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1、第11讲ATP的主要来源 细胞呼吸 考点1细胞呼吸的过程分析及比较1 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析图 2 有氧呼吸与无氧呼吸比较 特别提醒 有氧呼吸三个阶段都产生ATP 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 不同生物无氧呼吸的产物不同 其原因在于催化反应的酶不同 原核生物无线粒体 有些原核生物仍可进行有氧呼吸 微生物的无氧呼吸也称为发酵 但动植物的无氧呼吸不能称为发酵 即时突破1 如图是有氧呼吸过程图解 请据图回答问题 1 在长方框内依次写出1 2 3所代表的物质 2 在椭圆框内依次填出4 5 6所代表的能量的多少 大量 或 少量 丙酮酸 H2O C2O 少量 少量 大量 3 有氧呼吸的主要场所是线
2、粒体 进入该场所的呼吸底物是丙酮酸 4 人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体内至少要通过6层生物膜 5 如果O2供应不足 则人体内C6H12O6的分解产物是乳酸 释放的能量少 反应场所是细胞质基质 解析 据图解分析1 2 3分别为丙酮酸 H2O和CO2 4 5为有氧呼吸的第一 二阶段产生的能量 少量 6为第三阶段产生的能量 大量 线粒体是丙酮酸彻底分解的场所 氧气从红细胞 1层 出来 穿过毛细血管上皮细胞 2层 进入组织细胞 1层 再进入线粒体 2层 其至少要通过6层生物膜 如果O2供应不足 则人体部分组织进行无氧呼吸产生乳酸 考点2影响细胞呼吸的因素及在生产中的应用1 影响细胞呼吸的
3、内部因素 1 不同种类的植物呼吸速率不同 如一般情况下 旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 2 同一植物的不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 3 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同 如幼苗期 开花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 2 影响细胞呼吸的外部因素 特别提醒种子 蔬菜和水果在贮藏时都应在低温 低氧条件下 不同的是种子还应保持干燥 而蔬菜和水果应保持一定湿度 低温以不破坏植物组织为标准 一般为零上低温 即时突破2 为了探究植物体呼吸强度的变化规律 研究人员在不同的温度和不同的氧含量下 测定了一定大小的新鲜菠菜叶的二氧化碳释放量 其数据如表所示 表中为相对值 请据
4、此分析回答 1 为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化 在实验环境条件上应特别注意的是什么 为什么 遮光处于黑暗状态 防止叶片进行光合作用干扰呼吸强度的测定 2 研究人员在对数据分析时 发现在温度 O2含量分别为10 1 0 的条件下所测数据最可能是错误的 3 图中数据反映出当O2含量从20 上升到40 时 植物的呼吸强度一般保持相对稳定 其原因是酶的数量限制 或线粒体数量限制 4 就图中数据分析 蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是温度 O2含量分别为3 3 0 此条件下植物细胞内CO2的产生场所是细胞质基质 线粒体 解析 解读表格时首先要注意纵横表头 然后依次纵向或横向解读 注意观察其变化规
5、律和变化趋势 如果出现像10 1 0 时的异常数据时 要注意分析其原因 本题要观察呼吸强度的变化 采用的观察指标是测定CO2的含量 但是光合作用会吸收CO2 为避免光合作用的干扰 所以实验时要遮光 呼吸作用最弱的时候 消耗有机物最少 最利于保存蔬菜 据表分析在3 3 0 时释放CO2最少 但是此时因为有O2 所以蔬菜仍然会进行有氧呼吸 同时也进行无氧呼吸 产生CO2的场所是细胞质基质 线粒体 命题视角1细胞呼吸过程的考查 例1 2009 上海卷 30 在a b c d条件下 测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表所示 若底物是葡萄糖 则下列叙述中正确的是 A a条件下 呼吸产物除
6、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全部来自线粒体思路点拨 种子有氧呼吸吸收O2量与释放CO2量相等 无氧呼吸时不吸收O2但放出CO2 有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时 吸收O2量小于放出CO2量 可知a条件下只进行无氧呼吸 植物无氧呼吸产物是酒精 很少产生乳酸 b条件和c条件下既有有氧呼吸 又有无氧呼吸 d条件下只进行有氧呼吸 答案 D 规律方法 在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律 不消耗O2 释放CO2 只进行无氧呼吸 O2吸收量 CO2释放量 只进行有氧呼吸 O2吸收量 CO2释放量 两种
7、呼吸方式同时进行 多余CO2来自无氧呼吸 酒精量 CO2量 只进行无氧呼吸 酒精量 CO2量 两种呼吸方式同时进行 多余CO2来自有氧呼吸 有H2O生成一定是有氧呼吸 有CO2生成一定不是乳酸发酵 命题视角2呼吸作用相关曲线的考查 例2 如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化 请据图回答 1 图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是氧气浓度增加 无氧呼吸受抑制 2 P点的生物学含义是无氧呼吸消失点 由纵轴 CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是氧浓度逐渐增大的过程中 无氧呼吸生成的CO2总量 3 在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随
8、氧气浓度变化而变化的曲线 如图 点线 所示 所绘曲线应能表现下降趋势 并经过Q B以及P点在x轴上的投影点 4 若图中的AB段与BC段的距离等长 说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比一样多 填 一样多 或 更多 或 更少 有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的1 3 5 在长途运输新鲜蔬菜时 常常向塑料袋中充入氮气 目的是降低氧浓度 减少有机物的消耗 你认为氧浓度应调节到R点的对应浓度 更有利于蔬菜的运输 试说明理由 此时有氧呼吸强度较低 同时又抑制了无氧呼吸 蔬菜中的有机物消耗最少 思路点拨 本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点 考查了有氧呼吸 无氧呼吸随O2浓度变化的特点 综
