2019高考生物一轮总复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第2讲 细胞呼吸课件 新人教版必修1.ppt

第三单元细胞的能量供应和利用 必修一 第二讲细胞呼吸 1 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 生成二氧化碳或其他产物 释放出能量并生成 的过程 考点一有氧呼吸和无氧呼吸的过程 氧化分解 ATP 2 有氧呼吸 1 过程与场所 1 写出序号代表的物质 2 写出三个阶段发生的场所 a b c 2 反应式 丙酮酸 H O2 CO2 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 3 对有氧呼吸过程中有关问题的理解 连线 3 无氧呼吸 1 场所 全过程是在 中进行的 2 过程 细胞质基质 4 反应式 1 产物为酒精 2 产物为乳酸 判断下列说法的正误 1 人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供 2 有氧呼吸第二 三阶段都能产生大量ATP 3 无氧呼吸的终产物是丙酮酸 4 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水 5 无氧呼吸不需要O2的参与 该过程最终有 H 的积累 6 肺炎双球菌无线粒体 但能进行有氧呼吸 7 乳酸菌细胞内 细胞呼吸第一阶段产生 H 第二阶段消耗 H 8 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水 9 需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体 1 分析命题热图 明确答题要点如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程 请分析 1 反应 中 必须在有氧条件下进行的是 可在人体细胞中进行的是 填序号 2 粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象 其原因是什么 3 如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2 所消耗的葡萄糖之比为 提示 2 种子在有氧呼吸过程中产生了水 2 呼吸作用分阶段进行有什么意义 提示 可使能量逐步释放 对保持生物体的体温稳定有重要意义 1 3 1 过程图解 3 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 4 细胞呼吸中的相关实验 1 细胞呼吸速率的测定 实验装置 实验原理 组织细胞呼吸作用吸收O2 释放CO2 CO2被NaOH溶液吸收 使容器内气体压强减小 刻度管内的水滴左移 单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率 装置乙为对照 2 细胞呼吸类型的探究 实验装置 装置甲中NaOH溶液的作用是吸收呼吸所产生的CO2 红色液滴移动的距离代表种子呼吸吸收的O2量 装置乙中红色液滴移动的距离代表种子呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值 实验分析 3 注意事项 为防止微生物呼吸对实验结果的干扰 应将装置进行灭菌 所测种子进行消毒处理 对照组的设置 为防止气压 温度等物理因素 或非生物因素 所引起的误差 应设置对照实验 将所测定的生物灭活 将种子煮熟 其他条件均不变 若选用绿色植物作实验材料 测定细胞呼吸速率 需将整个装置进行遮光处理 否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定 4 探究细胞呼吸过程场所的实验 一般是探究第二阶段的场所 常见方法是用离心的方法把动物细胞的细胞质基质和线粒体分开 分别加入丙酮酸 检测CO2的产生 高考警示 有关细胞呼吸的7个易错点 1 有H2O生成的一定是有氧呼吸 有CO2生成的可能是有氧呼吸 也可能是无氧呼吸 但一定不是乳酸发酵 2 不同生物无氧呼吸的产物不同 其直接原因在于催化反应的酶不同 根本原因在于控制酶合成的基因不同 3 无氧呼吸只释放少量能量 其余能量储存在分解不彻底的氧化产物 酒精或乳酸中 4 水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 5 有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成 并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 6 真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸 如蛔虫细胞 哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸 7 原核生物无线粒体 但有些原核生物仍可进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌等 因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶 C 例1 解析 如果测得O2吸收量 CO2释放量 则只能说明既有有氧呼吸也有无氧呼吸 A错误 如果测得呼吸作用的过程中没有产生水 