2019-2020年高中生物 第5章 第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸典例精析 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物 第5章 第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸典例精析 新人教版必修1 探究细胞呼吸方式的实验分析【例1】如图5314表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中的内容。装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240 mL的葡萄糖溶液加入10 g活性干酵母_B加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液_加入石蜡油，铺满液面(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C_加入石蜡油，铺满液面(4)实验预测：在适宜条件下实验，30 min后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是_(用“”表示)则假设成立。解析：(1)该实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的不同呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，其他条件要保持完全相同。(2)B装置内煮沸葡萄糖溶液是为了完全除去其内的氧气，从而创造无氧环境。(3)装置C作为B装置的对照，验证呼吸作用引起温度变化，因此两装置内的自变量应为酵母菌的有无。(4)一段时间后，若进行了有氧呼吸的A试管温度进行了无氧呼吸的B试管温度C试管温度，则假设成立。答案：(1)不加入石蜡油加入10 g活性干酵母(2)去除氧气自(3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母(4)ABC点拨：在本实验中C组的设置是必需的，它是实验组A、B的对照，说明细胞呼吸产生热量，而A组与B组的对比，说明有氧呼吸产生热量多于无氧呼吸。变式拓展1通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，可以了解细胞呼吸的类型。阅读下列实验过程，回答有关问题。(1)材料用具：液体石蜡油，质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液，酵母菌培养液，保温瓶，温度计，棉花等。(2)实验步骤取三个保温瓶，编号为A、B、C。A瓶注入1 L经煮沸并冷却的质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液，B、C瓶分别注入1 L质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液。向A、B瓶中加入等量的酵母菌培养液，C瓶中不加入酵母菌培养液。向A瓶中注入液体石蜡油。在三个瓶中放入温度计，并用棉花团塞住瓶口，以固定温度计并保证保温瓶通气。24 h后观察并记录三个保温瓶的温度。(装置如图5315所示) (3)分析讨论A瓶葡萄糖溶液煮沸的目的是_。等溶液冷却后再加入酵母菌的原因是_。注入液体石蜡油的目的是_。设置C瓶的目的是_。A、B两瓶的实验结果说明了什么？倒掉石蜡油，闻一闻A瓶内有什么气味？_。 细胞呼吸的过程分析【例2】下列四支试管中分别含有不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物，经过一定时间的保温后，不产生CO2的试管为()A葡萄糖细胞膜已破裂的细胞B葡萄糖线粒体C丙酮酸线粒体D葡萄糖细胞质基质并隔绝空气解析：若试管内存在葡萄糖、细胞质基质、线粒体，则能完成有氧呼吸全过程，产生CO2。试管内不存在细胞质基质，葡萄糖不能生成丙酮酸，而葡萄糖又不能直接在线粒体中被分解为CO2。试管内装有丙酮酸与线粒体，可进行有氧呼吸的第二、三阶段，丙酮酸与水在线粒体内分解产生CO2。在隔绝空气的情况下，葡萄糖在细胞质基质中被分解产生酒精和CO2。答案：B点拨：细胞呼吸不同场所的酶的种类不同，氧化分解的底物不同，葡萄糖在线粒体内不能被分解的原因是线粒体中缺乏分解葡萄糖的酶。变式拓展2提取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料，向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的消耗量几乎为零；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。对上述实验结果的解释错误的是()A线粒体内进行的是丙酮酸彻底分解和消耗氧气生成水的过程B在线粒体内不能完成葡萄糖的分解，而能完成丙酮酸的分解过程C葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的，不需要消耗氧气D有氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的变式拓展3有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段：C6H12O6丙酮酸H；丙酮酸H2OCO2H；HO2H2O。下列与此相关的叙述正确的是()A第阶段反应极易进行，无需酶的催化B第阶段无ATP生成，第阶段形成较多的ATPC第阶段能为其他化合物的合成提供原料D第阶段与无氧呼吸的第阶段不同 影响细胞呼吸的因子【例3】如图5316所示是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析并回答下列问题。 (1)从甲图可知细胞呼吸最旺盛时在_点，AB段说明随温度的升高，细胞呼吸强度_；温度主要通过影响_来影响呼吸强度。(2)乙图中曲线是_呼吸类型，若曲线描述的是水稻根细胞的细胞呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是_。曲线在F点以后影响呼吸强度的外界因素主要是_，F点以前影响呼吸强度的外界因素主要是_。解析：(1)从甲图可知，曲线最高点即细胞呼吸最旺盛时所对应的B点，在AB段，随温度的上升细胞呼吸的相对速率逐渐增大，温度主要通过影响酶的活性来影响呼吸速率。(2)乙图中，曲线随着氧气浓度的上升，细胞呼吸的相对速率下降，说明曲线是无氧呼吸。水稻根细胞在DE段氧气浓度相对较低的情况下主要进行无氧呼吸，产生酒精。曲线是有氧呼吸曲线，F点以后细胞只进行有氧呼吸，此时氧气浓度不再是限制细胞呼吸强度的主要因素，此时限制细胞呼吸强度的最可能因素是温度，而F点以前限制因素则是氧气浓度。答案：(1)B增强酶活性(2)无氧酒精温度氧气浓度点拨：解答本题关键注意以下几点：(1)温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸。(2)乙图中D点只进行无氧呼吸，E点两种呼吸方式同时进行，F点以后只进行有氧呼吸。变式拓展4现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量(等量)的水。在25 条件下，瓶内O2含量变化如图5317所示。请据图回答下列问题。(1)在t1t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的_引起的，A种子比B种子的呼吸速率_，A、B种子释放CO2量的变化趋势是_。(2)在0t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是_。 细胞呼吸的原理及其应用【例4】下列有关粮食、水果的保存正确的是()A粮食、水果应该在无氧条件下保存，以抑制有氧呼吸消耗有机物B低温抑制酶的活性，从而抑制细胞呼吸，保存粮食、水果在零下低温的效果应该强于零上低温C水分会促进细胞呼吸，粮食、水果应该保存在干燥的环境中D粮食、水果释放CO2最少时对应的O2浓度是二者保存的最适O2浓度错解A、B、C从三个层面考查粮食、水果保存，A中对氧气浓度为低氧，B中对温度要求，水果保鲜应为零度以上低温，C中水果保鲜应保持一定的湿度。正解D无论谷物还是水果，在保存时都要求抑制呼吸，减少有机物的消耗。完全无氧的环境，无氧呼吸旺盛，消耗的有机物较多。在低氧环境下，无氧呼吸和有氧呼吸都较弱，有机物消耗较少。悟区：O2、温度、水分是影响细胞呼吸主要因素，在生产生活中通常利用调节三种外界因素来降低细胞呼吸，以延长粮食和水果的保存期。但在具体操作中，保存粮食和保鲜水果对三种条件的要求是不完全相同的。变式拓展5“一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。”古人为了吃到鲜荔枝，需要动用大量的人力、物力，而现在通过控制下列哪组条件便可轻松获得新鲜荔枝()A低O2、高CO2、零上低温、湿润B低O2、高CO2、零下低温、干燥C无O2、高CO2、零上低温、湿润D低O2、低CO2、零下低温、干燥变式拓展6利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于()A降低呼吸强度B降低水分吸收C促进果实成熟D抑制果实成熟【变式拓展】1(3)减少溶解氧的含量防止溶液温度过高将酵母菌杀死创造无氧环境作为对照实验说明酵母菌既能在有氧时进行有氧呼吸，又能在无氧时进行无氧呼吸，有氧呼吸产生的热量比无氧呼吸产生的热量多；倒掉石蜡油，A瓶中有酒味，说明酵母菌无氧呼吸产生了酒精解析：本实验的目的是探究酵母菌细胞呼吸的方式，所以要排除氧气因素的干扰，将葡萄糖溶液煮沸的目的就是为了尽量排除溶解氧；注入液体石蜡油的目的是为了创造无氧环境。C瓶不做任何处理，为空白实验，显然是为了作对照。2D解析：细胞质基质内进行的是有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸，此阶段不消耗氧气。线粒体中进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，水参与第二阶段的化学反应，而水的生成则发生在第三阶段。3C解析：有氧呼吸分三个阶段：第阶段，葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸，同时产生H和少量ATP，这一阶段与无氧呼吸第阶段完全相同；第阶段，丙酮酸在线粒体中分解成CO2，同时产生H和少量ATP；第阶段，第阶段产生的H与O2结合生成水，同时产生大量ATP。4(1)有氧呼吸快先递增后递减(2)种子的无氧呼吸产生了CO2解析：密闭环境中氧气浓度下降的原因是种子有氧呼吸消耗氧气，所以下降的幅度应该表示呼吸速率。5A解析：影响细胞呼吸的因素主要有水分、O2、CO2和温度。题干中要求减少水分的消耗，所以只能从O2浓度、CO2浓度和温度三方面来考虑。酶活性在一定温度范围内，随温度的升高而增强，故低温是贮藏水果行之有效的方法之一，但零下低温会引起冻伤从而失去水果的口感。O2是有氧呼吸的原料，CO2是细胞呼吸的产物，降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低细胞呼吸的速率。完全无O2条件下，细胞可进行无氧呼吸，而O2的存在可以起到抑制无氧呼吸的作用，因此O2应调节至一个合适的浓度，在这个浓度下，O2对无氧呼吸起抑制作用，而有氧呼吸又很弱，从而使有机物的消耗达到最低。6A解析：贮藏种子和果蔬，主要目的是减少有机物消耗。CO2是细胞呼吸的产物，其浓度高，能抑制细胞呼吸强度，从而减少有机物的消耗。