9、合考查了学生解读曲线 根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力 解题时应注意 Q点只进行无氧呼吸 P点只进行有氧呼吸 B点有氧呼吸 无氧呼吸释放的CO2量相等 R点释放的CO2量最少 此时有利于蔬菜运输 探究酵母菌细胞呼吸的方式1 实验原理 1 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2 在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2 2 CO2可使澄清的石灰水变混浊 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短 可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况 3 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下可与乙
10、醇发生化学反应 变成灰绿色 3 实验中的关键步骤 1 通入A瓶的空气中不能含有CO2 以保证使第三个锥形瓶中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瓶中的氧气消耗完 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通入澄清的石灰水中 特别提醒该实验为对比实验 有氧和无氧条件下的实验都为实验组 例 2010 深圳九校联考 两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验 请据题分析作答 1 甲兴趣小组想探究的具体问题是 酵母菌是否在有氧 无氧条件下均能产生CO2 现提供若干套 每套均有数个 实验装置 如图 A D 所示 请
11、根据实验目的选择装置序号 并按照实验的组装要求排序 装置可重复使用 有氧条件下的装置序号 C A B 或C B A B 无氧条件下的装置序号 D B 装置中C瓶的作用是吸收空气中的CO2 排除其对实验结果的干扰 其它合理答案亦可 B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液 不可有错别字 代替 2 乙兴趣小组利用图 所示装置 橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管 探究酵母菌的细胞呼吸类型 如果想得到实验结论 还必须同时设置对照实验 请问对照实验装置 假设该装置编号为 如何设计 装置 除用等量清水代替10 NaOH溶液外 其它设计与装置 相同 请预测与结论相符合的现象 并填写下表 a向左移 d
12、向右移 f向右移 e向左移 若酵母菌消耗的O2为3mol 而释放的CO2为9mol 则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍 思路点拨 1 在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时 检验产生的CO2可以用澄清的石灰水 在向装置中通入空气时 为排除空气中CO2对实验结果的干扰 需要先通过10 的NaOH溶液除去CO2 所以实验装置的顺序为C A B 或C B A B 在无氧条件下 不需要通入不含CO2的空气 所以装置只需要D B即可 2 在探究酵母菌的细胞呼吸类型时 可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型 在设计对照实验时 可以将10 的NaOH溶液换成蒸馏水 其他设计同装置 若酵
13、母菌进行有氧呼吸 消耗氧气 产生的CO2被NaOH溶液吸收 导致装置 内气压下降 液滴左移 若酵母菌进行无氧呼吸 不消耗氧气 产生的CO2被NaOH溶液吸收 不会引起装置 内气压的改变 液滴不动 根据有氧呼吸的反应式可知 每消耗1mol氧气产生1molCO2 消耗1 6mol葡萄糖 根据无氧呼吸的反应式可知 每产生1molCO2需消耗1 2mol葡萄糖 根据题目信息 消耗3molO2 释放CO29mol 可知有氧呼吸产生CO2为3mol 无氧呼吸产生CO2为6mol 则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1 2mol 无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3mol 故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍 1 如
14、图表示有氧呼吸过程 下列有关说法正确的是 A 中数值最大的是 B 代表的物质名称是氧气C 产生 的场所是线粒体D 某些原核生物能完成图示全过程 解析 图中 分别是有氧呼吸第一 二 三阶段产生的ATP 其中第三阶段产生的ATP最多 第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和 H 因此 是H2O 第一 二 三阶段的场所分别是细胞质基质 线粒体基质和线粒体内膜 原核生物也可以进行有氧呼吸 答案 D 2 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子 18O的转移途径是 A 葡萄糖 丙酮酸 水B 葡萄糖 丙酮酸 氧C 葡萄糖 氧 水D 葡萄糖 丙酮酸 CO2解析 葡萄糖的有氧呼吸分三个阶段 葡萄糖中氧的转
15、变过程为C6H12O6 丙酮酸 CO2 第三阶段产生的H2O中的氧全部来自于O2 答案 D 3 如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型 同时关闭活塞 在25 下经过20min再观察红色液滴的移动情况 下列对实验结果的分析不符合实际的是 A 装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积 装置2的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差B 若装置1的红色液滴左移 装置2的红色液滴不移动 则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C 若装置1的红色液滴左移 装置2的红色液滴不移动 则说明萌发的种子只进行有氧呼吸D 若装置1的红色液滴不移动 装置2的红色液滴右移
16、 则说明萌发的种子只进行无氧呼吸 解析 装置1中没有CO2 因此红色液滴向左移动的体积就是细胞呼吸消耗O2的体积 装置2不断释放CO2 同时又不断消耗O2 因此红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差 装置2的红色液滴不移动 说明萌发的种子细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积相等 则种子只进行有氧呼吸 不进行无氧呼吸 若装置1红色液滴不移动 装置2的红色液滴右移 说明萌发的种子细胞呼吸只释放CO2未消耗O2 则种子只进行无氧呼吸 答案 B 4 如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a b c d时 CO2释放量和O2的吸收量的变化 下列相关叙述正确的是 A 氧浓度为a时 最适于贮藏该植物器官B 氧浓度为b时 无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C 氧浓度为c时 无氧呼吸最弱D 氧浓度为d时 有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 解析 本题考查在不同氧浓度下 该器官呼吸方式的有关内容 具体分析如下 O2浓度为a时 O2吸收量为零 此时只进行无氧呼吸 产生大量酒精 不利于贮藏该植物器官 O2浓度为b时 有氧呼吸释放CO2量 吸收O2量 3 无氧呼吸释放CO2量为 8 3 5
