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走向高考 · 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 · 高考總復習,細胞的能量供應和利用,第三單元,必修一 分子與細胞,第二講 ATP的主要來源 ——細胞呼吸,第三單元,考情考點探究,方法警示探究,課前基礎回扣,核心考點突破,課 時 作 業(yè),方法技巧警示,1.(2014·四川，2)生物體的生命活動離不開水，下列關于水的敘述，錯誤的是( ) A．在最基本生命系統(tǒng)中，H2O有自由水和結合水兩種存在形式 B．由氨基酸形成多肽鏈時，生成物H2O中的氫來自氨基和羧基 C．有氧呼吸時，生成物H2O中的氫來自線粒體中丙酮酸的分解 D．H2O在光下分解，產生的[H]將固定的CO2還原成(CH2O),答案 C 解析 本題考查組成細胞和生物體的物質中水的作用以及與水有關的細胞代謝及場所。細胞中，水的存在形式有自由水和結合水兩種形式，A正確。氨基酸脫水縮合形成肽鏈時，生成的水中的氫有兩個來源：一個氨基酸的羧基脫去－OH，另一個氨基酸的氨基脫去H, B正確。有氧呼吸時，第三階段參與生成水的氫來自第一步葡萄糖分解為丙酮酸和第二步丙酮酸和參與反應的水的分解， C錯。光合作用過程中水的光解生成的[H]，僅用于暗反應三碳化合物的還原， D正確。注意組成細胞的水有自由水和結合水之分，內環(huán)境中的水也有自由水和結合水之分，在應用表述不能混淆。,2．(2013·新課標卷Ⅱ，3)下列與微生物呼吸有關的敘述，錯誤的是( ) A．肺炎雙球菌無線粒體，但能進行有氧呼吸 B．與細菌呼吸有關的酶由擬核中的基因編碼 C．破傷風芽孢桿菌適宜生活在有氧的環(huán)境中 D．有氧和無氧時，酵母菌呼吸作用產物不同,答案 C 解析 本題考查了微生物呼吸的方式和條件。肺炎雙球菌是好氧細菌，為真核生物，無線粒體，可是有與有氧呼吸有關的酶，所以可以進行有氧呼吸，A正確；細菌主要的生命活動都由擬核控制，擬核中含有的DNA可以轉錄翻譯合成酶等蛋白質，B正確；破傷風芽孢桿菌為厭氧細菌，適宜生活在無氧環(huán)境中，C錯誤；酵母菌既能進行有氧呼吸產生CO2和H2O，又能進行無氧呼吸產生酒精和CO2，D正確。,3．(2013·江蘇卷，17)如圖是果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實驗，下列相關操作錯誤的是( ) A．探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時打開閥a B．經(jīng)管口3取樣檢測酒精和CO2的產生情況 C．實驗開始前對改裝后整個裝置進行氣密性檢查 D．改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通,,答案 B 解析 考查實驗“探究酵母菌的呼吸方式”。本實驗開始前需要對改裝后整個裝置進行氣密性檢查，以確保實驗的準確性；是否打開閥a可以用于探究有氧條件和無氧條件下的呼吸方式；改裝時將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通，以便檢測CO2的產生情況，檢測酒精經(jīng)管口3取樣，B錯誤。,4．(2013·海南卷)關于細胞代謝的敘述，錯誤的是( ) A．無氧呼吸能產生ATP，但沒有[H]的生成過程 B．有氧呼吸過程中產生的[H]可在線粒體內氧化生成水 C．某些微生物可利用氧化無機物產生的能量合成有機物 D．光合作用光反應階段產生的[H]可在葉綠體基質中作為還原劑,答案 A 解析 無氧呼吸第一階段與有氧呼吸相同，1分子葡萄糖在細胞質基質中分解產生2分子丙酮酸，產生4個[H]和2個ATP，A項錯誤；有氧呼吸過程第三階段發(fā)生在線粒體內膜上，前兩階段生成的[H]與氧氣反應生成水，釋放大量能量，B項正確；硝化細菌等可進行化能合成作用的微生物，利用無機物氧化釋放的能量，將二氧化碳和水轉化為有機物，用于自身生命活動，C項正確；光反應階段生成的[H]在葉綠體基質中用于暗反應階段C3的還原，D項正確。,一、探究酵母菌細胞呼吸的方式 1．選擇酵母菌為實驗材料的原因 酵母菌是一種單細胞真菌，在___________條件下都能生存，屬于_________生物。 