2023版高考生物一輪復習隨堂課件-第8講-ATP與細胞呼吸

高考總復習優(yōu)化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第8講ATP與細胞呼吸第3單元2023內(nèi)容索引0102強基礎增分策略增素能精準突破研專項前沿命題03素養(yǎng)目標強基礎增分策略一、ATP的結構、產(chǎn)生和利用1.ATP是一種高能磷酸化合物(1)ATP的功能ATP是驅(qū)動細胞生命活動的

。

(2)ATP的結構直接能源物質(zhì)

特殊的化學鍵

磷酸基團

腺嘌呤

腺苷

C、H、O、N、P腺嘌呤

核糖

磷酸基團

A—P~P~P2.ATP和ADP的相互轉化(1)ATP與ADP相互轉化的過程及能量來源比較項目ATP的合成ATP的水解能量來源:

(光合作用)、

(細胞呼吸)

去路:脫離下來的末端磷酸基團挾能量與其他分子結合酶ATP合成酶ATP水解酶場所

生物體的需能部位反應式ADP+Pi+能量

ATP

ATPADP+Pi+能量光能

化學能

細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

(2)轉化特點①這種相互轉化時刻不停地發(fā)生,并且處于

之中。

②ATP與ADP相互轉化的能量供應機制,在所有生物的細胞內(nèi)都是一樣的,這體現(xiàn)了

。

(3)ATP——細胞內(nèi)流通的

①吸能反應:一般與ATP的

反應相聯(lián)系,由ATP水解提供能量。如蛋白質(zhì)的合成。

②放能反應:一般與ATP的

相聯(lián)系,釋放的能量儲存在ATP中。如細胞內(nèi)有機物的氧化分解反應。

③能量通過

在吸能反應和放能反應之間流通。

動態(tài)平衡

生物界的統(tǒng)一性

能量“貨幣”水解

合成

ATP分子

3.ATP的利用(1)ATP為細胞中絕大多數(shù)需能生命活動

供能:

直接

(2)ATP的供能原理①供能原理:兩個相鄰的磷酸基團都帶有

而相互排斥等原因→ATP中的

不穩(wěn)定,

有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢,即具有較高的

→ATP在酶的作用下水解時,脫離下來的

挾能量與其他分子結合,從而使后者發(fā)生變化。

②ATP為Ca2+跨膜主動運輸直接供能機理分析:Ca2+與膜上載體蛋白(催化ATP水解的酶)相應位點結合,酶活性被

→酶水解ATP釋放的末端磷酸基團與Ca2+載體蛋白結合導致后者

,伴隨著能量的轉移→Ca2+載體蛋白

發(fā)生變化,使Ca2+的結合位點轉向膜外側,將Ca2+釋放到膜外。

負電荷

特殊化學鍵

末端磷酸基團

轉移勢能

末端磷酸基團

激活

磷酸化

空間結構

旁欄邊角1.(必修1,第86頁,“問題探討”改編)螢火蟲尾部發(fā)光的原理是

。

提示

螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶,在ATP提供能量的前提下,熒光素酶可催化熒光素轉化為能發(fā)出熒光的氧化熒光素2.(必修1,第86頁,“相關信息”改編)據(jù)下圖分析ATP的結構和特點。(1)圖示a處為

(填“—H”或“—OH”),因為該五碳糖為

。

(2)圖示b、c、d所示化學鍵中最易斷裂和重建的是

。

(3)圖示框e中結構的名稱是

,它與RNA的關系是

。

—OH核糖

d腺嘌呤核糖核苷酸

它是構成RNA的基本單位之一

易錯辨析基于對ATP的結構、產(chǎn)生和利用的理解,判斷下列表述是否正確。(1)ATP是驅(qū)動細胞生命活動的唯一的直接能源物質(zhì)。(

)(2)ATP由腺苷、核糖和3分子磷酸組成。(

)(3)人在劇烈運動時,骨骼肌細胞ATP的合成遠多于ATP的水解。(

)(4)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP,而動物細胞只能通過細胞呼吸形成ATP。(

)×××√二、細胞呼吸的方式及過程1.細胞呼吸的概念:有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的

,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成

的過程。

2.有氧呼吸(1)概念:細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物

氧化分解,產(chǎn)生

,釋放能量,生成

的過程。

氧化分解

ATP徹底二氧化碳和水

大量ATP(2)過程圖解

細胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體基質(zhì)

