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文檔簡介
第3課時細(xì)胞呼吸的方式和過程
【課標(biāo)要求】說明細(xì)胞通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的
能量。
考點一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
■基礎(chǔ)提煉通讀實驗內(nèi)容
I.實驗材料
廠生物類型真菌(真核生物)
卜代謝類型
酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型
L呼吸類型
有氧呼吸和無氧呼吸
2.實驗步驟
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡逋踵溶液)。
⑵檢測C02產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。
先密封滎置一段時間用連通,目的是耗齊B中氧乞
t/質(zhì)量分i數(shù)為酵l母l澄清A酵母1澄清
110%的NaOH菌培的石菌培的石
'、'、、溶液養(yǎng)液灰水養(yǎng)液灰水
裝置甲裝置乙
目的是清除空乞中的CO?
(3)檢測酒精的產(chǎn)生:從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號為1、2的兩
支試管中一分別滴加0.5mL溶有0.1g重銘酸鉀的濃硫酸溶液振蕩并觀察溶液的顏色變化。
3.實驗現(xiàn)象
條件澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢重銘酸鉀的濃硫酸溶液
甲組(有氧)變混濁程度高/快無變化
乙組(無氧)變混濁程度低/慢出現(xiàn)灰綠色
4.實驗結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細(xì)胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生大量CO2,在無氧條件下進行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
-教材隱性知識?
(1)源于必修1P91:由于葡萄糖也能與酸性重絡(luò)酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化.因此,應(yīng)將酵母菌的
培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。
(2)源于必修1P92“科學(xué)方法”:對比實驗中兩組都是實驗組,兩組之間相互對照。教材中對
比實驗的實例有:①②③(填序號)。
①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式;②魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實驗;③赫爾希和蔡斯采用放
射性同位素標(biāo)記T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗;④比較過氧化氫在不同條件下的分解。
■考向突破強化關(guān)鍵能力
考向探究酵母菌的呼吸方式
1.甲、乙兩組同學(xué)擬用下面裝置探究細(xì)胞在有氧和無氧條件下CO2的產(chǎn)生量,為此展開了
如下討論。你認(rèn)為其中最不合理的觀點是()
A.圖中A用以除去充入的C02,以所充氣體中是否含氧作為自變量而不是是否充氣
B.若圖中B是酵母菌培養(yǎng)液,因其在不同條件下繁殖速度不同影響實驗,可換成蘋果小塊
C.圖中C若是澳麝香草酚藍溶液,可用變色所用的時間比較CO2的產(chǎn)生量
D.若在有氧、無氧條件下產(chǎn)生等量的C02,說明在兩種條件下底物的消耗量相等
答案D
解析在有氧呼吸的過程中,每消耗1mol的葡萄糖就會消耗6moic)2,同時產(chǎn)生6moic。2,
在無氧呼吸過程中,每消耗1mol的葡萄糖,會產(chǎn)生2moicCh,若在有氧、無氧條件下產(chǎn)生
等量的C02,說明無氧條件下底物的消耗量多于有氧條件下底物的消耗量,D錯誤。
2.為探究酵母菌的呼吸方式,在連通C02和。2傳感器的100mL錐形瓶中,加入40mL活
化酵母菌和60mL葡萄糖培養(yǎng)液,密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中。2和C02相對含量變
化見下圖。下列有關(guān)分析錯誤的是()
培養(yǎng)液氣體相對含量/%
a,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B.打時,培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比九時快
C.若降低10℃培養(yǎng),。2相對含量達到穩(wěn)定所需時間會縮短
D.實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重倍酸鉀溶液后變成灰綠色
答案C
解析在時刻,單位時間內(nèi)氧氣的減少速率越來越慢,說明酵母菌的有氧呼吸速率不
斷下降,A正確;打時刻,培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生變化,說明酵母菌基本不再進行有
氧呼吸,此時主要進行無氧呼吸,力和打產(chǎn)生C02的速率基本相同,因此打時,溶液中消耗
葡萄糖的速率比a時快,B正確;圖示所給溫度是最適溫度,此時酶的活性最高,反應(yīng)速率
