì)胞吸水和呼吸速率變化曲線解讀構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)場所:反應(yīng)式:過程:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體場所:反應(yīng)式:過程:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)乳酸發(fā)酵:酒精發(fā)酵:1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸和4[H],產(chǎn)生少量ATP第一階段產(chǎn)生的[H]還原丙酮酸,產(chǎn)生不徹底的氧化產(chǎn)物CO2檢測酒精檢測使澄清石灰水變渾濁使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下變成灰綠色圖解有氧呼吸無氧呼吸實(shí)驗(yàn)一階段二階段一階段二階段三階段應(yīng)用包扎傷口釀酒、飼料中耕松土細(xì)胞呼吸①如下圖所示,O2
濃度為C點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值時,AB=BC,此時有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖______(填“是”或“不是”)一樣多,理由是?不是根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式可知,當(dāng)有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時,二者消耗的葡萄糖之比是1:3。②在保存蔬菜、水果時,應(yīng)選擇___點(diǎn)對應(yīng)的O2濃度,理由是?此時總CO2釋放量最少,有機(jī)物的消耗最少。在低氧條件下,無氧呼吸受到抑制,強(qiáng)度較弱,有氧呼吸因氧氣不足,強(qiáng)度也比較小,故總的CO2釋放量少,總呼吸強(qiáng)度弱。新考案P73(必修一P96)③低氧環(huán)境下,有機(jī)物消耗少的原因是?R1.(2023·河北模擬)下圖表示環(huán)境因素對某植物種子細(xì)胞有氧呼吸速率的影響,有關(guān)敘述不正確的是()。CA.O2
濃度為0時,細(xì)胞仍能夠進(jìn)行細(xì)胞呼吸B.b點(diǎn)時,有氧呼吸速率主要限制因素是溫度C.低溫、無氧是儲存植物種子的最佳條件D.c點(diǎn)時,限制有氧呼吸速率的因素有O2
濃度和溫度新考案P74細(xì)胞呼吸的影響因素分析考向12.(2023·新課標(biāo)卷)我國勞動人民在漫長的歷史進(jìn)程中,積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn),并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲存,即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放;②春化處理,即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理;③風(fēng)干儲藏,即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲藏;④光周期處理,即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長;⑤合理密植,即栽種作物時做到密度適當(dāng),行距、株距合理;⑥間作種植,即同一生長期內(nèi),在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物。關(guān)于這些措施,下列說法合理的是()。A.措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關(guān)系B.措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗C.措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D.措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度A3.(2021·湖北卷)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發(fā)生氧化反應(yīng),逐漸褐變。密封條件下4℃冷藏能延長梨的儲藏期。下列敘述錯誤的是()CA.常溫下鮮梨含水量大,環(huán)境溫度較高,呼吸代謝旺盛,不耐儲藏B.密封條件下,梨呼吸作用導(dǎo)致O2減少,CO2增多,利于保鮮C.冷藏時,梨細(xì)胞的自由水增多,導(dǎo)致各種代謝活動減緩D.低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩4.(2021·湖南卷)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述,錯誤的是()。A.南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中,常用40℃左右溫水淋種并時常翻種,可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣B.農(nóng)作物種子入庫儲藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,儲藏壽命顯著延長C.油料作物種子播種時宜淺播,原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以減少水分散失、降低呼吸速率,起到保鮮作用B1.(2023·廣東卷)下列敘述中,能支持將線粒體用于生物進(jìn)化研究的是()BA.線粒體基因遺傳時遵循孟德爾定律
B.線粒體DNA復(fù)制時可能發(fā)生突變C.線粒體存在于各地質(zhì)年代生物細(xì)胞中
D.線粒體通過有絲分裂的方式進(jìn)行增殖2.關(guān)于線粒體和葉綠體起源的“內(nèi)共生學(xué)說”認(rèn)為:線粒體是由原始真核細(xì)胞吞噬需氧型細(xì)菌演化而成的,而葉綠體則是由原始真核細(xì)胞吞噬藍(lán)細(xì)菌演化成的。下列敘述不支持該學(xué)說的是()。DA.線粒體和葉綠體都含有少量的核糖體B.線粒體和葉綠體都含有少量的DNA和RNA
C.線粒體和葉綠體都是具有兩層生物膜的細(xì)胞器D.線粒體和葉綠體的膜都以磷脂雙分子層為基本支架新考案P753.在生物進(jìn)化史上,先出現(xiàn)無氧呼吸,而后才出現(xiàn)有氧呼吸,繼而推測地球早期的單細(xì)胞生物只進(jìn)行無氧呼吸。人體和動物體內(nèi)骨骼肌細(xì)胞仍保留無氧呼吸的能力,可以理解為這是漫長的生物進(jìn)化史在人類和其他動物身上留下的印記。請從細(xì)胞呼吸過程的角度分析,支持這一觀點(diǎn)的證據(jù)是?有氧呼吸與無氧呼吸的第一階段完全相同,都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,不需要氧氣的參與;大氣早期缺乏氧;有氧呼吸的主要場所是線粒體,而原核生物沒有線粒體。1.(2022·浙江卷)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述,錯誤的是()。A.人體劇烈運(yùn)動會導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生較多的乳酸B.制作酸奶過程中乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉細(xì)胞無氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATPD.酵母菌的乙醇發(fā)酵過程中通入O2
會影響乙醇的生成量B2.(2022·河北卷)關(guān)于呼吸作用的敘述,正確的是()。A.酵母菌無氧呼吸不產(chǎn)生使溴麝香草酚藍(lán)溶液變黃的氣體B.種子萌發(fā)時需要有氧呼吸為新器官的發(fā)育提供原料和能量C.有機(jī)物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中D.通氣培養(yǎng)的酵母菌液過濾后,濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后變?yōu)榛揖G色B新考案P753.(2022·廣東卷)種子質(zhì)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提和保障。生產(chǎn)實(shí)踐中常用TTC
法檢測種子活力,TTC(無色)進(jìn)入活細(xì)胞后可被[H]還原成TTF(紅色)。大豆充分吸脹后,取種胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃
保溫一段時間后部分種胚出現(xiàn)紅色。下列敘述正確的是()。A.該反應(yīng)需要在光下進(jìn)行
B.TTF可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成C.TTF
生成量與保溫時間無關(guān)
D.不能用紅色深淺判斷種子活力高低B新考案P754.(2022·北京卷)在北京冬奧會的感召下,一隊(duì)
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