線粒體內(nèi)膜

少量能量

大量能量

(3)總反應式:

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

3.無氧呼吸(1)概念:是指在沒有

參與的情況下,葡萄糖等有機物經(jīng)過

,釋放少量能量的過程。

(2)場所:全過程是在

中進行的。

(3)過程氧氣

不完全分解

細胞質(zhì)基質(zhì)

乳酸

酒精+CO2(4)反應式①產(chǎn)物為酒精:C6H12O6

。②產(chǎn)物為乳酸:C6H12O6

。(5)能量①只在

釋放少量能量,生成少量ATP。

②葡萄糖分子中的大部分能量存留在

中。

2C2H5OH+2CO2+少量能量

2C3H6O3+少量能量

第一階段

酒精或乳酸

旁欄邊角1.(必修1,第92頁,圖5-8改編)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,其在結構上與功能相適應的特點有___________________________________________________________________________________________________________________________。

2.(必修1,第93頁,“思考·討論”改編)有氧呼吸和有機物的燃燒都是分解有機物、釋放能量的過程,不同的是有氧呼吸是在

條件下進行的;有機物中的能量是

;有一部分能量

,這種方式保證了

,有利于

。

線粒體具有內(nèi)、外兩層膜,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形

成嵴,擴大了內(nèi)膜的表面積。線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多與有氧呼吸有關的酶

溫和的

逐步釋放的

儲存在ATP中有機物中的能量得到最充分的利用

維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)

3.(必修1,第93頁,圖5-9改編)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧氣分別在

階段被利用,產(chǎn)物中的CO2和水分別在

階段形成。

第一、二、三

第二、三

易錯辨析基于對細胞呼吸的方式及過程的理解,判斷下列表述是否正確。(1)細胞呼吸的實質(zhì)是細胞內(nèi)的有機物氧化分解,并儲存能量。(

)(2)有氧呼吸第二、三階段所需的酶都分布在線粒體內(nèi)膜的嵴上。(

)(3)細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ的簡化表示方法。(

)(4)無氧呼吸只在第一階段釋放少量的能量,生成少量的ATP。(

)(5)人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸,能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。(

)(6)細胞呼吸是生物體代謝的樞紐,蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來。(

)(7)所有生物的生存,都離不開細胞呼吸釋放的能量。(

)××√√√√√三、影響細胞呼吸的因素及應用1.溫度對細胞呼吸的影響(1)原理:細胞呼吸是一系列酶促反應,溫度通過影響

進而影響細胞呼吸速率。

(2)應用①保鮮:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可

保鮮時間。

②提高產(chǎn)量:溫室中栽培蔬菜時,夜間適當

溫度,可降低細胞呼吸,減少有機物的消耗,提高蔬菜的產(chǎn)量。

酶活性

延長

降低

2.氧氣濃度對細胞呼吸的影響(1)原理:O2是

所必需的,且O2對無氧呼吸過程有

(填“促進”或“抑制”)作用,對有氧呼吸過程有

(填“促進”或“抑制”)作用。

(2)應用①選用透氣的消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的

呼吸。

②作物栽培中的中耕松土,保證根的正常細胞呼吸。③提倡慢跑,防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生

。

④稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生

,防止酒精中毒,爛根死亡。

有氧呼吸

抑制

促進

無氧

乳酸

酒精

3.二氧化碳濃度對細胞呼吸的影響(1)原理:CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會

(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。

(2)應用:在蔬菜和水果保鮮中,適當

CO2濃度可抑制細胞呼吸,減少有機物的消耗。

抑制

增加

4.水對細胞呼吸的影響(1)原理①間接影響:細胞內(nèi)的許多生化反應需要水的參與,

含量升高,細胞呼吸加快。

②直接影響:水是有氧呼吸的反應物之一。(2)應用①抑制細胞呼吸:曬干的種子

含量降低,細胞呼吸減慢,有利于儲藏。

②促進細胞呼吸:浸泡種子有利于種子的萌發(fā)。自由水

自由水

旁欄邊角(必修1,第95頁,“思考·討論”改編)(1)水果、蔬菜和種子儲藏條件有何異同點?(2)包扎傷口時,選用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料的優(yōu)點是