最快,因此若降低溫度,氧氣相對含量達到穩(wěn)定時所需要的時間會變長,C錯誤;據(jù)圖可知,
酵母菌進行了無氧呼吸,無氧呼吸過程會產(chǎn)生酒精,酒精與酸性重鑄酸鉀溶液反應(yīng)后變成灰
綠色,D正確。
考點二細(xì)胞呼吸的方式和過程
■梳理歸納夯實必備知識
1.有氧呼吸
(1)概念:指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,
產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,牛成大量ATP的過程。
⑵過程
,場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
物質(zhì)變化(反應(yīng)式):C6Hl晝
2C3H4O3+4[H]
、產(chǎn)能情況:少量能量
「場所:線粒體基質(zhì)
物質(zhì)變化(反應(yīng)式):2c3HQ3+6H2O暨
6CO2+20[H]
、產(chǎn)能情況:少量能量
,場所:線粒體內(nèi)膜
物質(zhì)變化(反應(yīng)式):24[H]+6O2邂
12H2。
、產(chǎn)能情況:大量能量
(3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來源與去向)
III?1\
C6H12O6+6H2O+6O2--一?I2H2O+6CO2+能量
(4)能量轉(zhuǎn)換:葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能和熱能。
提醒有氧呼吸的場所并非只是線粒體;真核細(xì)胞有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;
原核細(xì)胞無線粒體,有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上進行。
2.無氧呼吸
(1)概念:無氧呼吸是指細(xì)胞在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機物經(jīng)過丕完全分解,釋
放少量能量的過程。
(2)場所:全過程都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。
⑶過程
第一階段葡萄糖一暨f丙酮酸+出]+少量能量
產(chǎn)酒精田1+丙酮酸一酸f酒精+C02大多數(shù)植物、酵母菌等
第二階段高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊
產(chǎn)乳酸[H]+丙酮酸一酸f乳酸
根、乳酸菌等
(4)產(chǎn)物不同的原因
①直接原因:酸不同。
②根本原因:基因不同或基因的選擇性表達。
■教材隱性知識
(1)源于必修1P93“相關(guān)信息”:細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的「H1是還原型輔酶I(NADH)的簡化表
示方法。
(2)源于必修1P94“相關(guān)信息”:無氧呼吸過程中.葡萄糖中的能量主要儲存在乳酸或酒精中:
而徹底氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失了。
(3)源于必修1P94“小字部分”:蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝,都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系
起來。
(4)源于必修1P96“思維訓(xùn)練”:科學(xué)家就線粒體的起源,提出了一種解釋:有一種真核細(xì)胞
吞噬了原始的需氧細(xì)菌,二者在共同繁衍的過程中,需氧細(xì)菌進化為宿主細(xì)胞內(nèi)專門進行細(xì)
胞呼吸的細(xì)胞器。
3.有氧呼吸與無氧呼吸中[H]和ATP的來源和去路
(1)有氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
(2)無氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
無氧呼吸中的月]和ATP都是在第二階段產(chǎn)生的,場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。其中[H]在第二階段被
全部消耗。
4.細(xì)胞呼吸方式的判斷(以真核生物以例)
(1)依據(jù)反應(yīng)方程式和發(fā)生場所判斷
消耗。2一定存在有氧呼吸
反應(yīng)物產(chǎn)生
依H2O-一定存在有氧呼吸
和產(chǎn)物
據(jù)有酒精或乳酸一
?一定存在無氧呼吸
/
無CO?釋放?一定為產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
CO2=O2只進行有氧呼吸,或同時進行有
物質(zhì)量
氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
的關(guān)系
8介02,兩類呼吸并存,差值為無氧呼吸量
COM".存在脂質(zhì)等的氧化分解
只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
場所?無氧呼吸
有線粒體參與
有氧呼吸或兩類呼吸并存
(2)通過液滴移動法探究細(xì)胞呼吸的方式
①探究裝置:欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實驗裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為