2．產物的檢測,有氧和無氧,兼性厭氧,變混濁,溴麝香草酚藍,重鉻酸鉀溶液,灰綠色,二、有氧呼吸 1．過程與場所,,(1)寫出序號代表的物質： ①：____________ ②：____________ ③：____________ ④：____________ (2)寫出三個階段發(fā)生的場所： a：____________ b：____________ c：____________ 2．反應式 __________________________________________________,丙酮酸,[H],O2,CO2,細胞質基質,線粒體基質,線粒體內膜,,,,,,,,,,三、無氧呼吸 1．場所：___________ 2．條件：_____________ 3．生成：_____________________ 4．反應式 (1)產物為酒精：__________________________________。 (2)產物為乳酸：_______________________________。,細胞質基質,無氧和多種酶,酒精和二氧化碳或乳酸,1.現(xiàn)在地球上絕大多數(shù)生物的呼吸方式以哪種為主？為什么？ [提示] 有氧呼吸。因為細胞呼吸的目的是為細胞生命活動提供能量，有氧呼吸比無氧呼吸放能效率高得多，所以有氧呼吸得到較大發(fā)展，成為主要方式。 2．參與有氧呼吸的酶分布場所有哪些？ [提示] 細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。 3．呼吸作用分階段進行有什么意義？ [提示] 可使能量逐步釋放，對保持生物體的體溫穩(wěn)定有重要意義。,1.(2014·廣西南寧模擬)不同種類的生物在不同的條件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，則下列對呼吸作用方式的判斷不正確的是( ) A．若只釋放CO2，不消耗O2，則細胞只進行無氧呼吸 B．若CO2的釋放量多于O2的吸收量，則細胞既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸 C．若CO2的釋放量等于O2的吸收量，則細胞只進行有氧呼吸 D．若既不吸收O2也不釋放CO2，則說明該細胞已經(jīng)死亡,答案 D 解析 對有氧呼吸和無氧呼吸反應式的理解是切入點。動物細胞或乳酸菌無氧呼吸的產物為乳酸，此時細胞既不吸收O2也不釋放CO2，故D項錯誤。,2．(2014·陜西鐵一中模擬)右圖表示呼吸作用過程中葡萄糖分解的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于( ) A．線粒體、線粒體和細胞質基質 B．線粒體、細胞質基質和線粒體 C．細胞質基質、線粒體和細胞質基質 D．細胞質基質、細胞質基質和線粒體,,答案 C 解析 理解細胞呼吸各階段場所的知識是解題關鍵。酶1催化的是有氧呼吸和無氧呼吸第一階段反應，由于反應場所是細胞質基質，因此酶1存在于細胞質基質；酶2催化的反應是有氧呼吸第二、三階段反應，由于反應在線粒體中進行，則酶2存在于線粒體；酶3是催化無氧呼吸產生乳酸的酶，存在于細胞質基質。,3．(2014·河南示范高中高三聯(lián)考)當呼吸底物不是糖時，有氧呼吸消耗的O2和產生的CO2的體積并不相等。利用兩套如圖所示裝置，設為甲、乙，測定單位質量小麥種子呼吸時CO2釋放量與O2消耗量的比值，下列構思，可以達到實驗目的的是( ),,A．甲裝置燒杯中盛放蒸餾水，在光照下測定O2釋放量，乙裝置在黑暗下測定CO2釋放量 B．甲裝置燒杯中盛放蒸餾水，測定CO2釋放量，乙裝置換成CO2吸收劑，測定O2消耗量 C．甲裝置燒杯中盛放蒸餾水，測定氣體體積變化量，乙裝置換成CO2吸收劑，測定O2消耗量 D．甲裝置燒杯中盛放CO2緩沖劑(可吸收和放出CO2)，測定O2消耗量，乙裝置放死亡種子作對照,答案 C 解析 理解細胞呼吸的方式是解題的關鍵。小麥種子呼吸作用消耗氧氣產生CO2，所以裝置內改變的氣體為氧氣和CO2。