。提示

水果、蔬菜和種子都需要在低溫、低氧、高CO2濃度條件下儲藏。但水果、蔬菜需要在適宜水分條件(一定濕度)下儲藏且需要零上低溫;種子需要在干燥條件下儲藏。為傷口創(chuàng)造了透氣的環(huán)境,避免厭氧病菌的繁殖,從而有利于傷口的痊愈易錯辨析基于對影響細胞呼吸的因素及應用的理解,判斷下列表述是否正確。(1)中耕松土、適時排水都是通過改善氧氣供應來促進作物根系的呼吸作用。(

)(2)破傷風芽孢桿菌易在被銹釘扎過的傷口深處繁殖,原因是傷口深處缺乏氧氣。(

)(3)釀酒過程的早期需要不斷通氣的目的是促進酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生酒精。(

)(4)慢跑時,氧氣供應不足,肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(

)√√××四、實驗:探究酵母菌細胞呼吸的方式1.實驗原理(1)酵母菌代謝類型異養(yǎng)型

兼性厭氧型

CO2酒精

CO2(2)產(chǎn)物檢測

產(chǎn)物試劑現(xiàn)象(顏色變化)CO2澄清石灰水變混濁(根據(jù)混濁程度可確定產(chǎn)生CO2的多少)溴麝香草酚藍溶液藍色→綠色→黃色(根據(jù)溶液變成黃色的時間長短可確定產(chǎn)生CO2的多少)酒精酸性條件下橙色的

溶液

橙色→灰綠色重鉻酸鉀

2.實驗設計思路——對比實驗

3.實驗步驟(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如圖所示:(3)檢測酒精的產(chǎn)生:自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→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。

4.實驗現(xiàn)象

條件澄清石灰水的變化1、2兩試管的變化有氧條件變混濁

無變化無氧條件變混濁

出現(xiàn)

5.實驗結論酵母菌在

和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生的CO2多且快;在無氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生少量CO2。

快

慢

灰綠色

有氧

旁欄邊角(必修1,第90頁,“問題探討”改編)利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時,酒精含量不會一直增加,當達到12%~16%時,發(fā)酵就停止了,其原因最可能是

。

提示

酵母菌在無氧及其他條件合適的情況下,隨著發(fā)酵產(chǎn)物(如酒精)增多,營養(yǎng)物質(zhì)減少及酸堿度發(fā)生變化等,其繁殖速度逐漸下降,死亡率逐漸上升,酒精發(fā)酵最終會停止易錯辨析基于對探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗的理解,判斷下列表述是否正確。(1)檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2,可判斷其呼吸方式。(

)(2)檢測CO2的產(chǎn)生除澄清石灰水外,還可以用溴麝香草酚藍溶液檢測。(

)(3)在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可依據(jù)澄清石灰水的混濁程度判斷細胞呼吸的方式。(

)(4)對比實驗一般是兩個或兩個以上的實驗組與對照組相對比。(

)×√√×增素能精準突破考點一ATP的結構、產(chǎn)生和利用新教材新高考(1)教材新增:ATP供能機制及實例;特殊化學鍵不穩(wěn)定原因;吸能反應與放能反應的實例(2)教材改動:ATP中文名稱,“高能磷酸鍵”改為“特殊化學鍵”(1)結合ATP的結構和功能,突出對生命觀念的考查(2)圍繞ATP與ADP的相互轉化,突出對科學思維的考查考向探究考向1ATP的結構及功能1.(2021天津和平模擬)ATP(甲)是生命活動的直接能源物質(zhì),據(jù)下圖判斷下列敘述正確的是(

)A.在主動運輸過程中,細胞內(nèi)乙的含量會明顯增加B.丙中不含磷酸鍵,是DNA基本組成單位之一C.丁由腺嘌呤和核糖組成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙過程中,起催化作用的酶空間結構相同答案

C

解析

細胞中ATP含量少,但與ADP之間的轉化速率快,所以不會產(chǎn)生大量的乙,A項錯誤;丙中含有磷酸鍵,不含特殊的化學鍵,是RNA基本組成單位之一,B項錯誤;丁是腺苷,由腺嘌呤和核糖組成,戊是磷酸,可與ADP合成甲(ATP),C項正確;酶具有專一性,不同反應所需酶的空間結構不同,D項錯誤。考向2ATP與ADP的相互轉化2.(2021山東濟南模擬)“分子馬達”是分布于細胞內(nèi)部或細胞表面的一類蛋白質(zhì),它們的結構會隨著與ATP和ADP的交替結合而改變,促使ATP轉化成ADP,同時引起自身或與其結合的分子產(chǎn)生運動。下列相關分析錯誤的是(

