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第9讲 细胞呼吸,考情分析备考导航,知识梳理 自主学习 夯实基础,1.有氧呼吸的过程及场所,考点一 细胞呼吸的类型及过程,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,大量能量,【深挖教材】 (1)有氧呼吸所产生H2O中的H来自哪些物质? 提示:葡萄糖和H2O。 (2)无线粒体的生物(或细胞)是否都只能进行无氧呼吸? 提示:不是,无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物的成熟红细胞等,而一些原核生物虽无线粒体,但仍进行有氧呼吸,如醋酸菌。 (3)进行有氧呼吸时,O2的消耗量一定等于CO2的产生量吗? 提示:不一定。因有氧呼吸利用的物质不同而不同。若利用葡萄糖进行有氧呼吸时,O2的消耗量等于CO2的产生量;若利用脂肪进行有氧呼吸时,O2的消耗量则大于CO2的产生量,因为脂肪与葡萄糖相比,H的含量高。,2.无氧呼吸 (1)场所: 。 (2)过程: 第一阶段:与有氧呼吸 完全相同。 第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成 或转化 成 。,(4)能量: 只在 释放少量能量,生成少量ATP。 葡萄糖分子的大部分能量存留在 中。 【深挖教材】 为什么不同生物无氧呼吸的产物不同? 提示:直接原因在于不同生物中催化无氧呼吸的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。,细胞质基质,第一阶段,酒精和CO2,乳酸,2C2H5OH+2CO2+少量能量,2C3H6O3+少量能量,第一阶段,酒精或乳酸,重点透析 剖析考点 拓展深化,1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较,2.细胞呼吸中H和ATP的来源和去路归纳,【深化拓展】 细胞呼吸方式的判断及实验探究 (1)探究细胞呼吸方式的实验装置 欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例):,实验结果预测和结论,(2)物理误差的校正 为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对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。,题组例练 分类例练 提炼方法,题组一,细胞呼吸过程的分析,1.(2016山东菏泽一模)如图表示人体内主要能源物质氧化分解的部分途径,其中X、Y、M、N代表物质。下列叙述正确的是( ) A.糖原水解主要发生在骨骼肌细胞中 B.XY过程发生在细胞质基质中 C.M、N分别代表乳酸和酒精 D.Y、M、N中的氧元素均来自X,解析:糖原水解主要发生在肝脏细胞和骨骼肌细胞中;XY过程为细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中;M、N分别代表乳酸和水;Y、M中的氧元素均来自X,N中的氧元素来自O2。,B,2.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( ) A.有氧呼吸过程中,葡萄糖进入线粒体分解为CO2和H2O B.有氧呼吸过程中,O2和H2O的利用不在同一阶段 C.人体剧烈运动时,无氧呼吸增强、有氧呼吸减弱 D.等质量脂肪和糖类进行有氧呼吸产生CO2与吸收O2的比值前者高,解析:有氧呼吸过程中,葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体分解为CO2和H2O;有氧呼吸过程中,H2O的利用在第二阶段,O2的利用在第三阶段;人体剧烈运动时,无氧呼吸增强、有氧呼吸也增强;由于脂肪中的碳氢含量比糖类高,氧化分解时所需的O2较多,所以等质量脂肪和糖类进行有氧呼吸产生CO2与吸收O2的比值前者低。,B,题组二,细胞呼吸类型的判断与分析,3.在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如图。若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是( ) A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸 B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少 C.c条件下,产生的ATP全部来自细胞质基质 D.d条件下,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体,B,解析:a条件下只释放CO2,不消耗O2,只进行无氧呼吸,若种子的无氧呼吸的产物是乳酸时则不会产生CO2;b条件下,CO2的释放量大于O2的吸收量,说明有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,在b点时,由图可知,CO2的释放量为8,O2的吸收量为3,因为有氧呼吸消耗O2的量等于释放的CO2的量,所以吸收3的O2就释放3的CO2,这样无氧呼吸释放的CO2就是8-3=5,根据有氧呼吸的方程式可知消耗的葡萄糖与释放的CO2的比值为1/6。根据无氧呼吸的方程式可知消耗的葡萄糖与释放的CO2的比值为1/2,因此有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少;c条件下,CO2的释放量大于O2的吸收量,说明有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,此时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体;d条件下只进行有氧呼吸,CO2只来自线粒体。,4.(2016河南鹤壁模拟)有一瓶混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的量(均为物质的量)如图所示。据图中信息推断错误的是( ) A.O2浓度为a时,酵母菌没有有氧呼吸,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会不同 C.