例):
裝置一裝置二
②結(jié)果與結(jié)論
實驗結(jié)果
結(jié)論
裝置一液滴裝置二液滴
不動不動只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或種子已經(jīng)死亡
不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
左移左移種子進行有氧呼吸時,底物中除糖類外還含有脂質(zhì)
③誤差校正:為使實驗結(jié)果精確,除減少無關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對照裝置三。裝置三
與裝置二相比,不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。
止活塞著“液滴
出15度管
普r橡皮塞
『容器
煮熟的
-酈一蒸儲水5mL
種子
裝置三
思考①為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾,應(yīng)將裝置進行滅菌、所測種子進行消毒處理。
②若選用綠色植物作實驗材料,測定細(xì)胞呼吸速率,需將整個裝置進行遮光處理,否則植物
的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
■考向突破強化關(guān)鍵能力
考向一細(xì)胞呼吸過程的綜合分析
3.(2022?濟南市高三模擬)線粒體呼吸鏈主要由線粒體呼吸鏈酶組成,由于線粒體中需要經(jīng)呼
吸鏈氧化和電子傳遞的主要是NADH和FADH2,所以可將呼吸鏈分為NADH氧化呼吸鏈和
FADH2氧化呼吸鏈,下圖是這兩條呼吸鏈相關(guān)路徑。據(jù)圖分析以下說法不正確的是()
(NADH)+@
()JXNADH氧化呼吸鏈
延
胡
索(
酸
琥
珀
酸
A.線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成崎,為細(xì)胞色素還原酶、細(xì)胞色素氧化酶等酶的附著提供了場所
B.NADH在有氧呼吸的前兩個階段產(chǎn)生,在第三階段消耗
C.細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的NADH和光合作用產(chǎn)生的NADPH都可用于還原。2
D.輔酶Q參與細(xì)胞的有氧呼吸過程,與ATP的形成關(guān)系密切
答案C
解析光合作用產(chǎn)生的NADPH只能用于光合作用的暗反應(yīng),而不能用于還原氧氣,C錯誤。
4.羅哌卡因能抑制甲狀腺癌細(xì)胞線粒體基質(zhì)中的H+(NADH等分解產(chǎn)生)向線粒體膜間隙轉(zhuǎn)
運,降低線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的H+濃度差,從而抑制線粒體ATP的合成,促進癌細(xì)胞凋亡。下
列相關(guān)敘述錯誤的是()
A.有氧呼吸過程中產(chǎn)生的NADH主要來自第二階段
B.線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的H+濃度差驅(qū)動ATP合成
C.羅哌卡因能促進線粒體對氧氣的利用
D.羅哌卡因可通過抑制蛋白質(zhì)的功能從而抑制H+的運輸
答案C
解析結(jié)合題干信息分析可知,羅哌卡因能抑制有氧呼吸第三階段ATP的合成,因此應(yīng)該是
抑制了線粒體對氧氣的利用,C錯誤。
5.與傳統(tǒng)的水稻、小麥等糧食作物相比,玉米具有很強的耐旱性、耐寒性、耐貧瘠性以及極
好的環(huán)境適應(yīng)性。玉米的營養(yǎng)價值較高,是優(yōu)良的糧食作物。下圖是玉米不同部位的部分細(xì)
胞呼吸流程圖,下列相關(guān)敘述正確的是()
I~*物質(zhì)a
物質(zhì)cM/玉米刃女
1綠葉」酒精皿巴產(chǎn)生現(xiàn)象d
物質(zhì)a+物質(zhì)b
A.晴朗夏季的中午,玉米葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的物質(zhì)b只可參與光合作用
B.人體細(xì)胞中也可產(chǎn)生物質(zhì)c,c進入血漿后,血漿pH也會基本穩(wěn)定
C.被水淹的玉米根進行細(xì)胞呼吸時葡萄糖中的能量只有2個去路
D.檢測酒精時,試劑甲可以是溶有重銘酸鉀的鹽酸溶液
答案B
解析由題圖可推知,物質(zhì)a為C02,物質(zhì)b為水,晴朗夏季的中午,玉米葉肉細(xì)胞可進行
光合作用,發(fā)生水的光解,也可進行細(xì)胞呼吸,水在有氧呼吸第二階段參與反應(yīng),A錯誤;
檢測酒精時,試劑甲可以是溶有重輅酸鉀的濃硫酸溶液,不能用鹽酸溶液代替濃硫酸溶液,
D錯誤。
考向二細(xì)胞呼吸類型的判斷
6.葡萄糖和脂肪是細(xì)胞呼吸常用的物質(zhì),葡萄糖中的氧含量遠(yuǎn)多于脂肪,科學(xué)研究中常用
RQ(釋放的C02體積/消耗的02體積)來推測生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物質(zhì)。下列敘
述錯誤的是()
A.水淹時植物根細(xì)胞的RQ>1,該植物根細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物可能有酒精
B.若測得酵母菌在葡萄糖培養(yǎng)液中的RQ=1,說明進行的是有氧呼吸
C.若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1,該植物種子可能富含脂肪