则说明只进行无氧呼吸 H 用于丙酮酸的还原 没有 H 的积累 B错误 当有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等时 CO2释放量 O2吸收量 4 3 所以当CO2释放量 O2吸收量 4 3时 则无氧呼吸占优势 C正确 检测CO2的产生可用溴麝香草酚蓝溶液 随着CO2的释放 溶液的颜色变化是由蓝变绿再变黄 D错误 根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法 1 根据CO2释放量与O2消耗量判断 呼吸底物为葡萄糖 不消耗O2 释放CO2 只进行无氧呼吸 无CO2释放 只进行产生乳酸的无氧呼吸 酒精产生量等于CO2量 只进行产生酒精的无氧呼吸 CO2释放量等于O2的吸收量 只进行有氧呼吸 技巧点拨 2 根据场所判断 真核细胞 若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行 则为无氧呼吸 若部分过程在线粒体中进行 则为有氧呼吸 原核细胞 原核细胞没有线粒体 故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行 其呼吸方式应根据产物判断 若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸 若还有乳酸或酒精产生 则还存在无氧呼吸 D 例2 解析 过程表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段 在动植物细胞中都可进行 且此过程只能发生在细胞质基质中 过程既可表示有氧呼吸的第二阶段 也可表示无氧呼吸的第二阶段 有氧呼吸每个阶段都会产生ATP 但无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 有氧呼吸第二阶段产生 H 第三阶段消耗 H 而无氧呼吸中的 H 只在第一阶段产生 作为还原剂被第二阶段消耗 细胞呼吸中 H 和ATP的来源和去路 技巧点拨 D 例2 A a条件下 呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B b条件下 有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C c条件下 无氧呼吸最弱D d条件下 产生的CO2全部来自线粒体 解析 a条件下 不吸收O2 但产生CO2 故只进行无氧呼吸 呼吸产物除CO2外还有酒精 b条件下 既有有氧呼吸又有无氧呼吸 有氧呼吸消耗体积为3的O2 产生体积为3的CO2 消耗葡萄糖的相对量为0 5 无氧呼吸产生体积为5的CO2 消耗葡萄糖的相对量为2 5 c条件下 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 d条件下 只进行有氧呼吸 无氧呼吸为0 产生的CO2全部来自线粒体 细胞呼吸过程中的比值归纳 1 有氧呼吸葡萄糖 O2 CO2 1 6 6 2 无氧呼吸葡萄糖 CO2 酒精 1 2 2或葡萄糖 乳酸 1 2 3 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1 3 4 消耗等量的葡萄糖时 有氧呼吸消耗氧气的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3 4 技巧点拨 变式训练 D 解析 若细胞只释放CO2 不消耗O2 说明只进行无氧呼吸 A正确 细胞进行有氧呼吸释放的CO2等于吸收的O2 若CO2的释放量多于O2的吸收量 则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 B正确 若CO2的释放量等于O2的吸收量 则细胞只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 C正确 若既不吸收O2也不释放CO2 有可能是进行产乳酸的无氧呼吸 如乳酸菌细胞 D错误 B 解析 H 与氧气结合生成水发生在线粒体内膜上 A错误 C6H12O6分解为丙酮酸和 H 是有氧呼吸的第一阶段 发生在细胞质基质中 不发生在线粒体中 B正确 丙酮酸与水反应生成CO2和 H 是有氧呼吸的第二阶段 发生在线粒体基质中 C错误 ADP与Pi反应形成ATP在细胞质基质和线粒体中都可以发生 D错误 D 解析 氧浓度为a时 由于O2的消耗量为0 说明此时苹果只进行无氧呼吸 其场所为细胞质基质 A正确 氧浓度为b时 有氧呼吸消耗氧气为0 5 CO2产生量为0 5 葡萄糖消耗为1 12 无氧呼吸CO2产生量为0 5 葡萄糖消耗量为1 4 因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1 3 B正确 氧浓度为c时 无氧呼吸产生的CO2量为1 3 0 7 0 6 所以苹果产生酒精的量为0 6mol min C正确 氧浓度为d时 O2的消耗量为1 2 故有氧呼吸消耗的葡萄糖为0 2 无氧呼吸产生的CO2为0 4 故无氧呼吸消耗的葡萄糖为0 2 消耗的葡萄糖中有1 2用于酒精发酵 D错误 1 温度 1 影响原理 温度通过影响 影响细胞呼吸速率 2 曲线分析 考点二影响细胞呼吸的因素及其应用 酶的活性 a点为该酶的 细胞呼吸速率最快 温度低于a时 随温度降低 酶活性 细胞呼吸受 温度高于a时 随温度升高 酶活性 甚至变性失活 细胞呼吸受抑制 3 实际应用 保鲜 