2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 3-2 ATP的主要來源 細(xì)胞呼吸 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 3-2 ATP的主要來源 細(xì)胞呼吸 新人教版必修1 細(xì)胞呼吸(Ⅱ) 實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌的呼吸方式 知識(shí)點(diǎn)一 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 1．概念 有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成①________，釋放出能量并生成②________的過程 2．分類 有氧呼吸和無氧呼吸。對(duì)絕大多數(shù)生物來說，③________是細(xì)胞呼吸的主要形式 3．實(shí)驗(yàn)探究 (1)原理：酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于④________菌，便于用來研究呼吸方式 (3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果的⑨________，來探究某種因素與________的關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 想一想：酸性條件下的重鉻酸鉀可以檢測(cè)有無酒精存在，這一原理在日常生活中有何用處？ 知識(shí)點(diǎn)二 細(xì)胞呼吸的方式 1．有氧呼吸 (1)反應(yīng)式：?________________ (2)過程： (3)概念：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(jī)物________，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程 2．無氧呼吸 (1)反應(yīng)式： ①分解成酒精的反應(yīng)式為：______________ ②轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式為：______________ (2)過程：第一階段與有氧呼吸第一階段完全相同。第二階段的產(chǎn)物是____________。其全過程都在________中進(jìn)行 (3)概念：細(xì)胞在________條件下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解為________的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放少量能量生成少量ATP的過程 3．呼吸作用 (1)實(shí)質(zhì)：氧化分解有機(jī)物，釋放能量 (2)意義： (3)原理應(yīng)用：傷口包扎、作物松土、稻田排水、傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)等 比一比：儲(chǔ)存水果和儲(chǔ)存糧食有何區(qū)別？ 細(xì)胞呼吸方式 1．有氧呼吸過程中，反應(yīng)物中的葡萄糖、水、O2分別在第一、第二、第三階段被利用，產(chǎn)物中的CO2和H2O分別在第二、第三階段形成。 2．原核生物無線粒體，但有些生物仍能進(jìn)行有氧呼吸，如硝化細(xì)菌等好氧細(xì)菌。 3．悠閑的慢跑運(yùn)動(dòng)，提高心肺活動(dòng)量，吸入充足O2進(jìn)行有氧呼吸。競(jìng)技性短跑、中長(zhǎng)跑則是在機(jī)體O2不充足條件下，主要依靠無氧呼吸產(chǎn)生ATP而支持快速運(yùn)動(dòng)。 自我校對(duì)： ①二氧化碳或其他產(chǎn)物?、贏TP?、塾醒鹾粑、芗嫘詤捬酢、菥G?、撄S ⑦酸性?、嗷揖G色 ⑨比較分析 實(shí)驗(yàn)對(duì)象 ?C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 ?細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) ?葡萄糖丙酮酸＋[H]＋ATP ?少量 ?線粒體基質(zhì) ?丙酮酸＋H2OCO2＋[H]＋ATP ?少量 ?線粒體內(nèi)膜 ?[H]＋O2H2O＋ATP ?大量 徹底氧化分解 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 酒精和CO2或乳酸 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 無氧 不徹底 能量 原料 想一想：可以用來檢驗(yàn)汽車司機(jī)是否喝了酒。 比一比：二者都需在低溫低氧(高氮、高CO2)環(huán)境中儲(chǔ)存，但糧食必須曬干，減少自由水含量，而水果則需保鮮，減少水分散失。另外，水果儲(chǔ)存必須零上低溫。 有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析及比較 1．有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解 識(shí)圖提示：應(yīng)關(guān)注各階段的場(chǎng)所、反應(yīng)物、生成物及條件。 (1)有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸第一階段產(chǎn)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H2O既是反應(yīng)物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部來自O(shè)2。 (3)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，是由于參與催化反應(yīng)的酶不同。 (4)有氧呼吸中氧元素的來源和去路 2．有氧呼吸與無氧呼吸的比較 類型 有氧呼吸 無氧呼吸 不同點(diǎn) 反應(yīng)條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度 反應(yīng)場(chǎng)所 第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi) 全過程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 分解產(chǎn)物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 釋放能量 釋放大量能量 釋放少量能量 特點(diǎn) 有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放 有機(jī)物沒有徹底分解，能量沒完全釋放 相互聯(lián)系 其實(shí)質(zhì)都是分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要；第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同 (1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。(2)無氧呼吸只釋放少量能量，其余的能量?jī)?chǔ)存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中。(3)水稻等植物長(zhǎng)期水淹后爛根的原因：無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因：無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對(duì)細(xì)胞有毒害作用。(4)原核生物無線粒體，仍可進(jìn)行有氧呼吸，如藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等。 ★★ 本考點(diǎn)一直是高考命題的重點(diǎn)，試題多以選擇題的形式考查有氧呼吸和無氧呼吸過程場(chǎng)所、反應(yīng)物、生成物、所需的酶、產(chǎn)生能量的多少等；以植物種子、酵母菌或其他生物的細(xì)胞呼吸為背景，以非選擇題的形式考查細(xì)胞呼吸的類型。 【典例1】 (xx安徽理綜，29)為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸，將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理，得到細(xì)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(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)(見下表)。 試管編號(hào) 加入的物質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)A B 線粒體C D 酵母菌E F 丙酮酸 ＋－ ＋－ －－ 氧氣 ＋－ ＋－ ＋－ 注：“＋”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“－”表示未加入相關(guān)物質(zhì)。 (1)會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有__________，會(huì)產(chǎn)生酒精的試管有________，根據(jù)試管________的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷出酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場(chǎng)所(均填試管編號(hào))。 (2)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)對(duì)該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)繼續(xù)進(jìn)行。 破題關(guān)鍵 解析 本題主要考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)。酵母菌為兼性厭氧生物，在有氧的條件下進(jìn)行有氧呼吸，其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(1)分析表格，試管A中加入的是丙酮酸，在有O2條件下無法在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中繼續(xù)氧化分解。試管B中加入的是葡萄糖，無氧條件下，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能繼續(xù)氧化分解，產(chǎn)生CO2和酒精。在有氧條件下，線粒體能分解丙酮酸，所以C試管中有CO2和H2O產(chǎn)生，而D試管無。分析試管E、F，酵母菌在有氧條件下，能把C6H12O6徹底氧化分解產(chǎn)生CO2和H2O；在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2和C2H5OH。從而可以判斷，能產(chǎn)生CO2和H2O的試管有C、E，能產(chǎn)生酒精的試管有B、F。