高考生物总复习 153ATP的主要来源 细胞呼吸配套课件 新人教版必修1

第3节ATP的主要来源细胞呼吸判断下列说法是否正确：1(2010全国新课标卷，2B)有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水( )2是否产生CO2是区分有氧呼吸与无氧呼吸的标志()3(2011海南卷，3D)小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱( ) 4进行有氧呼吸的生物不一定都有线粒体( ) 5马铃薯储藏久了会有酒味产生( ) 6细胞呼吸的产物中如果没有H2O的产生，就一定是无氧呼吸( )一、细胞呼吸1概念：有机物在细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放出能量并生成 的过程。2类型：有氧呼吸和无氧呼吸。二、有氧呼吸1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 ，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。氧化分解氧化分解二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物ATP彻底氧化分解彻底氧化分解2过程3能量：1 moL葡萄糖彻底氧化分解共释放能量 kJ，有 kJ左右的能量储存在ATP中，其余能量以热能形式散失掉了。4反应式： .2 8701 161 参与有氧呼吸的酶分布在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上。 三、无氧呼吸1概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为 氧化产物，同时产生少量能量的过程。2场所：全过程是在 中发生的。3过程：第一阶段与有氧呼吸相同，第二阶段丙酮酸在不同催化酶的作用下，其产物也不同，植物、酵母菌等生物的无氧呼吸产物是 ，高等动物、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)细胞、乳酸菌等生物的无氧呼吸产物是 。不彻底不彻底细胞质基质细胞质基质酒精和酒精和CO2乳酸乳酸4能量：1 mol葡萄糖不彻底分解释放196.65 kJ，有 kJ的能量储存在ATP中。5反应式产物是酒精的反应式： 。产物是乳酸的反应式： 。61.08 1.无氧呼吸释放能量较少的原因是什么？2储存水果、粮食各是在什么条件下？提示：1.无氧呼吸有机物分解不彻底，储存的化学能还没有完全释放，所以形成的ATP少。2储存水果需要在低温、低氧(高氮、高CO2)、水分适宜的条件下；储存粮食需要在低温、低氧、干燥条件下。 四、探究酵母菌细胞呼吸方式的检测方法(连线)A、BC 2有氧呼吸三个阶段比较比较项目比较项目第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段反应场所反应场所细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜需要条件需要条件酶酶酶酶酶和氧气酶和氧气反应底物反应底物葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和H2OH和和O2生成物质生成物质丙酮酸丙酮酸HCO2HH2O与氧的关系与氧的关系无关无关无关无关必需氧必需氧产生的能量产生的能量少量少量少量少量大量大量 1有氧呼吸中氧元素的来源和去路 2有氧呼吸过程中水参与的阶段为第二阶段；O2参与的阶段为第三阶段，水产生于第三阶段，产生能量最多的阶段为第三阶段。 3有氧呼吸与无氧呼吸比较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点反应反应条件条件需要需要O2、酶和适宜的温、酶和适宜的温度度不需要不需要O2，需要酶和，需要酶和适宜的温度适宜的温度呼吸呼吸场所场所第一阶段在细胞质基质第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线中，第二、三阶段在线粒体中粒体中全过程都在细胞质基全过程都在细胞质基质中质中分解分解产物产物CO2和和H2OCO2、酒精或乳酸、酒精或乳酸释放释放能量能量1 mol葡萄糖释放能量葡萄糖释放能量2 870 kJ，其中，其中1 161 kJ转转移至移至ATP中中1 mol葡萄糖释放能量葡萄糖释放能量196.65 kJ(生成乳酸生成乳酸)或或225.94 kJ(生成酒精生成酒精)，其中均有其中均有61.08 kJ转移转移至至ATP中中有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不同点不同点特点特点有机物彻底分解，能有机物彻底分解，能量完全释放量完全释放有机物没有彻底分解有机物没有彻底分解，能量没完全释放，能量没完全释放相同点相同点实质实质其实质都是：分解有机物，释放能量，生成其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要供生命活动需要联系联系 第一阶段完全相同第一阶段完全相同意义意义 为生物体的生命活动提供能量为生物体的生命活动提供能量 (1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)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。(3)原核生物无线粒体，有些原核生物仍可进行有氧呼吸。 1(2012山东淄博一模)如图表示的是有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是() A中数值最大的是 B产生的场所是线粒体 C代表的物质是氧气 D乳酸菌能完成图示全过程解析：表示的是有氧呼吸过程中释放出的能量，其中第三阶段H和氧气结合，释放的能量最多。有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段在线粒体中进行。乳酸菌是厌氧型原核生物，没有线粒体，也不进行有氧呼吸。答案：C 2将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是() A甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸 B乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 C丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少 D丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体解析：甲条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生的是CO2和酒精。乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少。丙条件下产生的ATP不是最少的，产生ATP最少的是甲条件下。丁条件下，吸收的O2与释放的CO2一样多，酵母菌只进行有氧呼吸，所以产生CO2全部来自线粒体。答案：D1呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是植物细胞呼吸强弱的指标，一般在遮光条件下测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。2影响细胞呼吸的内因：遗传因素决定酶的种类和数量(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。影响细胞呼吸的外界因素(1)温度：温度影响细胞呼吸，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强，但超过一定的温度，酶的活性会下降，甚至会变性失活，从而使细胞呼吸停止。一般细胞呼吸的最适温度为2535 。温度对呼吸速率的影响如图所示。 (2)氧气：氧气直接影响呼吸速率和呼吸的性质。O2浓度为零时只进行无氧呼吸，O2浓度在10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，O2浓度在10%以上，只进行有氧呼吸。