)A.“分子馬達”具有酶的功能B.線粒體和葉綠體都含有“分子馬達”C.RNA聚合酶是沿RNA運動的“分子馬達”D.吸能反應一般與ATP水解反應相聯(lián)系答案

C

解析

“分子馬達”是由生物大分子構成,天然的“分子馬達”,如驅(qū)動蛋白、RNA聚合酶、肌球蛋白等,在生物體內(nèi)參與了物質(zhì)運輸、DNA復制、細胞分裂、肌肉收縮等一系列重要的生命活動。由題意知,“分子馬達”具有催化ATP水解的作用,A項正確;線粒體和葉綠體中都有ATP和ADP的交替,并且都能運動,因此都含有“分子馬達”,B項正確;RNA聚合酶用于轉錄過程,因此RNA聚合酶是沿DNA移動的“分子馬達”,C項錯誤;吸能反應一般與ATP水解反應相聯(lián)系,D項正確。3.(2021山東濱州模擬)物質(zhì)甲、乙通過反應①②相互轉化的反應如下圖所示,α、β、γ所示位置的磷酸基團分別記為Pα、Pβ、Pγ,下列敘述正確的是(

)A.反應①常與放能反應相聯(lián)系,反應②常與吸能反應相聯(lián)系B.反應②可以發(fā)生在線粒體內(nèi)膜、葉綠體內(nèi)膜上C.通過PCR反應擴增DNA時,甲物質(zhì)可為反應提供能量D.用32P標記Pα的甲作為RNA合成的原料,可使RNA分子被標記答案

D

解析

①為ATP的水解,一般與吸能反應相聯(lián)系,②為ATP的合成,一般與放能反應相聯(lián)系,A項錯誤;②為ATP的合成,有氧呼吸的第三階段可以在線粒體內(nèi)膜上合成ATP,而葉綠體內(nèi)膜不合成ATP,B項錯誤;PCR擴增目的基因時,不需要ATP供能,C項錯誤;RNA的基本單位為核糖核苷酸,α位的磷酸基團參與構成核糖核苷酸,用32P標記Pα的甲作為RNA合成的原料,可使RNA分子被標記,D項正確?？枷?ATP結構與功能的拓展4.(2021安徽合肥調(diào)研)(不定項選擇)磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團轉移到ADP分子中來合成ATP(A—P~P~P)。研究者對蛙的肌肉組織進行短暫電刺激,檢測對照組和實驗組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP和ADP的含量,結果如下表所示。腺苷磷酸對照組/(10-6

mol·g-1)實驗組/(10-6

mol·g-1)收縮前收縮后收縮前收縮后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95根據(jù)實驗結果,下列有關分析正確的是(

)A.對照組中的肌肉組織細胞中有ATP和ADP的相互轉化B.實驗組中的肌肉組織細胞中有ATP分解但無ATP合成C.對照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對穩(wěn)定D.實驗組數(shù)據(jù)表明部分生命活動利用了靠近A的特殊化學鍵答案

AC

解析

肌肉收縮需要ATP提供能量,對照組肌肉收縮前后ATP和ADP的含量沒有變化,故有ATP和ADP的相互轉化,A項正確;實驗組肌肉收縮后ATP含量下降,說明有ATP分解,但根據(jù)數(shù)據(jù)無法判斷有無ATP合成,B項錯誤;磷酸肌酸能將自身的磷酸基團轉移到ADP分子中來合成ATP,故對照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對穩(wěn)定,C項正確;題述實驗沒有測定AMP的含量變化,故不能判斷是否有部分生命活動利用了靠近A的特殊化學鍵,D項錯誤。方法突破1.ATP與核苷酸的關系2.細胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見生理過程

轉化場所常見的生理過程細胞膜消耗ATP:主動運輸、胞吞、胞吐細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP:細胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP:光反應消耗ATP:暗反應和自身DNA復制、轉錄、翻譯等線粒體產(chǎn)生ATP:有氧呼吸第二、三階段消耗ATP:自身DNA復制、轉錄、翻譯等核糖體消耗ATP:蛋白質(zhì)的合成細胞核消耗ATP:DNA復制、轉錄等考點二實驗:探究酵母菌細胞呼吸的方式新教材新高考教材新增:葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應,應將酵母菌培養(yǎng)時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖(1)結合酵母菌細胞呼吸方式的探究實驗,突出對科學探究的考查(2)結合探究生物細胞呼吸方式的實驗,突出對科學探究的考查考向探究考向1實驗原理1.(2021廣東)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)酵母菌并探究其細胞呼吸(如下圖)。下列敘述正確的是(