根據(jù)試管B、D、F的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可判斷酵母菌的無氧呼吸場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(2)根據(jù)題中的信息，DNP對(duì)[H]＋O2―→H2O過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散，而不能形成ATP，由于[H]和氧結(jié)合形成水的過程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，因此DNP使分布在線粒體內(nèi)膜上的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解不受影響，但產(chǎn)生的ATP將會(huì)大大減少。 答案 (1)C、E B、F B、D、F (2)線粒體內(nèi)膜 能 【訓(xùn)練1】 (xx寧波調(diào)研)如圖為某同學(xué)構(gòu)建的植物葉肉細(xì)胞內(nèi)的有氧呼吸過程圖，4、7均為水，下列說法正確的是( )。 A．催化2―→3過程的酶存在于線粒體內(nèi)膜上 B．產(chǎn)生的8主要用于合成ATP C．3必定全部釋放到大氣中 D．6可來自葉綠體 解析 本題綜合考查有氧呼吸的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的分析判斷能力和理解能力。2―→3過程是有氧呼吸的第二階段，場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，需要的酶在線粒體基質(zhì)中；產(chǎn)生的8是能量，其主要以熱能形式散失，少量用于合成ATP；3是二氧化碳，二氧化碳可以釋放到大氣中，也可以進(jìn)入葉綠體中用于光合作用；6是氧氣，可以來自葉綠體，也可來自大氣。 答案 D 【訓(xùn)練2】 (xx海南單科，4)細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是( )。 A．植物細(xì)胞能進(jìn)行過程①和③或過程①和④ B．真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行過程①和② C．動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，過程②比過程①釋放的能量多 D．乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，過程①產(chǎn)生[H]，過程③消耗[H] 解析 植物細(xì)胞能進(jìn)行過程①和②、①和③、①和④；真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行無氧呼吸的全過程，即①和③或①和④；動(dòng)物細(xì)胞中過程②(有氧呼吸第二、三階段)比過程①(有氧呼吸的第一階段)釋放的能量多；包括乳酸菌在內(nèi)的細(xì)胞無氧呼吸過程中，第一階段(①)產(chǎn)生的[H]，在第二階段(③或④)消耗。 答案 B 影響呼吸速率的因素及實(shí)踐應(yīng)用 1．內(nèi)部因素——遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量) (1)不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。 (2)同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同，如幼苗期、開花期細(xì)胞呼吸速率較高，成熟期細(xì)胞呼吸速率較低。 (3)同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。 2．外部因素 因素 影響機(jī)理 曲線模型 實(shí)踐應(yīng)用 溫度 影響呼吸酶的活性：最適溫度時(shí)，細(xì)胞呼吸最強(qiáng)；超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，呼吸受抑制；低于最適溫度酶活性下降，呼吸受抑制 ①低溫下貯存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，以降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量 氧氣 氧氣作為有氧呼吸的原料而影響細(xì)胞呼吸的速率和性質(zhì)(在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為大于零小于10%時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。) 適當(dāng)降低氧氣濃度能夠抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物消耗，以延長(zhǎng)蔬菜、水果的保鮮時(shí)間 CO2濃度 增加CO2的濃度對(duì)細(xì)胞呼吸有明顯的抑制效應(yīng)。這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋 在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度，可提高保鮮效果 H2O 在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱 將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，從而減少有機(jī)物的消耗，延長(zhǎng)作物種子儲(chǔ)藏時(shí)間 (1)O2濃度為零時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為零，因?yàn)榧?xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸。 (2)隨著O2濃度的增加，無氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧氣濃度較低而較弱，細(xì)胞呼吸的總強(qiáng)度較低；但后來隨著氧氣濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強(qiáng)，細(xì)胞呼吸總強(qiáng)度又增大。 (3)從化學(xué)平衡的角度分析，高濃度的CO2在一定程度上可以抑制細(xì)胞呼吸。 ★★ 本考點(diǎn)常結(jié)合細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用展開。試題多以選擇題的形式出現(xiàn)，考查內(nèi)部因素和外部因素對(duì)細(xì)胞呼吸的影響，有時(shí)也以圖表、曲線的形式出現(xiàn)，考查考生的綜合運(yùn)用能力。高考試題常結(jié)合植物的光合作用，聯(lián)系農(nóng)作物增產(chǎn)的措施來命題，考查考生處理實(shí)際問題的能力。 【典例2】 如圖表示某種植物的 非綠色器官在不同的氧濃度下O2吸收量和CO2生成量的變化，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。 (1)圖中曲線QR區(qū)段CO2生成量急劇減少的主要原因是 ________________________________________________________________________。 (2)________點(diǎn)的生物學(xué)含義是無氧呼吸消失點(diǎn)，由縱軸、CO2生成量和O2吸收量共同圍成的面積所代表的生物學(xué)含義是________________________________________________________________________。 (3)在原圖中繪出無氧呼吸產(chǎn)生的CO2隨氧氣濃度變化而變化的曲線。 (4)若圖中的AB段與BC段的距離等長(zhǎng)，說明此時(shí)有氧呼吸釋放的CO2與無氧呼吸釋放的CO2相比________(填“一樣多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無氧呼吸的________。 (5)在長(zhǎng)途運(yùn)輸新鮮蔬菜時(shí)，常常向塑料袋中充入氮?dú)猓康氖莀_______________________________________________________________________。 你認(rèn)為氧濃度應(yīng)調(diào)節(jié)到________點(diǎn)的對(duì)應(yīng)濃度，更有利于蔬菜的運(yùn)輸，試說明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析 本題以細(xì)胞呼吸的兩種類型為核心命題點(diǎn)，考查了有氧呼吸、無氧呼吸隨O2濃度變化的特點(diǎn)，綜合考查了學(xué)生解讀曲線、根據(jù)已知曲線畫未知曲線的能力以及解決相關(guān)實(shí)際問題的能力。解題時(shí)應(yīng)注意：Q點(diǎn)只進(jìn)行無氧呼吸，P點(diǎn)只進(jìn)行有氧呼吸，B點(diǎn)有氧呼吸、無氧呼吸釋放的CO2量相等，R點(diǎn)釋放的CO2量最少，此時(shí)更有利于蔬菜運(yùn)輸。 答案 (1)氧氣濃度增加，無氧呼吸受抑制 (2)P 氧濃度逐漸增大的過程中，無氧呼吸生成的CO2總量 (3)如圖(點(diǎn)線)所示(所繪曲線應(yīng)能表現(xiàn)下降趨勢(shì)，并經(jīng)過Q、B以及P點(diǎn)在x軸上的投影點(diǎn))。 (4)一樣多 (5)降低氧濃度，減少有機(jī)物的消耗 R 此時(shí)有氧呼吸強(qiáng)度較低，同時(shí)又抑制了無氧呼吸，蔬菜中的有機(jī)物消耗最少 據(jù)CO2釋放量和O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況 【典例】 以下甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述不正確的是( )。 A．甲圖中氧濃度為a時(shí)的情況對(duì)應(yīng)的是乙圖中的A點(diǎn) B．甲圖中氧濃度為b時(shí)的情況對(duì)應(yīng)的是乙圖中的D點(diǎn) C．甲圖的a、b、c、d四種濃度中c是最適合貯藏的 D．甲圖中氧濃度為d時(shí)沒有酒精產(chǎn)生 教你審題 解析 甲圖中氧濃度為a時(shí)，細(xì)胞只釋放CO2不吸收O2，說明細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸，對(duì)應(yīng)乙圖中的A點(diǎn)，A正確；甲圖中氧濃度為b時(shí)，CO2的釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O2的吸收量，說明細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸，且無氧呼吸強(qiáng)度大，應(yīng)在乙圖中的AC段之間，B錯(cuò)誤；貯藏植物器官應(yīng)選擇CO2產(chǎn)生量最少即細(xì)胞呼吸最弱時(shí)(甲圖中的c)，C正確；氧濃度為d時(shí)，CO2釋放量與O2的吸收量相等，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，因此沒有酒精產(chǎn)生，D正確。 答案 B ——根據(jù)CO2釋放量與O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸類型(以細(xì)胞呼吸底物為葡萄糖為例) (1)無CO2釋放,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，本類呼吸在密閉空間內(nèi)不引起氣壓的變化。 (2)CO2釋放量＝O2消耗量,細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸或同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸和有氧呼吸，由C6H12O6＋6O2＋6H2O12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O62C3H6O3＋能量，可以看出，反應(yīng)過程中O2消耗量與CO2釋放量相等，此時(shí)如在密閉的空間內(nèi)，細(xì)胞呼吸也不引起氣壓變化。 (3)CO2釋放量>O2消耗量 細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸及有氧呼吸兩種呼吸方式。 C6H12O6＋6O2＋6H2O12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O62CO2＋2C2H5OH＋能量，當(dāng)有氧呼吸和無氧呼吸強(qiáng)度相等時(shí)，＝；若>，無氧呼吸強(qiáng)度比有氧呼吸強(qiáng)，反之，有氧呼吸強(qiáng)度強(qiáng)。 特別提示 (1)乳酸菌、動(dòng)物細(xì)胞、馬鈴薯塊莖、玉米胚、甜菜塊根等，無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸，均不產(chǎn)生CO2。 (2)所有生物細(xì)胞，呼吸過程中若有H2O生成，一定來自有氧呼吸過程。因?yàn)闊o氧呼吸兩種方式均不產(chǎn)生H2O。 【訓(xùn)練】 (xx江蘇三校聯(lián)考)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(duì)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(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸 B．若CO2的釋放量多于O2的吸收量，則細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無氧呼吸 C．若CO2的釋放量等于O2的吸收量，則細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸 D．若既不吸收O2也不釋放CO2，則說明該細(xì)胞已經(jīng)死亡 解析 本題考查考生對(duì)有氧呼吸和無氧呼吸反應(yīng)式的理解。動(dòng)物細(xì)胞或乳酸菌，無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸，此時(shí)細(xì)胞既不吸收O2也不釋放CO2，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 D 探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進(jìn)行無氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生酒精和少量CO2。 (2)CO2可使澄清石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短，可以檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。 (3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。 2．實(shí)驗(yàn)流程 3．注意事項(xiàng) (1)通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證使第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 (2)B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產(chǎn)生的。 ★ 本實(shí)驗(yàn)是教材的重點(diǎn)，也就決定了對(duì)酵母菌呼吸作用方式的考查勢(shì)必成為命題的核心點(diǎn)。高考大多以裝置圖的形式出現(xiàn)，考查酵母菌呼吸作用類型，同時(shí)考查考生分析圖形、圖表的能力及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。 【典例】 (xx江南十校聯(lián)考)在科學(xué)研究中常用呼吸熵(RQ＝釋放二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。測(cè)定發(fā)芽種子呼吸熵的裝置如圖。關(guān)閉活塞，在25 ℃下經(jīng)20 min讀出刻度管中著色液移動(dòng)距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)x mm和y mm。x和y值反映了容器內(nèi)氣體體積的減少量(裝置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸產(chǎn)生的CO2)。請(qǐng)回答下列問題： (1)若測(cè)得x＝180 mm，y＝50 mm，則該發(fā)芽種子的呼吸熵是________(保留兩位小數(shù))。假設(shè)發(fā)芽種子僅進(jìn)行有氧呼吸，根據(jù)呼吸熵?cái)?shù)值可以推測(cè)有氧呼吸分解的有機(jī)物中除________以外還有其他有機(jī)物。 (2)為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)置對(duì)照裝置，對(duì)照裝置的容器和小瓶中分別放入等量死的發(fā)芽種子和蒸餾水，設(shè)置對(duì)照裝置的目的是________________________________________________________________________。 (3)假設(shè)發(fā)芽種子呼吸消耗的有機(jī)物全部為葡萄糖，在25 ℃下經(jīng)20分鐘讀出刻度管中著色液移動(dòng)距離x＝300 mm，y＝－100 mm(裝置2著色液向右移動(dòng)了100 mm)，則可推斷有氧呼吸消耗的葡萄糖與無氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。 解析 (1)裝置1中著色液移動(dòng)距離代表O2消耗量，裝置2中著色液移動(dòng)距離代表O2消耗量減去CO2釋放量，故該發(fā)芽種子的呼吸熵為≈0.72。若種子僅進(jìn)行有氧呼吸且底物均為糖類的話，裝置2中著色液應(yīng)不移動(dòng)。(2)另設(shè)一組對(duì)照，除加入的是等量死的發(fā)芽種子外，其他條件均與裝置2相同，其目的是排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(3)用著色液的移動(dòng)距離表示容器中氣體體積的變化。由題意可知，總耗氧量是300，總二氧化碳釋放量為400。有氧呼吸消耗氧氣量為300，釋放二氧化碳量為300，消耗葡萄糖量為＝50；無氧呼吸釋放的二氧化碳量為400－300＝100，消耗葡萄糖量為＝50。 答案 (1)0.72 糖類 (2)用于校正裝置1和裝置2內(nèi)因物理因素(或非生物因素)引起的容積變化 (3)1∶1 【訓(xùn)練】 (xx福建普高畢業(yè)班質(zhì)檢，4)如圖為探究酵母菌細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置，錐形瓶裝有正常生長(zhǎng)的酵母菌及足量培養(yǎng)液，試管裝有溴麝香草酚藍(lán)溶液，從閥門通入的空氣已去除CO2，實(shí)驗(yàn)過程中其他條件適宜。下列敘述錯(cuò)誤的是( )。 A．若打開閥門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究溫度對(duì)酵母菌有氧呼吸的影響，則通入錐形瓶的O2屬于無關(guān)變量 B．若關(guān)閉閥門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在酸性條件下，可用重鉻酸鉀檢測(cè)錐形瓶的培養(yǎng)液中是否有乙醇產(chǎn)生 C．若打開閥門，在不同溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試管溶液顏色變化所需的時(shí)間越短，則表明酵母菌在所處溫度下的有氧呼吸越旺盛 D．若關(guān)閉閥門，以乳酸菌替代酵母菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試管中溶液顏色由藍(lán)變綠再變黃 解析 乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸，不產(chǎn)生二氧化碳，不會(huì)觀察到試管中的顏色變化，D錯(cuò)誤。 答案 D 細(xì)胞呼吸的原理(過程)及應(yīng)用 1.(xx江蘇單科，23)如圖表示細(xì)胞呼吸作用的過程，其中①～③代表有關(guān)生理過程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是(多選)( )。 A．①和③都具有雙層生物膜 B．①和②所含酶的種類不同 C．②和③都能產(chǎn)生大量ATP D．甲、乙分別代表丙酮酸、[H] 解析 本題考查呼吸作用的相關(guān)知識(shí)。分析題圖可推測(cè)①為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，②為線粒體基質(zhì)，③為線粒體內(nèi)膜；甲為丙酮酸，乙為[H]。由上述分析可知A錯(cuò)；①與②中的反應(yīng)類型不同，故所含酶也不同，B、D正確；③中進(jìn)行有氧呼吸第三階段能產(chǎn)生大量ATP，②中進(jìn)行有氧呼吸第二階段，產(chǎn)生少量ATP，故C錯(cuò)。 答案 BD 2．(xx福建理綜，1)下列有關(guān)豌豆的敘述，正確的是( )。 A．萌發(fā)初期，種子的有機(jī)物總重量增加 B．及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害 C．進(jìn)入夜間，葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP合成停止 D．葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多 解析 此題以豌豆為信息載體，綜合考查細(xì)胞代謝的有關(guān)知識(shí)。種子萌發(fā)初期，由于不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用，有機(jī)物總重量減少，A錯(cuò)誤；及時(shí)排澇，可以防止豌豆根細(xì)胞厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，B正確；夜間植物葉肉細(xì)胞可進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；黃化葉片所含的色素主要是類胡蘿卜素，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，D錯(cuò)誤。 答案 B 3．(xx海南單科，3)關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是( )。 A．