O2浓度对细胞呼吸方式及速率的影响可用上图表示。 (3)CO2：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%10%时，细胞呼吸明显被抑制。 (4)呼吸速率与含水量的关系(如图) 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。 在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。 3(2012福州调研)下图是外界条件对植物细胞呼吸作用速率的影响曲线图。以下分析不正确的是()A从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在B点。AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快B乙图中曲线表示无氧呼吸类型，曲线表示有氧呼吸类型C如果乙图中曲线描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是乳酸D曲线表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖解析：甲图表示温度对细胞呼吸的影响，B点是呼吸最适温度，乙图表示呼吸类型，曲线表示无氧呼吸类型，曲线表示有氧呼吸类型，在DE段无氧呼吸随O2浓度的增加逐渐减弱，但还是有无氧呼吸，积累的物质是酒精，随O2浓度增加CO2逐渐增加，且二者的量几乎相等，说明呼吸底物主要是葡萄糖。答案：C 细胞呼吸方式的判断(1)无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。(2)不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。 (4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下： (2011海南卷)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是()A植物细胞能进行过程和或过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H解析：真核细胞进行有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行，第二、第三阶段是在线粒体中进行。答案：B 1.(2012安徽八校联考)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是() A氧浓度为a时细胞呼吸最弱 B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍 C氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸相等 D氧浓度为d时，该器官只进行有氧呼吸解析：据图可知，CO2的释放量在氧气浓度为c点时最少，因此c点时细胞呼吸最弱。氧气浓度为b时，氧气的吸收量为3，CO2的释放量为8，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸不相等，此时O2的吸收量为4，CO2的释放量为6，计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧气浓度为d点，氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，说明只进行有氧呼吸，无氧呼吸被完全抑制。答案：D分辨不清影响细胞呼吸强度的因素(1)O2浓度为零时，呼吸作用强度并不为零，因为细胞进行无氧呼吸。(2)随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，但有氧呼吸因氧气浓度较低也较弱，呼吸作用的总强度较低；但随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，呼吸作用总强度又增大。 (3)种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子还要保持干燥，而蔬菜和水果要保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。 (2011安徽卷)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示1030 之间的两个不同温度。下列分析正确的是()A与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏B与t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏Ct1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏Dt1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏时不利于叶片贮藏D从图上的曲线可以读出从图上的曲线可以读出t1t2 2.将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：O2浓度浓度变化量变化量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收吸收量量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2释放释放量量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有关叙述正确的是()A苹果果肉细胞在O2浓度为0%3%和3%25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件CO2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和CO2答案：B 探究酵母菌细胞呼吸方式实验原理(1)酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。(2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。实验步骤(1)配制酵母菌培养液：20 g新鲜食用酵母菌240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。(2)检测CO2的产生，装置如下图所示。(3)检测酒精的产生自A、B中各取2 mL酵母菌培养液滤液注入已编号1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液中颜色变化。实验现象及分析(1)现象：(甲)、(乙)装置石灰水都变浑浊，装置(甲)浑浊快且程度高。2号试管由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。(2)分析酵母菌有氧和无氧条件下都产生CO2；酵母菌有氧比无氧时放出的CO2多且快；无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精和CO2。实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。 1通入A瓶的空气中不能含有CO2以保证使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。 2B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是由无氧呼吸产生的。 3该实验为对比实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。 1如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型。