)A.培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入重鉻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CO2C.用甲基綠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

解析

橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下,與乙醇發(fā)生化學反應,變成灰綠色,其具體做法是取甲瓶中的濾液2

mL注入干凈的試管中,再向試管中滴加0.5

mL溶有0.1

g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液并輕輕振蕩,使它們混合均勻,觀察試管中溶液顏色的變化,A項錯誤;CO2通入溴麝香草酚藍溶液中,顏色變化為由藍變綠再變黃,B項錯誤;觀察線粒體時需要用健那綠染液進行染色,C項錯誤;乙醇的最大產(chǎn)量與容器中的葡萄糖量有關,與酵母菌數(shù)量無關,D項正確。2.(2021天津濱海新區(qū)模擬)為探究酵母菌的細胞呼吸,將酵母菌破碎并進行差速離心處理,得到細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,與酵母菌分別裝入A~F試管中,加入不同的物質(zhì),進行了如下實驗(見下表)。據(jù)實驗分析,以下說法正確的是(

)注:“+”表示加入了適量的相關物質(zhì),“-”表示未加入相關物質(zhì)。A.B、C、E試管中會產(chǎn)生CO2和H2OB.根據(jù)B、D、F試管的實驗結果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所C.在同一細胞內(nèi)無氧呼吸能夠同時產(chǎn)生酒精和乳酸D.氧氣的產(chǎn)生發(fā)生在線粒體內(nèi)膜試管編號及成分細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體酵母菌ABCDEF葡萄糖-+-+++丙酮酸+-+---氧氣+-+-+-答案

B

解析

C、E試管中能產(chǎn)生CO2和H2O,B試管產(chǎn)生酒精和CO2,不能產(chǎn)生H2O,A項錯誤;研究酵母菌無氧呼吸的場所,需要在無氧條件下進行對照實驗,故根據(jù)B、D、F試管的實驗結果可判斷酵母菌無氧呼吸的場所,B項正確;同一細胞內(nèi)無氧呼吸僅能產(chǎn)生酒精或乳酸,C項錯誤;氧氣的消耗發(fā)生在線粒體內(nèi)膜,酵母菌不能進行光合作用不能產(chǎn)生氧氣,D項錯誤?？枷?實驗裝置3.怎樣證明無氧呼吸比有氧呼吸釋放能量少?某同學設計了相應的實驗(如下圖所示),其中石蠟可以隔絕空氣,且A試管中葡萄糖溶液經(jīng)過煮沸。下列敘述正確的是(

)A.A試管中葡萄糖溶液煮沸冷卻后與酵母菌混合B.A試管中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是滅菌C.在A試管中直接加重鉻酸鉀溶液會變成灰綠色D.反應結束后,A試管溫度計示數(shù)高于B試管答案

A

解析

A試管葡萄糖溶液應煮沸冷卻后與酵母菌混合,否則酵母菌會被殺死而不能進行細胞呼吸,A項正確;A試管中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是排出溶液中溶解的氧氣,B項錯誤;在A試管中應先加濃硫酸,再加重鉻酸鉀溶液才會變成灰綠色,C項錯誤;反應結束后,A試管溫度計示數(shù)低于B試管,因為無氧呼吸釋放的能量低于有氧呼吸,D項錯誤?？枷?拓展應用4.溴麝香草酚藍(BTB)是一種酸堿指示劑,變色范圍為pH6.0~7.6,酸性呈黃色,堿性呈藍色。在BTB溶液中緩慢通入CO2,可逐漸發(fā)生以下顏色變化:藍色→綠色→黃色。某興趣小組設計了如下實驗裝置,探究綠豆種子的細胞呼吸方式。下列敘述錯誤的是(

)A.甲瓶中加入氫氧化鈉以除去空氣中的CO2B.乙、丙瓶中共有的代謝物一定有丙酮酸C.丙瓶中葡萄糖分解后能量大多釋放并轉化為熱能D.試管1中的BTB溶液變?yōu)辄S色所需時間比試管2短答案