種子風(fēng)干脫水后呼吸強(qiáng)度增強(qiáng) B．土壤淹水可導(dǎo)致根系發(fā)生無氧呼吸 C．破傷風(fēng)桿菌在有氧條件下能大量繁殖 D．小麥種子萌發(fā)過程中有氧呼吸逐漸減弱 解析 種子風(fēng)干脫水后呼吸強(qiáng)度減弱；土壤淹水，導(dǎo)致根系因缺氧而發(fā)生無氧呼吸；破傷風(fēng)桿菌屬于厭氧型細(xì)菌，無氧條件下才能大量繁殖；種子萌發(fā)過程中有氧呼吸逐漸增強(qiáng)。 答案 B 4．(xx全國(guó)新課標(biāo)，29)將玉米種子置于25 ℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時(shí)取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計(jì)算每粒的平均干重，結(jié)果如圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題。 (1)萌發(fā)過程中胚乳組織中的淀粉被水解成________，再通過________作用為種子萌發(fā)提供能量。 (2)萌發(fā)過程中在________h之間種子的呼吸速率最大，在該時(shí)間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為________mg。 (3)萌發(fā)過程中胚乳的部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為________mg/粒d。 (4)若保持實(shí)驗(yàn)條件不變，120 h后萌發(fā)種子的干重變化趨勢(shì)是________，原因是_______。 解析 本題主要考查玉米種子萌發(fā)過程中胚、胚乳的作用。(1)胚乳是玉米種子貯存營(yíng)養(yǎng)的結(jié)構(gòu)。在種子萌發(fā)過程中，胚乳中的淀粉最終被水解為葡萄糖，再通過呼吸作用氧化分解為生命活動(dòng)供能。(2)呼吸速率越大，單位時(shí)間內(nèi)種子干重減少越多，從圖可知，72～96 h之間種子的呼吸速率最大。每粒種子呼吸消耗的平均干重為204.2－177.7＝26.5 (mg)。(3)胚乳干重減少量與萌發(fā)種子干重減少量差值最大時(shí)，胚乳營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化為幼苗組成物質(zhì)的速率最大。符合該特點(diǎn)的時(shí)間段為96～120 h(一天)，該時(shí)間段內(nèi)，胚乳干重減少量為118.1－91.1＝27 (mg)，而萌發(fā)種子干重減少量?jī)H為177.7－172.7＝5 (mg)，即胚乳中22 mg營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為幼苗的組成物質(zhì)，轉(zhuǎn)化速率為22 mg/粒d。(4)由于黑暗環(huán)境中萌發(fā)的種子只能進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，不能進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，故種子干重仍呈下降的趨勢(shì)。 答案 (1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72～96 26.5 (3)22 (4)下降 幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物，且不能進(jìn)行光合作用 細(xì)胞呼吸方式及影響細(xì)胞呼吸因素的實(shí)驗(yàn)探究 5．(xx山東理綜，4)某興趣小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無氧呼吸的探究實(shí)驗(yàn)(如圖)。下列分析錯(cuò)誤的是( )。 A．滴管中冒出氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生CO2的結(jié)果 B．試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境 C．若試管中的水換成冷水，氣泡釋放速率下降 D．被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP，其余的存留在酒精中 解析 酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳，此過程受溫度影響，試管中加水是為了創(chuàng)造無氧環(huán)境，A、B、C正確。被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移到ATP中，一部分以熱能的形式散失，還有一些存留在酒精中，D錯(cuò)誤。 答案 D 6．(xx安徽理綜，3)某種蔬菜離體葉片在黑暗中不同溫度條件下呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量的變化如圖所示，t1、t2表示10～30 ℃之間的兩個(gè)不同溫度。下列分析正確的是( )。 A．與t1相比，t2時(shí)呼吸速率高峰出現(xiàn)時(shí)間推遲且峰值低，不利于葉片貯藏 B．與t2相比，t1時(shí)乙烯產(chǎn)生量高峰出現(xiàn)時(shí)間提前且峰值高，有利于葉片貯藏 C．t1、t2條件下呼吸速率的變化趨勢(shì)相似，t1>t2，t1時(shí)不利于葉片貯藏 D．t1、t2條件下乙烯產(chǎn)生量的變化趨勢(shì)相似，t1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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