D.人體在劇烈運動的時候,若呼吸底物只有葡萄糖,RQ會大于1
答案D
解析水淹時,根細(xì)胞可進行產(chǎn)生酒精和C02的無氧呼吸,釋放的C02體積/消耗的。2體積
會大于1,A正確;酵母菌既可以進行有氧呼吸,又可以進行產(chǎn)生酒精和C02的無氧呼吸,
在葡萄糖培養(yǎng)液中RQ=1,說明消耗的氧氣與產(chǎn)生CO2一樣多,則酵母菌進行的是有氧呼吸,
B正確;由于相同質(zhì)量的脂肪氧化分解時,消耗的氧氣量大于產(chǎn)生的C02的量,若呼吸底物
為葡萄糖,則有氧呼吸消耗的氧氣和產(chǎn)生的C02一樣多。所以若測得某植物種子在萌發(fā)初期
的RQvl,說明該植物種子可能富含脂肪,C正確;人體在劇烈運動的時候,既能進行有氧
呼吸,又能進行無氧呼吸,但無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,若呼吸底物只有葡萄糖,則有氧呼吸
消耗的氧氣和產(chǎn)生的CO2一樣多,故RQ=1,D錯誤。
7.將蘋果儲藏在密閉容器中,較長時間后會聞到酒香。當(dāng)通入不同濃度的02時,其02的消
耗量和C02的產(chǎn)生量如下表所示(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列敘述錯誤的是()
氧濃度/%abcde
C02產(chǎn)生速率/(mol-min-i)1.21.01.31.63.0
。2消耗速率/(mobmin1)00.50.71.23.0
A.氧濃度為a時,蘋果的細(xì)胞呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行
B.氧濃度為c時,蘋果產(chǎn)生酒精的速率為0.6mobmiiT1
C.氧濃度為d時,消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵
D.表中5個氧濃度條件下,氧濃度為b時,較適宜蘋果的儲藏
答案C
解析氧濃度為d時,有氧呼吸與無氧呼吸CO2產(chǎn)生速率分別為1.2mokmirTi和0.4mormitTI
消耗葡萄糖之比為1:1,即有1/2的葡萄糖用于酒精發(fā)酵,C錯誤。
8.某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究微生物的細(xì)胞呼吸,實驗設(shè)計如下。關(guān)閉
活栓后,U形管右側(cè)液面高度變化反映瓶中氣體體積變化,實驗開始時將右管液面高度調(diào)至
參考點,實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的氣體體積變
化)。下列有關(guān)說法錯誤的是()
甲組乙組
A.甲組右側(cè)液面高度變化,表示的是微生物細(xì)胞呼吸時。2的消耗量
B.乙組右側(cè)液面高度變化,表示的是微生物細(xì)胞呼吸時CO2釋放量和。2消耗量之間的差值
C.甲組右側(cè)液面升高,乙組右側(cè)液面高度不變,說明微生物可能只進行有氧呼吸
D.甲組右側(cè)液面高度不變,乙組右側(cè)液面高度下降,說明微生物進行乳酸發(fā)酵
答案D
解析甲組右側(cè)液面高度不變,說明微生物不消耗氧氣,即進行無氧呼吸,乙組右側(cè)液面高
度下降,說明二氧化碳的釋放量大于氧氣的消耗量,因此微生物進行酒精發(fā)酵,不是乳酸發(fā)
酵,D錯誤。
重溫高考真題演練
1.(2021?廣東,9改編)秸稈的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料。生物興趣
小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并探究其細(xì)胞呼吸(如圖)。下列敘述
正確的是()
酵母澳麝香
培
菌
草酚藍
液
養(yǎng)
溶液
甲乙
A.培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入重餡酸鉀以便檢測乙醇生成
B.乙瓶的溶液由藍色變成紅色,表明酵母菌已產(chǎn)生了C02
C.用甲紫溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布
D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量
答案D
2.(2019?全國III,4)若將〃粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā),得到〃株黃化苗。那么,與萌
發(fā)前的這〃粒干種子相比,這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現(xiàn)為()
A.有機物總量減少,呼吸強度增強
B.有機物總量增加,呼吸強度增強
C.有機物總量減少,呼吸強度減弱
D.有機物總量增加,呼吸強度減弱
答案A
解析種子在黑暗中萌發(fā)得到黃化苗,該過程中細(xì)胞代謝增強,呼吸強度增加,由于整個過
程中不能進行光合作用,而且細(xì)胞呼吸需要消耗有機物,所以有機物總量減少。
3.(2020山東,2)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種
現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說法錯誤的是()
A.“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會生成少量ATP
C.癌細(xì)胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少
答案B
