第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

第,40,页,生物,单击此处编辑母版文本样式,（新课标,通用版）,高考一轮总复习,第,3,节,ATP,的主要来源,细胞呼吸,知识排查,双基自测,1,在检验酵母菌细胞呼吸过程时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是,(,),A,CO,2,可使澄清的石灰水变浑浊,B,CO,2,可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,C,乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色,D,乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色,答案：,C,解析：,考查实验产物的检验方法。酵母菌既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸，产物有,CO,2,、,H,2,O,和乙醇。,CO,2,可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液检测；乙醇可在酸性条件下与橙色的重铬酸钾溶液反应，呈现颜色变化。,2,在有氧呼吸的过程中，进入细胞中的氧将,(,),与氢结合生成水与碳结合生成二氧化碳在线粒体中被消耗在线粒体与细胞质基质中被消耗,A,B,C,D,答案：,A,解析：,在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧用于有氧呼吸的第三阶段，氧化有氧呼吸第一、二阶段脱下的,H,，是在线粒体内进行的。,3,人体内,C,6,H,12,O,6,彻底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向是,(,),A,以热能形式散失,B,储存在,ATP,中,C,存在于线粒体中,D,供生命活动利用,答案：,A,解析：,1 mol C,6,H,12,O,6,彻底氧化分解放出,2 870 kJ,能量，只有,1 161 kJ,形成,ATP,供生命活动用,(,约占,40.5%),，其余的能量以热能形式散失。,4,在适宜的温度条件下，在下图的装置中都放入干酵母,(,内有活酵母菌,),，其中适于产生酒精的装置是,(,),A.,B,C,D,答案：,A,解析：,酵母菌是兼性厌氧型生物，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和,CO,2,，,B,项中没有葡萄糖，,C,项中无水，,D,项中溶液中因不断搅拌溶解氧较多。,5,如图是有氧呼吸过程的图解，据图回答：,(1),呼吸过程是从,_,开始的，有氧呼吸的全过程分为,_,个阶段。,(2),在有氧呼吸的过程中，释放的,CO,2,是在第,_,阶段产生的；,H,2,O,是通过第,_,阶段形成的；产生,ATP,最多的是第,_,阶段。,(3),有氧呼吸中氧的作用是,_,。,(4),写出有氧呼吸的总反应式,_,。,解析：,在有氧呼吸过程中，第一阶段将,1,分子的葡萄糖分解成,2,分子的丙酮酸，脱下来少量,H(4,个氢,),，释放少量能量，形成少量,ATP,；第二阶段将丙酮酸彻底分解成,CO,2,，消耗,6,分子水，脱下来,20,个,H,，释放少量能量，形成少量,ATP,；第三阶段将前两个阶段脱下的氢经过一系列反应，与氧结合而形成,12,分子水，释放大量能量，形成大量,ATP,。从上述过程可以看出，,CO,2,产生于第二阶段，,O,2,用于第三阶段的反应，水生成于第三阶段，释放能量最多的是第三阶段。,考点突破,一、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析及比较,1,有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解,2,有氧呼吸和无氧呼吸的比较,特别提醒：,不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。,原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。,微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。,【,典例,1】,将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液,(,细胞质基质,),和沉淀物,(,含线粒体,),，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是,(,),A,甲试管中最终产物为,CO,2,和,H,2,O,B,乙试管中不发生反应,C,丙试管中有大量的,ATP,产生,D,丙试管中无,CO,2,产生,解析：,酵母菌既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸，有氧时在细胞质基质可以进行有氧呼吸的第一阶段，在线粒体中进行有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，最终产物是,CO,2,和,H,2,O,；若无氧时在细胞质基质中进行无氧呼吸，其最终产物是酒精和,CO,2,。则甲试管的最终产物是酒精和,CO,2,；乙试管无细胞质基质，不能进行有氧呼吸的第一阶段，也不能进行有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，即无反应发生；由于隔绝空气，丙试管只能进行无氧呼吸，其释放的能量和甲试管的一样多。,答案：,B,方法技巧：,在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律：,不消耗,O,2,，释放,CO,2,只进行无氧呼吸；,O,2,吸收量,CO,2,释放量,只进行有氧呼吸；,O,2,吸收量,CO,2,释放量,两种呼吸方式同时进行，多余,CO,2,来自无氧呼吸；,酒精量,CO,2,量,只进行无氧呼吸；,酒精量,CO,2,量,两种呼吸方式同时进行，多余,CO,2,来自有氧呼吸。,变式训练,1,1,如图表示某植物的非绿色器官在氧含量为,a,、,b,、,c,、,d,时，,CO,2,释放量和,O,2,吸收量的变化。,下列相关叙述正确的是,(,),A,氧含量为,a,时最适于储存该植物器官,B,氧含量为,b,时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的,5,倍,C,氧含量为,c,时，无氧呼吸强度最弱,D,氧含量为,d,时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,答案：,B,拓展提升：,1.,酵母菌异化作用类型是兼性厌氧型。,2,根据酵母菌吸收,O,2,量与放出,CO,2,量的比值可判断酵母菌的呼吸方式。,(1),吸收,O,2,量与放出,CO,2,量相等时，酵母菌只进行有氧呼吸。,(2),吸收,O,2,量少于放出,CO,2,量时，酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。有氧呼吸放出,CO,2,量与吸收,O,2,量应该相等，因此它们的差值则是酵母菌无氧呼吸产生的,CO,2,量。,(3),只放出,CO,2,不吸收,O,2,时，酵母菌只进行无氧呼吸。,3,高等动物和人无氧呼吸的产物是,C,3,H,6,O,3,(,乳酸,),，不产生,CO,2,。,变式训练,1,2,在一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，,1 h,后测得该容器中,O,2,减少,24 mL,，,CO,2,增加,48 mL,，则在,1 h,内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的,(,),A,1/3,B,1/2,C,2,倍,D,3,倍,解析：,根据有氧呼吸反应式可知，,6O,2,1C,6,H,12,O,6,6CO,2,；根据无氧呼吸反应式可知，,1C,6,H,12,O,6,2CO,2,。