C

解析

丙瓶進行無氧呼吸,葡萄糖中的能量大多儲存在有機物中,釋放的能量占少部分。方法突破1.酵母菌呼吸方式測定的實驗裝置分析2.細胞呼吸材料的選擇和處理

3.“液滴移動法”探究細胞呼吸的方式(1)探究裝置:欲確認某生物的細胞呼吸方式,應設置兩套實驗裝置,如下圖所示(以發(fā)芽種子為例)。(2)實驗原理①裝置1:NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸產(chǎn)生的CO2,著色液滴移動的距離代表細胞呼吸吸收O2的量。②裝置2:著色液滴移動的距離代表細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與吸收的O2量的差值。(3)實驗結果及結論

實驗結果

結論裝置1液滴裝置2液滴不動不動只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(4)誤差校正:為使實驗結果準確,除減少無關變量的干擾外,還應設置對照裝置3。裝置3與裝置2相比,不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。裝置3考點三細胞呼吸的方式及過程新教材新高考教材新增:細胞呼吸的實質(zhì);無氧呼吸的概念(1)結合細胞呼吸過程,突出物質(zhì)和能量觀的考查(2)圍繞細胞呼吸類型的判斷,考查科學思維角度一、細胞呼吸的類型考向探究考向1細胞呼吸類型的判斷1.(2020全國Ⅰ)種子貯藏中需要控制細胞呼吸以減少有機物的消耗。若作物種子細胞呼吸所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關于種子細胞呼吸的敘述,錯誤的是(

)A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細胞只進行無氧呼吸B.若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C.若細胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多答案

D

解析

由題干可知,種子細胞呼吸消耗的底物為葡萄糖。有氧呼吸消耗1

mol葡萄糖產(chǎn)生6

mol

CO2,無氧呼吸消耗1

mol葡萄糖產(chǎn)生2

mol乙醇和2

mol

CO2,因此,若呼吸作用產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細胞只進行無氧呼吸,A項正確。有氧呼吸消耗1

mol葡萄糖和6

mol

O2產(chǎn)生6

mol

CO2,因此,若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等,B項正確。產(chǎn)乳酸的無氧呼吸,既不消耗O2,也不產(chǎn)生CO2,因此,若細胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放,C項正確。若細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù);若同時進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少,D項錯誤?？枷?細胞呼吸類型的相關計算2.(2021黑龍江哈爾濱六中開學考)用葡萄糖溶液培養(yǎng)酵母菌。下圖是根據(jù)培養(yǎng)液中酵母菌代謝物的生成量繪成的曲線圖。以下分析不正確的是(

)A.在O2濃度為c時,有氧呼吸吸收的O2與釋放的CO2的物質(zhì)的量相等B.在O2濃度為a時,無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的比為3∶5C.圖中實線可以表示不同O2濃度下酵母菌進行有氧呼吸時CO2的生成量D.圖中虛線可以表示不同O2濃度下酵母菌進行無氧呼吸的強弱變化答案

C

解析

在O2濃度較低時,酵母菌的代謝物中有酒精,說明存在無氧呼吸,無氧呼吸有CO2的生成,因此圖中實線表示的應該是不同O2濃度下,酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸共同的CO2的生成量。方法突破判斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)(以葡萄糖為呼吸底物)角度二、細胞呼吸的過程考向探究考向1有氧呼吸的過程3.(2021山東泰安模擬)細胞進行有氧呼吸的主要場所是線粒體,其中某階段的過程如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A.圖示過程為有氧呼吸的第二階段,在線粒體內(nèi)膜上合成了大量的ATPB.線粒體膜上的蛋白質(zhì)都是由線粒體DNA上的基因控制合成的C.圖中蛋白質(zhì)復合體①②均具有運輸和催化功能D.各項生命活動所需的能量都來自ATP的水解答案

C

解析

分析題圖,NADH脫下的H+通過蛋白質(zhì)復合體進入膜的另一側,通過結構②的同時,H+和O2結合生成了水,并且合成了ATP,所以是有氧呼吸第三階段的反應,A項錯誤;線粒體膜上的蛋白質(zhì)有的是由細胞核基因控制合成的,B項錯誤;蛋白質(zhì)復合體①催化NADH轉變成NAD+,蛋白質(zhì)復合體②催化ADP和Pi生成ATP,二者都可以運輸H+,C項正確;各項生命活動所需的能量主要來自ATP的水解,但光合作用的光反應的能量來自光能,有的生理活動所需能量可能來自其他高能磷酸化合物,D項錯誤。考向2無氧呼吸的過程4.(2021山東濰坊三模)下圖為某一類型無氧呼吸過程中物質(zhì)和能量變化的簡圖。下列相關說法正確的是(