水果 蔬菜等放入冰箱的冷藏室中 可延长保鲜时间 促进生长 温室中栽培蔬菜时 夜间适当降低温度 可降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 提高蔬菜的产量 最适温度 下降 抑制 下降 2 氧气 1 影响原理 氧气促进 抑制无氧呼吸 2 曲线分析 有氧呼吸 A点时 氧浓度为零 细胞只进行 氧浓度为0 10 时 随氧浓度的升高 无氧呼吸速率 B点时 有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量 C D点 横坐标相同 无氧呼吸停止 氧浓度在0 20 时 随氧浓度升高 有氧呼吸速率逐渐 随氧浓度的升高 细胞呼吸速率 最后趋于稳定 氧浓度为 左右时 细胞呼吸强度最弱 无氧呼吸 减慢 加快 先减慢后加快 5 3 实际应用 保鲜 低氧 氧含量5 左右 有利于蔬菜保鲜 促进生长 农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量 促进根部有氧呼吸促进生长 防止无氧呼吸 陆生植物长时间水淹 土壤中氧含量降低 植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根 控制呼吸方式 制葡萄酒时 初期进行有氧呼吸 使酵母菌大量繁殖 发酵时严格控制无氧环境 促进酵母菌的无氧呼吸 3 二氧化碳 1 影响原理 CO2是细胞呼吸的终产物 积累过多会 细胞呼吸 2 曲线分析 3 实际应用 保鲜 地窖中CO2浓度高 有利于蔬菜水果的储存 抑菌 薯片等食品充气保存 可抑制微生物的繁殖 抑制 4 水含量 1 影响原理 各种生化反应需溶解在水中才能进行 自由水含量升高 新陈代谢 水是有氧呼吸的 之一 含水量会影响细胞呼吸的进行 2 实际应用 抑制细胞呼吸 晒干的种子自由水含量降低 细胞呼吸减慢 更有利于储存 促进细胞呼吸 浸泡的种子有利于种子的萌发 加快 反应物 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 如生殖器官大于营养器官 2 外部因素 高考警示 1 O2浓度为零时 细胞呼吸强度并不为零 因为细胞可进行无氧呼吸 2 随着O2浓度的增加 无氧呼吸受到抑制 有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱 细胞呼吸的总强度较低 但随着氧气浓度的升高 有氧呼吸逐渐增强 细胞呼吸总强度增大 3 从化学平衡的角度分析 高浓度的CO2在一定程度上可以抑制细胞呼吸 4 储存种子需要低氧 低温 干燥的环境 储存水果蔬菜需要低氧 零上低温 低湿的环境 以减少有机物的消耗 B 例4 A 甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点B 甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段C 甲图的a b c d四个浓度中 c是最适合贮藏植物器官的D 甲图中氧含量为d时没有酒精产生 解析 甲图中氧含量为a时 细胞只释放CO2不吸收氧气 说明细胞只进行无氧呼吸 对应乙图中的A点 甲图中氧含量为b时 CO2的释放量远远大于氧气的吸收量 说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 且无氧呼吸强度大 应对应乙图中的AC段 贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时 即甲图中的c点 氧含量为d时 CO2释放量与氧气的吸收量相等 细胞只进行有氧呼吸 因此没有酒精产生 所以B项错误 细胞呼吸曲线的识别技巧 1 典型曲线模型 技巧点拨 2 模型解读 点的含义R点 只进行无氧呼吸 P点之前 有氧呼吸与无氧呼吸共存 CO2释放总量 有氧呼吸释放量 无氧呼吸释放量 P点以后 只进行有氧呼吸 Q点 释放的CO2量最少 此条件最有利于蔬菜水果或种子的保存 B点 有氧呼吸吸收的O2量 或释放的CO2量 等于无氧呼吸释放的CO2量 线的含义两种呼吸方式同时存在的区段是RQP RQ区段CO2生成量急剧减少的原因是随着O2浓度增加 无氧呼吸受到抑制 区域ORP的面积表示无氧呼吸产生的CO2量 变式训练 C 解析 12 24h期间 O2消耗速率较小 表明有氧呼吸较弱 两曲线相交时 只代表O2消耗量等于CO2释放量 并不意味着有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等 从第12h到胚根长出期间 萌发种子的干物质的总质量因呼吸消耗而下降 C A N点时 该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等 说明其只进行有氧呼吸B M点是贮藏该器官的最适O2浓度 此时无氧呼吸的强度最低C 该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解D L点时 该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质 A N点时 该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等 说明其只进行有氧呼吸B M点是贮藏该器官的最适O2浓度 此时无氧呼吸的强度最低C 该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解D