解析與有氧呼吸相比,產(chǎn)生相同ATP的情況下,無氧呼吸消耗的葡萄糖的量遠(yuǎn)大于有氧呼
吸,癌細(xì)胞主要進行無氧呼吸,需要吸收大量葡萄糖,A項正確;癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳
酸為無氧呼吸的第二階段,無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP,B項錯誤;癌細(xì)胞主要依
賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,進行無氧呼吸第一階段和第二階段的場所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),C項正確;
無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量NADH,癌細(xì)胞主要進行無氧呼吸,消耗等量的葡萄糖產(chǎn)生
的NADH比正常細(xì)胞少,D項正確。
4.(2019?全國II,2)馬鈴薯塊莖儲藏不當(dāng)會出現(xiàn)酸味,這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼
吸有關(guān)。下列敘述正確的是()
A.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖
B.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來
C.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP
D.馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生
答案B
解析馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無葡萄糖,A錯誤;馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼
吸的第一階段,葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在第二階段轉(zhuǎn)化成乳酸,B正確;馬鈴薯塊
莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無氧呼吸的第一階段,會生成少量ATP,C錯誤;馬鈴薯塊
莖儲存時,氧氣濃度增加會抑制其無氧呼吸,酸味會減少,D錯誤。
5.(2020?全國I,2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作
用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是()
A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進行無氧呼吸
B.若細(xì)胞只進行有氧呼吸,則吸收02的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C.若細(xì)胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無02吸收也無CO2釋放
D.若細(xì)胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收02的分子數(shù)比釋放CO2的多
答案D
酶
解析有氧呼吸的反應(yīng)式為C6Hl2O6+6H2O+6O2----->6CO2+12H2O+能量,無氧呼吸的反
應(yīng)式為C6Hl2。6一—-2c2H5OH+2c。2+少量能量或c6Hl2。6*2C3H6。3+少量能量。據(jù)
此推理,若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸,A
項正確;若細(xì)胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸,則吸收。2的分子數(shù)比釋
放CO2的少;若細(xì)胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸,則吸收。2的分子數(shù)等于
釋放CO2的分子數(shù),D項錯誤。
五分鐘查落實
一、易錯辨析
1.葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)(X)
2.真核細(xì)胞都進行有氧呼吸(X)
3.沒有線粒體的細(xì)胞一定不能進行有氧呼吸(X)
4.有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解,并且釋放大量能量的過程(X)
5.無氧呼吸過程中沒有氧氣參與,所以有[H]的積累(X)
6.水稻根、蘋果果實、馬鈴薯塊莖等植物器官的細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳
(X)
7.人體產(chǎn)生二氧化碳的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸(V)
8.和有氧呼吸相比,無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少(X)
9.人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸,能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖(V)