其中一套裝置內加入吸收CO2的試劑，小麥種子通過呼吸作用釋放的CO2被吸收，故裝置可通過U型管兩側液面差測量減少的O2量；另一套裝置內加入等量蒸餾水，因蒸餾水基本不影響裝置內氣體的變化，所以裝置內氣體的變化量可反映消耗的O2量與釋放CO2量之間的差值，C正確。,4．(2014·湖北荊州質檢1)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態(tài)的一種指標。如圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸熵的關系。以下敘述中，正確的是( ) A．呼吸熵越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸越弱 B．B點有氧呼吸的強度大于A點有氧呼吸的強度 C．為延長水果保存的時間，最好將氧分壓調至C點 D．C點以后，細胞呼吸強度不隨氧分壓的變化而變化,答案 B 解析 從題干中獲取信息，理解呼吸熵是解題的關鍵。根據(jù)呼吸熵的含義可知，呼吸熵越大，細胞有氧呼吸越弱，無氧呼吸越強；B點氧分壓大于A點，B點呼吸熵小于A點，故B點有氧呼吸強度大于A點；C點時只進行有氧呼吸，有機物消耗較快，不利于產品的保存；C點以后呼吸熵為1，細胞只進行有氧呼吸，在一定范圍內，隨著氧分壓的增大，細胞呼吸強度仍會加強。,1.過程圖解,有氧呼吸和無氧呼吸的過程,,2．分析 (1)細胞呼吸過程中[H]的來源和去路： ①有氧呼吸第一、二階段產生的[H]用于第三階段與O2結合生成水。 ②無氧呼吸第一階段產生的[H]用于第二階段將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸。 (2)有氧呼吸中氧元素的來源和去路： (3)有氧呼吸中H2O既是反應物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部來自O2。,,,3．有氧呼吸和無氧呼吸的比較,由細胞呼吸可聯(lián)想到的知識 (1)呼吸是指機體與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程，而細胞呼吸是指物質在細胞內的氧化分解過程。 (2)細胞呼吸涉及能量的變化，生命活動的主要能源物質是糖類，直接能源物質是ATP。 (3)不同生物無氧呼吸產物不同的直接原因是酶不同，根本原因是遺傳物質不同。,人體內氫隨化合物在體內代謝轉移的過程如圖所示，下列分析中合理的是( ) A．①過程發(fā)生在核糖體上，水中的H只來自于—NH2 B．在缺氧的情況下，②過程中不會發(fā)生脫氫反應 C．M物質是丙酮酸，④過程不會發(fā)生在線粒體中 D．在氧氣充足的情況下，②③過程發(fā)生在線粒體中,,解析 氨基酸脫水縮合形成蛋白質是在核糖體上完成的，水中的H來自于氨基和羧基。在缺氧的情況下，無氧呼吸也要在細胞質基質中進行③過程，產生丙酮酸，也會發(fā)生脫氫反應，進一步在細胞質基質中產生乳酸。有氧呼吸過程中，過程③發(fā)生在細胞質基質中。 答案 C,下列有關呼吸作用的敘述中，錯誤的是( ) A．蛔蟲進行無氧呼吸 B．哺乳動物的紅細胞只能進行無氧呼吸 C．長跑時，人體產生的CO2是有氧呼吸和無氧呼吸的共同產物 D．發(fā)酵和無氧呼吸并不是同一概念,答案 C 解析 各種生物在長期的進化過程中，其呼吸作用方式也與生存環(huán)境產生了適應?；紫x由于生活在人的消化道內，消化道內缺氧，故只能進行無氧呼吸；哺乳動物成熟的紅細胞由于無細胞器，也只能進行無氧呼吸；高等動物的無氧呼吸產物是乳酸，不產生酒精無CO2生成；無氧呼吸對于微生物習慣上叫發(fā)酵，對于高等動物叫糖酵解，對于植物就叫無氧呼吸，但在工業(yè)發(fā)酵中，發(fā)酵的概念得到擴充，也可指代有氧發(fā)酵。,影響細胞呼吸的外界因素及其應用,1.溫度 (1)影響(如圖)：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25℃～35℃之間。,,,(1)影響細胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強相關植物或器官的細胞呼吸強度可采取供水、升溫、高氧等措施；若需降低細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。 (2)儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下，低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫；種子儲存時應保持干燥，而蔬菜、水果儲存時應保持一定的濕度。,將酵母菌由供氧條件轉變?yōu)閰捬鯒l件培養(yǎng)，下列過程中加快的一組是( ) A．葡萄糖的利用 B．二氧化碳的放出 C．ATP的形成 D．丙酮酸的氧化 答案 A 解析 酵母菌是一種兼性厭氧型生物。有氧呼吸是一種高效的呼吸方式，將葡萄糖徹底氧化分解，釋放出大量的能量供給生命活動需要，而酵母菌無氧呼吸將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，釋放出少量的能量，因此，酵母菌必須大量分解葡萄糖才能滿足生命活動的需求。,(2014·北京東城聯(lián)考)細胞呼吸原理在生產生活中應用廣泛，以下分析錯誤的是( ) A．選用透氣性好的“創(chuàng)可貼”，是為保證人體細胞的有氧呼吸 B．要及時為板結的土壤松土透氣，以保證根細胞的正常呼吸 C．皮膚破損較深的患者，應及時到醫(yī)院注射破傷風抗毒血清 D．慢跑可以促進人體細胞的有氧呼吸，使細胞獲得較多能量,答案 A 解析 理解人體內細胞需要的氧氣和養(yǎng)料是由循環(huán)系統(tǒng)運輸而來是解題關鍵。人體細胞的有氧呼吸是依靠血液運輸氧氣到組織實現(xiàn)的，透氣性好的創(chuàng)可貼的作用是為了防止傷口感染厭氧致病菌，A錯誤。,實驗技能——酵母菌細胞呼吸方式的實驗探究,,實驗中的關鍵步驟 (1)將裝置(甲)連通橡皮球，讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶，既保證O2的充分供應，又使進入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶，清除空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致。 (2)B瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產生的CO2通入澄清的石灰水。,檢測酵母菌細胞呼吸的產物，下列描述正確的是( ) A．如果產生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌只進行有氧呼吸 B．如果產生的氣體使溴麝香草酚藍水溶液變黃色，則酵母菌只進行無氧呼吸 C．無論進行有氧呼吸還是無氧呼吸，酵母菌都能產生CO2 D．酵母菌發(fā)酵時不產生氣體，但其發(fā)酵液能使重鉻酸鉀溶液變灰綠色,解析 酵母菌有氧呼吸的產物是CO2和H2O，無氧呼吸的產物是酒精和CO2，因此無論酵母菌進行有氧呼吸還是無氧呼吸，都產生CO2。 答案 C,制作啤酒的工藝流程實際上是應用酵母菌的細胞呼吸，將小麥和酵母菌放入發(fā)酵罐，之后進行怎樣處理方能制造出大量的啤酒( ) A．馬上密閉，保持30～40℃的溫度 B．一直通風，不密閉，保持30～40℃ C．先通風后密閉，保持60℃以上 D．先通風后密閉，保持30～40℃,答案 D 解析 將酵母菌放入發(fā)酵罐以后，先通風，此時酵母菌進行有氧呼吸，代謝旺盛，酵母菌進行出芽生殖而大量繁殖，待酵母菌數(shù)量相當多時再密閉，利用酵母菌發(fā)酵原理，用小麥發(fā)酵產生酒精。30～40℃溫度范圍內，酵母菌酶的活性最高。,根據(jù)物質的變化判斷細胞呼吸類型的方法 [例1] 將含酵母菌的葡萄糖溶液均分為4份，分別置于甲、乙、丙、丁四種條件下培養(yǎng)，測得CO2和O2體積變化的相對值如圖。下列敘述正確的是( ) A．甲條件下，細胞呼吸的產物除CO2外，還有乳酸 B．乙條件下，有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖多 C．丙條件下，細胞呼吸產生的ATP最少 D．丁條件下，產物中的CO2全部來自線粒體,,答案 D 解析,技法提煉 根據(jù)氣體的變化和場所情況判斷細胞呼吸類型的方法 (1)根據(jù)CO2釋放量與O2消耗量判斷(呼吸底物為葡萄糖)： ①不消耗O2，釋放CO2―→只進行無氧呼吸。 ②無CO2釋放―→只進行產生乳酸的無氧呼吸。 ③酒精產生量等于CO2量―→只進行產生酒精的無氧呼吸。 ④CO2釋放量等于O2的吸收量―→只進行有氧呼吸。 ⑤CO2釋放量大于O2的吸收量―→既進行有氧呼吸，又進行酒精發(fā)酵；多余的CO2來自酒精發(fā)酵。,⑥酒精產生量小于CO2量―→既進行有氧呼吸，又進行酒精發(fā)酵；多余的CO2來自有氧呼吸。 (2)根據(jù)場所判斷： ①真核細胞：若整個呼吸過程均在細胞質基質中進行，則為無氧呼吸；若部分過程在線粒體中進行，則為有氧呼吸。 ②原核細胞：原核細胞沒有線粒體，故原核細胞的細胞呼吸在細胞質和細胞膜上進行，其呼吸方式應根據(jù)產物判斷，若只有二氧化碳和水產生則為有氧呼吸，若還有乳酸或酒精產生，則還存在無氧呼吸。,經(jīng)典圖示 高考命題的切入點——呼吸熵及其測定裝置圖 呼吸熵，又稱呼吸系數(shù)，是表示呼吸底物的性質和氧氣供應狀態(tài)的一個指標。植物組織在一定時間內，放出二氧化碳的摩爾數(shù)與吸收氧氣的摩爾數(shù)的比值叫做呼吸熵(簡稱RQ)，呼吸熵能夠說明呼吸作用的底物性質，但受氧氣供應狀態(tài)影響較大。,[獲取信息] (1)裝置1中加入NaOH溶液的目的是吸收二氧化碳，根據(jù)有色液滴移動的刻度可測出呼吸作用消耗的氧氣的體積。裝置2的作用是比較種子發(fā)芽時進行呼吸作用消耗的氧氣體積和釋放二氧化碳的體積變化大小。,,強化過關 (2015·皖北十二校聯(lián)考)如圖表示某植物非綠色器官在不同O2濃度下，O2的吸收量和CO2的釋放量的變化情況，根據(jù)所提供的信息，以下判斷正確的是 ( ),,A．N點時，該器官O2的吸收量和CO2的釋放量相等，說明其只進行有氧呼吸 B．M點是貯藏該器官的最適O2濃度，此時無氧呼吸的強度最低 C．該器官呼吸作用過程中有非糖物質氧化分解 D．L點時，該器官產生CO2的場所是細胞中的線粒體基質,答案 C 解析 本題考查O2濃度對呼吸作用的影響，意在考查考生的理解能力和識圖分析能力。N點之后，O2的吸收量與CO2的釋放量不等，說明該植物非綠色器官呼吸作用過程中還有非糖物質的氧化分解，C正確；由于有非糖物質參與氧化分解，故O2的吸收量與CO2的釋放量相等不能說明該器官只進行有氧呼吸，A錯誤；M點細胞的總呼吸強度最低，但無氧呼吸強度并不是最低的，B錯誤；L點時，細胞只進行無氧呼吸，產生CO2的場所是細胞質基質，D錯誤。,沒有掌握細胞呼吸的過程及細胞呼吸方式的判斷技巧 [例2] 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，當通入不同濃度的氧氣時，產生的酒精和CO2的量如表所示。分析表中數(shù)據(jù)可得出的結論是( ),A.氧濃度為a時，酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率 B．氧濃度為b時，相同時間內酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的多 C．氧濃度為c時，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵 D．氧濃度為d時，酵母菌只進行有氧呼吸，不進行無氧呼吸 錯因分析 不能正確判斷不同氧濃度下酵母菌的細胞呼吸方式，不能從表中獲取有效數(shù)據(jù)并代入細胞呼吸反應式進行計算，是出錯的主要原因。,解析 氧濃度為a時，產生CO2的量和產生酒精的量相等，此時酵母菌只進行無氧呼吸；氧濃度為b時，無氧呼吸產生酒精的量為6.5 mol，消耗的葡萄糖為6.5/2＝3.25(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量為(12.5－6.5)/6＝1(mol)，即無氧呼吸消耗的葡萄糖多；氧濃度為c時，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比為[(15－6)/6]:[6/2]＝1:2，故有2/3的葡萄糖用于酒精發(fā)酵；氧濃度為d時，沒有酒精生成，此時酵母菌只進行有氧呼吸。 答案 D 糾錯筆記 細胞呼吸方式的判斷。(見技法提煉),