当O2浓度为c时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为12 D.a、b、c、d不同O2浓度下,细胞都产生H和ATP,C,判定细胞呼吸方式的三大依据,方法突破,知识梳理 自主学习 夯实基础,1.影响细胞呼吸的内部因素,考点二 影响细胞呼吸的因素及应用,酶,不同,发育时期,2.影响细胞呼吸的外部因素及应用,酶活性,呼吸类型,自由水,昼夜温差,氧的浓度,风干,细胞呼吸中典型曲线分点、段剖析,b点:不消耗O2,只产生CO2只进行无氧呼吸。 d点:产生的CO2量最少细胞呼吸最弱。 e点:消耗的O2量=产生的CO2量无氧呼吸消失点,只进行有氧呼吸。 a点:此氧浓度下,dc=ca有氧呼吸产生的CO2量与无氧呼吸产生的CO2量相等。 be段:产生的CO2量消耗的O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 bd段:O2对无氧呼吸具有抑制作用CO2生成量急剧减少。 df段:随O2浓度增大,有氧呼吸增强CO2释放量增加。 e点以后:只进行有氧呼吸,由于细胞内酶等因素的限制,有氧呼吸速率增加到一定值后不再增加CO2释放量增加到一定数值后保持稳定。,题组例练 分类例练 提炼方法,题组一,影响细胞呼吸因素的分析,1.将等量且足量的花生种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中,一段时间后测定O2的吸收量和CO2的释放量,结果如表:,下列有关叙述正确的是( ) A.花生种子细胞在O2浓度为0%3%时只进行无氧呼吸 B.同等质量的花生比小麦在有氧呼吸条件下产生CO2少 C.就表中数据来看,贮藏花生应将O2浓度控制在5% D.在O2浓度为5%时,无氧呼吸开始受到抑制,C,解析:在O2浓度为0%3%时,CO2释放量大于O2吸收量,故花生种子细胞既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸;由于花生种子细胞含脂肪较多,而小麦种子细胞含淀粉较多,所以同等质量的花生比小麦在有氧呼吸条件下产生CO2多;由表中数据知,O2浓度为5%时,CO2的释放量最少,说明分解的有机物最少,所以贮藏花生应将O2浓度控制在5%;在O2浓度为1%时,无氧呼吸就已受到抑制。,2.(2016湖南岳阳一模)细胞呼吸是细胞能量的根本来源,细胞呼吸容易受外界环境的影响。如图是温度与O2浓度对植物叶片细胞呼吸速率的影响,以下分析不正确的是( ) A.图中细胞呼吸速率可用CO2的释放量表示 B.从图甲可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点 对应的温度 C.温度对曲线代表的呼吸类型影响较大,对曲线影响较小 D.分析图甲、乙可知,水果储存需要低温和低氧的条件,C,解析:由于有氧呼吸的产物是CO2和水,所以图中细胞呼吸速率可用CO2的释放量表示;分析图甲可知,B点细胞呼吸相对速率最高,该点对应的温度是细胞呼吸最旺盛时的温度;图乙中曲线、代表的呼吸类型依次为无氧呼吸和有氧呼吸,温度对两者影响相同;分析图甲、乙可知,在低温和低氧的条件下,细胞呼吸的相对速率都较低,故水果储存需要低温和低氧的条件。,题组二,细胞呼吸原理应用的分析,3.下列有关细胞呼吸的叙述,其中正确的是( ) A.无氧、干燥的环境细胞呼吸最弱,有利于果蔬储藏 B.马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量 C.用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油,利用了酵母菌的无氧呼吸 D.选用透气性好的“创可贴”,是为保证人体细胞的有氧呼吸,增强免疫能力,C,解析:果蔬的储藏需要保持一定的湿度和低氧,干燥环境中果蔬会大量失水,无氧环境下果蔬会进行无氧呼吸消耗大量的有机物,不利于保鲜;马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生CO2和水的过程中获得能量,也能从产生乳酸过程中获得少量能量;用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油,主要利用了酵母菌的无氧呼吸,产生了酒精和CO2;选用透气性好的“创可贴”,是为了防止伤口处厌氧菌生存和繁殖。,解析:种子的贮存必须降低含水量,使种子处于风干状态,从而使细胞呼吸降至最低,以减少有机物的消耗;乳酸菌是严格厌氧的微生物,所以整个过程要严格密封;水果保鲜的目的既要保持水分,又要降低细胞呼吸,所以低温是最好的方法,但温度不能太低;植物根对无机盐离子的吸收过程是一个主动运输过程,需要能量和载体蛋白,植物生长过程中的松土,可以提高土壤中O2的含量,有利于根细胞的有氧呼吸,从而为根吸收无机盐离子提供更多的能量。,4.(2016江苏镇江一模)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践。下表有关措施中,错误的是( ),B,实验基础 吃透原理 掌握步骤,1.实验原理,考点三 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式,澄清石灰水,溴麝香草酚蓝水,橙色重铬酸钾,2.实验步骤 (1)提出问题:酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下?酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么? (2)作出假设:针对上述问题,根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设。 (3)设计并进行实验 配制酵母菌培养液。 检测CO2的产生,装置如图所示:,检测酒精的产生 从A、B中各取2 mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。 3.实验结果及结论 (1)实验结果 甲、乙两装置中澄清的石灰水都变 ,且甲中浑浊程度高且快;2号试管中溶液由橙色变成 ,1号试管不变色。 (2)实验结论,重铬酸钾,浑浊,灰绿色,透析实验 积累技能 理解方法,1.为什么选酵母菌作为实验材料? 