10.過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)脹袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的(X)
二、填空默寫
1.(必修1P93)有氧呼吸:指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物
徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。
2.請書寫有氧呼吸和無氧呼吸的反應(yīng)式。
(1)有氧呼吸:C6Hl2。6+6H2。+6。2-------6c。2+12H2。+能量O
⑵產(chǎn)酒精的無氧呼吸:C6Hl2。6—譬f2c2H50H(酒精)+2CO2+少量能量。
(3)產(chǎn)乳酸的無氧呼吸:C6Hl2。6一名f2c3H6。3(乳酸)+少量能量。
課時精練
一、選擇題
1.(2022?濟南高三模擬)為探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,某同學(xué)用有關(guān)材料設(shè)計如圖所示的裝
置,A瓶注入煮沸的質(zhì)量濃度為0.1g/mL的葡萄糖溶液1L;B、C瓶注入未經(jīng)煮沸的質(zhì)量濃
度為0.1g/mL的葡萄糖溶液1L;向A、B瓶中加入等量的酵母菌培養(yǎng)液,C瓶中不加入酵
母菌培養(yǎng)液;向A瓶中注入液體石蠟;3個瓶中放入溫度計,并用棉團塞住瓶口,以固定溫
度計并保證保溫瓶通氣。下列有關(guān)說法錯誤的是()
石蠟油
酵母菌+經(jīng)酵母菌+
一煮沸冷卻的葡萄糖葡萄糖
溶液
葡萄糖溶液溶液
A.A瓶中的溶液煮沸并注入液體石蠟油的主要目的是殺死雜菌
B.24h后溫度計的讀數(shù)B>A>C,說明了酵母菌既能進行有氧呼吸,又能進行無氧呼吸
C.倒掉石蠟油,聞一聞A瓶內(nèi)有酒味,說明酵母菌無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精
D.C瓶是對照組,A、B瓶是實驗組
答案A
解析A瓶中的溶液煮沸并注入液體石蠟油的主要目的是保證無氧條件,故A錯誤。
2.如圖是酵母菌呼吸作用實驗示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是()
物質(zhì)a
葡萄糖+酵母菌上區(qū)
酒精一試劑甲一現(xiàn)象Z
空城~?物質(zhì)a+物質(zhì)b
A.條件X下,ATP的產(chǎn)生只發(fā)生在葡萄糖一丙酮酸的過程中
B.條件Y下,葡萄糖在線粒體中被分解,并產(chǎn)生C02和H2O
C.試劑甲為溟麝香草酚藍溶液,與酒精反應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液變成灰綠色
D.物質(zhì)a產(chǎn)生的場所僅為線粒體基質(zhì)
答案A
3.(2022?松原市高三期末)“有氧運動”是指人體吸入的氧氣與需求的相等,達到生理上的平
衡。圖示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關(guān)系。下列說法錯誤的是()
血液中
□
乳酸正氧氣消耗速率
□
乳酸含量
運動強度
A.a、b和c運動強度下有氧呼吸和無氧呼吸同時存在
B.運動強度》b后,肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)生量將大于。2的消耗量
C.無氧呼吸釋放的能量大部分以熱能散失,其余儲存在ATP中
D.若運動強度長時間超過c,會因乳酸增加而使肌肉酸脹乏力
答案B
解析肌肉細(xì)胞無氧呼吸不產(chǎn)生CO2,有氧呼吸CO2的產(chǎn)生量等于。2的消耗量,運動強度
后也一樣,B錯誤。
4.微生物一般只有一條無氧呼吸途徑,研究者將乳酸脫氫酶基因?qū)肫胀ń湍?,并選取普通
酵母和轉(zhuǎn)基因酵母分別在培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)與相關(guān)檢測,證明轉(zhuǎn)基因酵母具有兩條無氧呼吸
途徑,可同時產(chǎn)生乙醇和乳酸。下列說法錯誤的是()
A.實驗中普通酵母和轉(zhuǎn)基因酵母都在無氧條件下培養(yǎng)
B.只有普通酵母培養(yǎng)液能使酸性重銘酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色
C.轉(zhuǎn)基因酵母組培養(yǎng)液的pH小于普通酵母組
D.無論哪種呼吸途徑,其呼吸作用第一階段的場所及產(chǎn)物都相同
答案B
解析使酸性重錨酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色的物質(zhì)是酒精,而普通酵母和轉(zhuǎn)基因酵母都能產(chǎn)生酒
精,B錯誤。
5.下圖為細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解的過程圖,細(xì)胞色素c(Cytc)是位于線粒體內(nèi)膜上參與細(xì)胞呼吸
的多肽。正常情況下,外源性Cytc不能通過細(xì)胞膜進入細(xì)胞,但在缺氧時,細(xì)胞膜的通透性
增加,外源性Cytc便能進入細(xì)胞及線粒體內(nèi),提高氧的利用率。若給相對缺氧條件下培養(yǎng)的
人體肌細(xì)胞補充外源性Cytc,下列相關(guān)分析中正確的是()
(CO2+H2O)
(葡萄糖丹[丙向酸冉(乳酸)
A.補充外源性Cytc會導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中[H]的增多