L点时 该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质 解析 本题考查O2浓度对呼吸作用的影响 意在考查考生的理解能力和识图分析能力 N点之后 O2的吸收量与CO2的释放量不等 说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解 C正确 由于有非糖物质参与氧化分解 故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸 A错误 M点细胞的总呼吸强度最低 但无氧呼吸强度并不是最低的 B错误 L点时 细胞只进行无氧呼吸 产生CO2的场所是细胞质基质 D错误 考点三实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 兼性厌氧型 有氧呼吸 无氧呼吸 2 细胞呼吸产物的检测 变混浊 蓝色 绿色 黄色 重铬酸钾 橙色 灰绿色 2 实验步骤 1 配制酵母菌培养液 酵母菌 质量分数为 溶液 分别装入A B两锥形瓶中 2 如图连接好实验装置 5 的葡萄糖 3 放置一段时间后观察实验现象 观察两组装置中 的变化 检测是否有酒精产生 取A B瓶中滤液各2mL分别注入A B两支干净的试管中 向两试管中分别滴加 溶液0 5mL 并振荡 观察试管中溶液的颜色变化 澄清石灰水 酸性重铬酸钾 3 实验现象4 实验结论 变混浊 橙色 变混浊 灰绿色 CO2 少量 酒精 1 实验原理 3 实验中的关键步骤 1 将装置 甲 连通橡皮球 让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶 既保证O2的充分供应 又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶 清除空气中的CO2 保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致 2 B瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将B瓶中的氧消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水 D 例5 A 假设装置一中的液滴左移 装置二中的液滴不动 说明酵母菌只进行有氧呼吸B 假设装置一中的液滴不移动 装置二中的液滴右移 说明酵母菌只进行无氧呼吸C 假设装置一中的液滴左移 装置二中的液滴右移 说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D 假设装置一 二中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸 解析 装置一中因为有NaOH溶液 细胞呼吸释放的CO2被吸收 因此红色液滴的移动代表氧气的消耗 装置二中的水溶液不能吸收呼吸作用释放的CO2 因此红色液滴的移动代表释放的CO2与氧气的消耗的差值 酵母菌有氧呼吸消耗的氧气与释放的CO2相等 无氧呼吸不消耗氧气 但产生CO2 因此装置一中的液滴只能左移或不动 不动则只进行无氧呼吸 若左移 必然存在有氧呼吸 若装置二中的液滴不动 说明酵母菌只进行有氧呼吸 若装置二中的液滴右移 则是产生CO2大于消耗的氧气 这说明有氧呼吸和无氧呼吸都存在 但当装置一 二中的液滴均不移动时 只能说明一个情况 酵母菌已死亡 植物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 技巧点拨 变式训练 D 解析 由于NaOH溶液能吸收CO2 所以该装置可用来测定小麦种子有氧呼吸速率 A正确 由于有氧呼吸的过程中消耗的氧气的体积等于产生的二氧化碳的体积 所以若将NaOH溶液换为清水 可用来测定小麦种子无氧呼吸速率 B正确 由于微生物的呼吸作用 若把小麦种子换为死种子 可作为该装置的对照 排除无关变量的影响 C正确 由于呼吸作用释放能量 所以在实验全过程中温度计的示数会发生改变 D错误 解析 酵母菌是兼性厌氧型真菌 有氧条件下进行有氧呼吸 分解1mol葡萄糖能消耗6mol氧气同时产生6mol二氧化碳 无氧条件下进行酒精发酵 分解1mol葡萄糖能产生2mol二氧化碳 根据题意 1h后测得该容器中O2减少24mL 则有氧呼吸消耗的O2为24mL 同时产生二氧化碳为24mL 现CO2增加48mL 则在lh内酒精发酵所产生的二氧化碳为48 24 24 mL 所以此酒精发酵消耗的葡萄糖量是有氧呼吸所消耗的葡萄糖量的3倍 因此D正确 D 课末总结 思维导图 C 探究高考 明确考向 解析 与成熟组织细胞相比 分生组织细胞代谢旺盛 呼吸速率快 A错误 某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸 产生乳酸的无氧呼吸过程 既不吸收O2也不放出CO2 B错误 降低氧气浓度 有氧呼吸减弱 有机物消耗减慢 C正确 利用葡萄糖进行有氧呼吸时 吸收O2与释放CO2的摩尔数相同 D错误 2 2015 上海卷 28 以下4支试管置于适合的温度下 经过一定时间后能产生ATP的是 解析 葡萄糖在细胞质中分解为丙酮酸才能进入线粒体 A错误 二氧化碳可被叶绿体利用 不能被内质网利用 B错误 丙酮酸的氧化分解可发生在细胞质基质和线粒体 不能发生在内质网 C错误 真核细胞膜破裂 但线粒体完好 丙酮酸可进入线粒体进行有氧呼吸的第二 三阶段 有氧呼吸第二 三阶段有ATP生成 D正确 D