)A.圖示過程是馬拉松長跑時所需能量的主要來源B.無氧呼吸第一階段葡萄糖分解產(chǎn)生的能量全部儲存于ATP中C.丙酮酸變?yōu)槿樗岬倪^程沒有中間產(chǎn)物,故不需要酶催化D.細胞代謝中的物質(zhì)代謝總要伴隨著能量代謝答案

D

解析

馬拉松長跑時所需能量的主要來源是有氧呼吸,其間會伴隨著無氧呼吸的進行,A項錯誤;無氧呼吸第一階段葡萄糖分解產(chǎn)生的能量少部分儲存于ATP中,大部分以熱能的形式散失,B項錯誤;無氧呼吸中在不同酶的催化下,丙酮酸轉化為酒精和二氧化碳或乳酸,故丙酮酸變?yōu)槿樗岬倪^程,需要酶催化,C項錯誤;物質(zhì)是能量的載體,能量是物質(zhì)循環(huán)的動力,故細胞代謝中的物質(zhì)代謝總要伴隨著能量代謝,D項正確。5.(2021遼寧沈陽期初)(不定項選擇)金魚能在嚴重缺氧的環(huán)境中生存若干天,其肌細胞和其他組織細胞中無氧呼吸的產(chǎn)物不同。下圖表示金魚缺氧狀態(tài)下,細胞中部分代謝途徑,下列相關敘述正確的是(

)A.②過程不需要O2的參與,產(chǎn)生的“物質(zhì)X”是丙酮酸,由3種元素組成B.過程①②均有能量釋放,大部分用于合成ATPC.過程③⑤無氧呼吸產(chǎn)物不同是因為細胞內(nèi)反應的場所不同D.若給肌細胞提供18O標記的O2,會在CO2中檢測到18O答案

AD

解析

根據(jù)細胞呼吸的過程可知,“物質(zhì)X”是丙酮酸,由C、H、O

3種元素組成,②為細胞呼吸第一階段,不需要O2參與,A項正確;過程①②均有能量釋放,少部分用于合成ATP,B項錯誤;過程③⑤是無氧呼吸的第二階段,場所均是細胞質(zhì)基質(zhì),其產(chǎn)物不同是因為不同細胞中的酶不同,C項錯誤;有氧條件下,肌細胞可以進行有氧呼吸,若給肌細胞提供18O標記的O2,則產(chǎn)生的水中含有18O,含有18O的水參與有氧呼吸的第二階段,產(chǎn)生的CO2中能檢測到18O,D項正確?？碱}點睛

方法突破1.有氧呼吸和無氧呼吸的比較比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同點條件需要O2、酶不需要O2,需要酶場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量釋放有機物徹底氧化分解,釋放大量能量有機物分解不徹底,能量釋放較少相同點實質(zhì)細胞內(nèi)的有機物氧化分解,釋放能量意義①為各項生命活動提供能量②為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料聯(lián)系第一階段相同2.細胞呼吸過程中[H]和ATP的來源和去路

物質(zhì)來源去向[H]①有氧呼吸:C6H12O6和H2O②無氧呼吸:C6H12O6①有氧呼吸:與O2結合生成水②無氧呼吸:還原丙酮酸ATP①有氧呼吸:三個階段都產(chǎn)生②無氧呼吸:只在第一階段產(chǎn)生用于幾乎各項生命活動考點四影響細胞呼吸的因素及應用新教材新高考教材新增:儲存水果、糧食的條件(1)依據(jù)具體生物,考查細胞呼吸原理的應用,突出對生命觀念的考查(2)聯(lián)系生活生產(chǎn)實際,分析影響細胞呼吸的因素,強化社會責任考向探究考向1影響細胞呼吸因素的分析1.(2021山東日照模擬)下圖表示某高等植物的非綠色器官的細胞呼吸與O2濃度的關系,下列敘述正確的是(

)A.當O2濃度為b時,該器官只進行無氧呼吸B.當O2濃度為a時,該器官有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖不相等C.曲線Ⅲ中該器官細胞呼吸發(fā)生的場所是線粒體D.曲線Ⅰ也可以表示酵母菌的細胞呼吸與O2濃度的關系答案