氧气减少了,24 mL,，可知有氧呼吸产生了,24 mL CO,2,，又因,CO,2,共增加,48 mL,，可知无氧呼吸产生了,24 mL CO,2,。在有氧呼吸和无氧呼吸产生,CO,2,量相同的情况下，根据公式可计算出两者消耗葡萄糖的比为,13,。,答案：,D,二、影响呼吸速率的因素及实践作用,1,内部因素,遗传因素,(,决定酶的种类和数量,),(1),不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物呼吸速率小于水生植物，阴生植物呼吸速率小于阳生植物。,(2),同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。,(3),同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官呼吸速率大于营养器官。,2,环境因素,(1),温度：,呼吸作用在最适温度,(25,35 ),时最强，超过最适温度，呼吸酶的活性降低甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制。生产上常用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。,(2)O,2,的含量：,在,O,2,含量为零时只进行无氧呼吸；含量为,10%,以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；含量为,10%,以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的含量抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。,(3)CO,2,含量：,从化学平衡的角度分析，,CO,2,含量增加，呼吸速率下降。,(4),含水量：,在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。在作物种子的储存时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。,特别提醒：,种子和蔬菜、水果在储存时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。,3,细胞呼吸原理的应用,(1),选用,“,创可贴,”,、透气的消毒纱布包扎伤口，为伤口创造透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，利于伤口愈合。,伤口过深或被锈钉扎伤后，如不及时治疗，会导致破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风。,(2),生产各种酒、味精是利用酵母菌、谷氨酸棒状杆菌等的无氧呼吸和有氧呼吸，然后进一步加工形成的。,(3),作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根部进行无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，使根腐烂。,(4),提倡有氧运动的原因之一是不因剧烈运动发生的无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力。,(5),粮油种子的储存，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用使储存的种子堆中的温度上升，使种子品质变坏。,(6),在水果和蔬菜的保鲜中，常通过控制呼吸作用以降低它们的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些水果和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的含量来减弱呼吸作用，使整个器官代谢水平降低、延缓老化。,(7),大棚蔬菜进行温度控制，阴天和晚上适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗。,【,典例,2】,下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧含量下,O,2,吸收量和,CO,2,生成量的变化，请据图回答。,(1),图中曲线,QR,区段,CO,2,生成量急剧减少的主要原因是,_,。,(2)_,点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、,CO,2,生成量和,O,2,吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是,_,。,(3),在原图中绘出无氧呼吸产生的,CO,2,随氧气含量变化而变化的曲线。,(4),若图中的,AB,段与,BC,段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的,CO,2,与无氧呼吸释放的,CO,2,相比,_(,填,“,一样多,”“,更多,”,或,“,更少,”,),，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的,_,。,(5),在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是,_,。你认为氧调节到,_,点的对应时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由,_,。,解析：,本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点，考查了有氧呼吸、无氧呼吸随,O,2,含量变化的特点，综合考查了学生解读曲线以及解决相关实际问题的能力。解题时应注意：,Q,点只进行无氧呼吸，,P,点只进行有氧呼吸，,B,点有氧呼吸、无氧呼吸释放的,CO,2,量相等，,R,点释放的,CO,2,量最少，此时有利于蔬菜运输。,答案：,(1),氧含量增加，无氧呼吸受抑制,(2),P,氧含量逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的,CO,2,总量,(3)(,所给曲线应能表现下降趋势，并经过,Q,、,B,以及,P,点在,x,轴上投影点,),如图,(,虚线,),所示。,(4),一样多,1/3,(5),降低氧含量，减少有机物的消耗,R,此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少,方法技巧：,酵母菌细胞呼吸类型的判断，若只产生,CO,2,，不消耗,O,2,，则只进行无氧呼吸,(,图中,A,点,),。,若产生,CO,2,的物质的量比吸收,O,2,的物质的量多，则两种呼吸同时并存,(,图中,AC,段,),。,若产生,CO,2,的物质的量与吸收,O,2,的物质的量相等，则只进行有氧呼吸,(,图中,C,点以后,),。,B,点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等,(,用,CO,2,释放量表示,),，此时,CO,2,的总释放量最低。,D,点表示,O,2,含量超过一定值,(10%),以上时，无氧呼吸消失，说明有,O,2,存在时，无氧呼吸受到抑制。,变式训练,2,1,下列各项，利用了呼吸作用原理的是,(,),真空包装水果可延长保存期沼气发酵利用葡萄、粮食和酵母菌制酒温室大棚适当增加二氧化碳浓度以提高光合效率,A,B,C,D,解析：,真空包装水果是减弱水果的呼吸作用；沼气发酵利用了厌氧微生物,(,如产甲烷杆菌,),的无氧呼吸；酿酒利用了酵母菌呼吸作用。温室大棚增加,CO,2,提高光合效率利用了光合作用原理。,答案：,B,