B.Cytc在臨床上可用于組織細(xì)胞缺氧急救的輔助治療
C.進入線粒體的外源性Cytc參與②過程中生成C02的反應(yīng)
D.進入線粒體的外源性Cytc促進②③過程
答案B
解析Cytc促進[H]的消耗,故細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中[H]將減少,A錯誤;外源性Cytc可進入線粒體
內(nèi)膜上參與有氧呼吸第三階段,該階段生成水,而C02產(chǎn)生于線粒體基質(zhì),C錯誤;缺氧條
件下補充外源性Cytc后會促進細(xì)胞有氧呼吸②過程,不能促進③過程,D錯誤。
6.體檢項目之一:受試人口服13c標(biāo)記的尿素膠囊,一段時間后,吹氣。若被檢者呼出的
COz中含有13c的13co2達到一定值,則該被檢者為幽門螺桿菌的感染者(幽門螺桿菌主要寄
生于人體胃中,產(chǎn)胭酶,胭酶催化尿素分解為NH3和CO2)。下列推測正確的是()
A.感染者呼出的13co2是由幽門螺桿菌呼吸作用產(chǎn)生的
B.感染者呼出的13co2是由人體細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的
C.細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成胭酶
D.感染者胃部組織有NH3的產(chǎn)生
答案D
解析幽門螺桿菌以及人體細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的C02來自呼吸作用的底物葡萄糖,尿素不是
它們的呼吸底物,所以幽門螺桿菌以及人體細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2均不含13c標(biāo)記,A、B
錯誤;根據(jù)上述分析,幽門螺桿菌能夠產(chǎn)生麻酶,腺酶在幽門螺桿菌的核糖體中合成,C錯
、口
沃。
7.乳酸脫氫酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+。它是由兩種肽鏈以任意比例組合
形成的四聚體(四條肽鏈),在結(jié)構(gòu)上有多個類型,廣泛存在于人體不同組織中。下列說法正
確的是()
A.骨骼肌細(xì)胞內(nèi)乳酸脫氫酶的含量明顯高于正常血漿中的含量
B.丙酮酸在乳酸脫氫酶的催化下轉(zhuǎn)化成乳酸的同時生成少量ATP
C.乳酸脫氫酶的四聚體肽鏈的組合類型最多有4種
D.不同結(jié)構(gòu)的乳酸脫氫酶能催化同一種反應(yīng),說明該類酶不具專一性
答案A
解析乳酸脫氫酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD卡,參與無氧呼吸的第二階段,而
骨骼肌細(xì)胞無氧呼吸強度高于正常血漿中的細(xì)胞,因此骨骼肌細(xì)胞內(nèi)乳酸脫氫酶的含量明顯
高于正常血漿中的含量,A正確;丙酮酸在乳酸脫氫酶的催化下轉(zhuǎn)化成乳酸的過程屬于無氧
呼吸的第二階段,無氧呼吸的第二階段沒有能量的釋放,不能生成ATP,B錯誤;乳酸脫氫
酶是由兩種肽鏈以任意比例組合形成的四聚體(四條肽鏈),其比例可以為0:4、1:3、2:2、
3:1、4:0,共有5種,C錯誤;酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反
應(yīng),不同結(jié)構(gòu)的乳酸脫氫酶屬于同一類酶,仍然能說明該類酶具有專一性,D錯誤。
8.某興趣小組利用小鼠的小腸上皮細(xì)胞設(shè)計了如圖實驗:廣口瓶內(nèi)盛有某適宜濃度的葡萄糖
溶液以及生活的小腸上皮細(xì)胞,溶液中含細(xì)胞生活必需的物質(zhì)(濃度影響忽略不計)。實驗初
期,毛細(xì)玻璃管內(nèi)的紅色液滴向左緩緩移動。下列說法錯誤的是()
紅色液滴
葡萄糖
溶液\
小腸上_KOH
皮細(xì)胞1溶液
A.裝置內(nèi)02含量變化是引起紅色液滴移動的直接原因
B.隨實驗時間的延長,紅色液滴可能相繼出現(xiàn)不再移動和向右移動的情況
C.若換用等質(zhì)量的小鼠成熟紅細(xì)胞為實驗材料,實驗現(xiàn)象是不相同的
D.增設(shè)添加呼吸抑制劑的實驗組,可探究小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖是否消耗能量
答案B
解析小腸上皮細(xì)胞進行有氧呼吸消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳,KOH溶液能吸收二氧化碳,使瓶
內(nèi)氣壓減小,引起紅色液滴左移,A正確;隨實驗時間的延長,當(dāng)氧氣耗盡之后,小腸上皮
細(xì)胞進行無氧呼吸,產(chǎn)物只有乳酸,瓶內(nèi)氣壓不變,紅色液滴不再移動,不會出現(xiàn)向右移動
的情況,B錯誤;小鼠成熟紅細(xì)胞無線粒體,只進行無氧呼吸,液滴不移動,而小腸上皮細(xì)
胞的實驗現(xiàn)象是液滴先左移再不動,C正確;增設(shè)添加呼吸抑制劑的實驗組,細(xì)胞呼吸減弱,
能量供應(yīng)不足,檢測溶液中葡萄糖濃度是否有變化,可探究小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖是否消
耗能量,D正確。
9.下圖為植物有氧呼吸的主呼吸鏈及其分支途徑——交替呼吸途徑的部分機理。交替呼吸途
徑是在交替氧化酶(AOX)的參與下完成的,該過程不發(fā)生H+跨膜運輸(“泵”出質(zhì)子)過程,
故不能形成驅(qū)動ATP合成的膜質(zhì)子(H+)勢差。下列有關(guān)分析不正確的是()
A.膜蛋白I、III、IV都可以作為H+轉(zhuǎn)運的載體