B

解析

分析題圖可知,當O2濃度為b時,無氧呼吸完全被抑制,該器官只進行有氧呼吸,A項錯誤;當O2濃度為a時,有氧呼吸和無氧呼吸的CO2釋放速率相等,此時該器官有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖不相等,B項正確;曲線Ⅲ表示有氧呼吸,發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,C項錯誤;曲線Ⅰ表示無氧呼吸與O2濃度的關系,不能表示酵母菌的細胞呼吸與O2濃度的關系,D項錯誤。2.(不定項選擇)為了探究植物呼吸強度的變化規(guī)律,研究者在遮光狀態(tài)下,測得了相同的新鮮菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量,結果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對值)。O2含量/%0.11.03.010.020.040.0溫度/℃36.23.61.24.45.45.31031.253.75.921.533.332.92046.435.26.438.965.566.23059.841.48.856.6100.0101.6下列有關分析錯誤的是(

)A.根據(jù)變化規(guī)律,表中10℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯誤的B.零下低溫、O2含量為3.0%是儲藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合C.O2含量從20.0%上升至40.0%時,O2含量限制了呼吸強度的繼續(xù)升高D.在20℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過程中,細胞無氧呼吸逐漸減弱答案

BC

解析

分析表格數(shù)據(jù)可知,溫度為3

℃、O2含量為3.0%時,釋放的CO2的量最少,細胞呼吸速率最低,是儲藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合,零下低溫會凍傷菠菜葉,不適于儲藏,B項錯誤;分析表格數(shù)據(jù)可知,O2含量從20.0%升至40.0%時,細胞呼吸釋放的CO2的量變化不大,O2含量已經(jīng)達到飽和,不再是限制呼吸強度的因素,C項錯誤。考向2細胞呼吸的應用3.(2021山東臨沂期末)種質(zhì)庫是用來保存種質(zhì)資源(一般為種子)的低溫保存設施。入庫保存前需對種子進行清洗、干燥脫水等處理,然后密封包裝存入-18℃的冷庫。下列分析正確的是(

)A.入庫前干燥脫水處理使種子中結合水與自由水的比值降低B.冷庫中-18℃的低溫通過破壞部分呼吸酶來降低呼吸速率C.儲存時,氧氣濃度越低,種子內(nèi)有機物的消耗速率越小D.建立種質(zhì)庫可以保存瀕危生物的種子,保護物種的多樣性答案

D

解析

入庫前干燥脫水處理,使自由水含量減少,種子中結合水與自由水的比值增大,A項錯誤;冷庫中-18

℃的低溫通過抑制酶的活性來降低呼吸速率,不會破壞酶的結構,B項錯誤;儲存種子時,氧氣濃度應適量降低,以降低有氧呼吸的速率,但是過低后,無氧呼吸會增加,種子內(nèi)有機物的消耗速率不會減少,C項錯誤;建立種質(zhì)庫可以保存瀕危生物的種子,防止生物滅絕,可以保護物種的多樣性,D項正確。方法突破1.影響細胞呼吸的內(nèi)部因素項目規(guī)律舉例遺傳特性不同種類的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物生長發(fā)育時期不同同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同同一植株幼苗期、開花期呼吸速率較高,成熟期呼吸速率較低器官類型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于營養(yǎng)器官2.溫度和O2濃度對細胞呼吸影響的曲線分析(1)溫度對細胞呼吸的影響曲線(2)O2濃度對細胞呼吸的影響曲線

研專項前沿命題細胞呼吸原理的應用知識必備1.細胞呼吸分有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。這兩種類型的共同點是:在酶的催化作用下,分解有機物,釋放能量。但是,有氧呼吸需要氧和線粒體的參與,有機物徹底氧化釋放的能量比無氧呼吸多。2.溫度、水分、氧氣和二氧化碳濃度是影響細胞呼吸的主要因素,儲藏蔬菜、水果時采取零上低溫、一定濕度、低氧等措施延長儲藏時間,而種子采取零上低溫、干燥、低氧等措施延長儲存時間。專項突破典例.(2021湖北)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發(fā)生氧化反應,逐漸褐變。密封條件下4℃冷藏能延長梨的貯藏期。下列敘述錯誤的是(

)A.常溫下鮮梨含水量大,環(huán)境溫度較高,呼吸代謝旺盛,不耐貯藏B.密封條件下,梨細胞呼吸導致O2減少,CO2增多,利于保鮮C.冷藏時,梨細胞的自由水增多,導致各種代謝活動減緩D.低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩答案

C

解析

常溫下鮮梨含水量大,環(huán)境溫度較