同时关闭活塞，在25 下经过20 min再观察红色液滴的移动情况，下列对实验结果的分析不符合实际的是()A装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差B若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸D若装置1的红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸答案：B 2如图是一种测定呼吸速率的密闭系统装置。下列关于与该装置有关的实验的叙述中，正确的是()A有色液滴的移动可能是由樱桃的细胞呼吸引起的，也可能是由外界温度或气压变化引起的B本实验需要设置对照，对照组的处理方法是使樱桃死亡但不用消毒，其他条件相同C若有色液滴不动，说明种子停止了呼吸D若用相同的装置测定绿色植物的呼吸速率，需要在绿光照射下进行，以避免光合作用的影响解析：本实验的目的是测定樱桃的呼吸作用，所以要将樱桃消毒，避免其上的微生物的呼吸作用对实验结果造成影响。另外，有色液滴的移动还可能是由外界温度或者气压引起的，所以应设置对照实验，对照组的处理方法是使樱桃死亡并将其表面消毒，其他条件与实验组一致。有色液滴不动，可能是因为外界因素，也可能是种子因缺氧而进行无氧呼吸。若测定绿色植物的呼吸速率，应将装置放在暗处，放在绿光下植物仍会进行微弱的光合作用，因为色素也可以吸收绿光，只是量少而已。答案：A 1(2011山东理综卷)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果B试管中加水的主要目的是制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中解析：酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放出来的能量一部分转移至ATP中，一部分以热能形式散失，其余的存留在酒精中；实验过程中试管加水的主要目的是制造无氧环境，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，故滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果；若试管中的水换成冷水，温度降低，酶活性降低，气泡释放速率下降。答案：D2(2011海南卷)关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A种子风干脱水后呼吸强度增强B土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱解析：种子风干脱水后呼吸强度降低；破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖；小麦种子萌发过程中，有氧呼吸逐渐增强。答案：B 3(2012山东烟台一模)人体内氢随化合物在生物体内代谢转移的过程如图所示。下列分析中合理的是() A过程发生在核糖体中，水中的H只来自于NH2 B在缺氧的情况下，过程中不会发生脱氢反应 CM物质是丙酮酸，过程不会发生在线粒体中 D在氧气充足的情况下，过程发生于线粒体中解析：氨基酸脱水缩合形成蛋白质是在核糖体上完成的，水中的H来自于氨基和羧基。在缺氧的情况下，无氧呼吸也要在细胞质基质进行过程，产生丙酮酸，也会发生脱氢反应，进一步在细胞质基质中产生乳酸。答案：C 4(2012山东临沂一模)恒温条件下，测得某密闭容器中苹果细胞呼吸强度(用CO2的释放量来表示)随氧气浓度的变化情况如下图，下列有关说法错误的是()A该温度下，苹果只进行无氧呼吸时释放的CO2比只进行有氧呼吸时多B氧气浓度为6%时，苹果只进行有氧呼吸C氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素D随着氧气浓度的增加，CO2的释放量先减少，后增加，最后趋于稳定答案：B 5(2012山西太原期末)如图是用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响装置。广口瓶内含有悬浮在2%蔗糖溶液中的2.5 g酵母，实验记录的是玻璃管中小液滴移动的距离(单位：cm)，结果如下表所示。时间时间/min5 10 20 35 55 100.20.40.70201.01.31.60.130.11.82.22.80.240.23.13.34.40.350.34.04.44.40.4依据该实验装置和实验数据判断，下列说法不正确的是()A实验装置中小液滴移动的方向是向右B酵母菌中参与酒精发酵的酶的最适温度为20 C在一定的温度范围内，随温度的升高，发酵作用增强D广口瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少需要4 min答案：B 6(2012郑州一中模拟)将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是() A甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸 B乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 C丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少 D丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体解析：甲条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产物是CO2和酒精；根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式计算可知，乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少；丙条件下酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，产生的ATP不是最少的，产生ATP最少的是甲条件下(酵母菌只进行无氧呼吸)；丁条件下，吸收的O2与释放的CO2一样多，酵母菌只进行有氧呼吸，所以产生的CO2全部来自线粒体。答案：D 7(2011江苏卷)下图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题： (1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是_；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为_。 (2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有_、_。 (3)在T1T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_、_。 (4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有_、_和用血球计数板计数时出现错误等。解析：解答本题的关键是明确酵母菌的呼吸方式以及正确识图。(1)酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。AB段无乙醇产生，故酵母菌是在AB段进行有氧呼吸，有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(2)随着培养时间的推移，酵母菌数量减少的原因有营养物质的消耗、有毒物质(如乙醇)的积累和培养液pH的变化。(3)T1T2段，一方面酵母菌数量多，分解掉的葡萄糖量增多。另一方面酵母菌进行无氧呼吸，因无氧呼吸释放的能量少，故达到维持酵母菌正常生命活动所需能量时需消耗的葡萄糖的量大大增加。(4)用血球计数板计数时因取样时未将培养液摇匀而从底部取样，会导致计算得到的值比实际值偏高。另外未染色时，显微镜下统计的是所有酵母菌的总数包括活菌和死亡的酵母菌，也导致比实际值偏高。答案：(1)细胞质基质和线粒体有氧呼吸和无氧呼吸(2)乙醇含量过高培养液的pH下降(3)酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少酵母菌种群数量增多(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体