B.合成ATP的能量直接來源于H+逆濃度跨膜運輸
C.AOX主要分布于線粒體內(nèi)膜,可催化水的生成
D.AOX可使呼吸釋放的能量更多的以熱能形式散失
答案B
解析H+逆濃度跨膜運輸,消耗能量,不能為ATP的合成提供能量,B錯誤;在線粒體內(nèi)膜
上發(fā)生的反應(yīng)是[H]+O2-*H2。,故推測AOX主要分布于線粒體內(nèi)膜,可催化水的生成,C
正確;交替呼吸途徑不發(fā)生H+跨膜運輸,故不能形成驅(qū)動ATP合成的膜質(zhì)子(H+)勢差,因
此推測AOX可使呼吸釋放的能量更多的以熱能形式散失,D正確。
10.耐力性運動一般指機體每次進行30min以上的低、中等強度的有氧運動,如游泳、慢跑、
騎行等。研究表明,耐力性運動能使線粒體數(shù)量發(fā)生適應(yīng)性改變,是預(yù)防冠心病和肥胖的關(guān)
鍵因素;缺氧會導(dǎo)致肌纖維線粒體碎片化,ATP合成量減少約50%,而Drpl是保證線粒體
正常分裂的重要蛋白。下圖表示相關(guān)測量數(shù)據(jù)。下列相關(guān)敘述正確的是()
Drpl的磷酸化水平
—■訓(xùn)練
四分停止訓(xùn)練1.01口正常組
女0.8缺氧組
箕0.6
S乙開始訓(xùn)練L
*0.4
巔0.2
。
123456789OL朋L纖維
時間(周)
A.葡萄糖徹底氧化分解為二氧化碳和水是在線粒體內(nèi)膜上完成的
B.耐力性運動訓(xùn)練的時間與肌纖維中線粒體的數(shù)量成正比例關(guān)系
C.Drpl分子磷酸化降低導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)損傷,使ATP合成大量減少
D.堅持每周3?5天進行至少30min的耐力運動,有助于提高肌纖維的功能
答案D
解析葡萄糖徹底氧化分解的產(chǎn)物為二氧化碳和水,場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,A錯誤;
由題圖分析可知,5周內(nèi)耐力性運動訓(xùn)練的時間與肌纖維中線粒體的數(shù)量成正比例關(guān)系,超
過5周繼續(xù)耐力訓(xùn)練,線粒體的數(shù)量并不會明顯增加,B錯誤。
11.通過對氧氣傳感機制的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)人體細(xì)胞處于氧氣不足狀態(tài)時,會合成肽鏈HIF-la,
并與另一肽鏈HIF-邛組裝為蛋白質(zhì)HIF-1,HIF-1誘導(dǎo)腎臟產(chǎn)生促紅細(xì)胞生成素(EPO),EPO
促進人體產(chǎn)生更多新生血管和紅細(xì)胞,以攜帶更多的氧氣供應(yīng)組織細(xì)胞;當(dāng)氧氣充足時,部
分HIF-1被降解,EPO數(shù)量降低。下列相關(guān)敘述正確的是()
A.氧氣在線粒體基質(zhì)中與NADPH結(jié)合生成水,并釋放大量能量
B.劇烈運動時,人體細(xì)胞的氧氣感應(yīng)控制機制可抑制EPO的產(chǎn)生
C.慢性腎衰竭患者通常EPO減少,容易患有嚴(yán)重貧血
D.EPO可促進骨髓中紅細(xì)胞持續(xù)分裂和分化
答案C
解析在線粒體內(nèi)膜上進行的是有氧呼吸的第三階段,氧氣與NADH(還原型輔酶I)結(jié)合生
成水,并釋放大量能量,A錯誤;人體在劇烈運動時,肌肉中的氧氣感應(yīng)控制的適應(yīng)性過程
可產(chǎn)生EPO,EPO促進人體產(chǎn)生大量新生血管和紅細(xì)胞,以攜帶更多的氧氣供應(yīng)組織細(xì)胞,
B錯誤;根據(jù)題干信息“HIF-1誘導(dǎo)腎臟產(chǎn)生促紅細(xì)胞生成素(EPO),EPO促進人體產(chǎn)生更多
新生血管和紅細(xì)胞”可知,慢性腎衰竭患者通常會因EPO減少而患有嚴(yán)重貧血,C正確;EPO
可促進骨髓中造血干細(xì)胞的分裂和分化,D錯誤。
二、非選擇題
12.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關(guān),機理如圖1所示。
ADP+Pi
76二二交^^7:正[而羸氤,脂肪.合成
,a
蛋高A—」
圖1
線
粒
體
內(nèi)
膜
圖2
⑴據(jù)圖1可知,蛋白A位于________(細(xì)胞器)膜上,Ca2+進入該細(xì)胞器腔內(nèi)的方式是
Ca2+在線粒體基質(zhì)中參與調(diào)控有氧呼吸的階段反
應(yīng),進而影響脂肪合成。
⑵脂肪在脂肪細(xì)胞中以大小不一的脂滴存在,據(jù)此推測包裹脂肪的脂滴膜最可能由
__________________________________________________________________________(填“單”
或“雙”)層磷脂分子構(gòu)成。
(3)棕色脂肪組織細(xì)胞內(nèi)含有大量線粒體,其線粒體內(nèi)膜含有UCP2蛋白,如圖2所示。一般
情況下H+通過FoFi—ATP合成酶流至線粒體基質(zhì),驅(qū)動ADP形成ATP,當(dāng)棕色脂肪細(xì)胞被
激活時,H+還可通過UCP2蛋白漏至線粒體基質(zhì),此時線粒體內(nèi)膜上ATP的合成速率將
有氧呼吸釋放的能量中能所占比例明顯增大,利于御寒。
(4)蛋白S基因突變后,細(xì)胞中脂肪合成減少的原因可能是
答案(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主動運輸?shù)诙?2)單(3)降低熱(4)鈣離子吸收減少,丙酮酸生成
檸檬酸受阻,檸
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