透析:酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存,可通过测定其细胞呼吸产物来确定酵母菌细胞呼吸方式。 2.为什么先将空气通过10%的NaOH溶液后,再进入酵母菌培养液中? 透析:10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2,以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。 3.用于测定无氧呼吸的装置中,为什么将酵母菌培养液封口放置一段时间后,再连通有澄清石灰水的锥形瓶? 透析:酵母菌将锥形瓶中的O2消耗完毕后再进行检测,以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。 4.实验设计需遵循对照原则,此实验为何不设置对照组? 透析:此实验为对照实验,通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。 5.实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸? 透析:煮沸的主要目的是灭菌,排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。,技能训练 巩固演练 技能提升,1.(2016安徽马鞍山一模)某同学研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时,设计了如下实验:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑,向锥形瓶中加入等量且适量碎屑,向瓶充入N2,装置如图,一段时间后,观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。下列分析错误的是( ) A.甲实验锥形瓶中马铃薯块茎碎屑作用不同 B.乙实验目的是探究马铃薯无氧呼吸是否产生CO2 C.甲实验溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,说明马铃薯细胞呼吸在逐渐增强 D.乙实验溴麝香草酚蓝水溶液发生颜色变化,不能说明马铃薯无氧呼吸产生CO2,C,解析:甲实验锥形瓶中马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解产生O2,锥形瓶中马铃薯块茎细胞在有氧条件下进行有氧呼吸;乙实验目的是探究马铃薯无氧呼吸是否产生CO2;甲实验溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,说明马铃薯细胞呼吸产生了CO2;马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸,乙实验溴麝香草酚蓝水溶液发生颜色变化,不能说明马铃薯无氧呼吸产生CO2。,2.某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后,想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时,哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验:将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气),按如图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时,撤去装置,将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤,除去酵母菌,得到滤液1和滤液2。请分析回答下列问题:,解析:(1)本实验的目的是探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时,哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题,所以甲、乙两组的实验自变量是有无氧气。实验中需控制的无关变量主要有温度、pH、培养液量、培养液浓度。(2)酵母菌是兼性厌氧菌,所以产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。,(1)甲、乙两组的实验自变量是 , 实验中需控制的无关变量主要有 等。 (2)酵母菌产生CO2的场所是 。,答案:(1)有无氧气 温度、pH、培养液量、培养液浓度 (2)细胞质基质和线粒体,解析:(3)滤液1是酵母菌有氧呼吸后的产物及剩余的葡萄糖,滤液2是酵母菌无氧呼吸后的产物及剩余的葡萄糖,又知葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜,其余物质能通过,所以若有氧呼吸消耗的葡萄糖少,剩余的就多,一段时间后,A侧液面高于B侧液面;若有氧呼吸消耗的葡萄糖多,剩余的就少,一段时间后,A侧液面低于B侧液面。,(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜,其余物质能通过)、滤液1和滤液2等,继续完成探究实验: 实验步骤: 取等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记; 一段时间后观察 的变化。 实验结果预测和结论: .如果 ,则有氧呼吸消耗的葡萄糖少; .如果 ,则有氧呼吸消耗的葡萄糖多。,答案: (3)(两侧)液面 .A侧液面上升,B侧液面下降 .A侧液面下降,B侧液面上升,构建知识网络 强化答题语句,知识网络,填充: . . . . . .,有氧和多种酶,细胞质基质、线粒体,CO2和H2O,无氧和多种酶,细胞质基质,酒精和CO2或乳酸,温度、O2浓度、水分等,要语强记,1.一个实质 有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。 2.两种物质的检测 (1)CO2可使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 (2)酒精:在酸性条件下,酒精使橙色的重铬酸钾溶液呈灰绿色。 3.有氧呼吸的三个阶段,
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