2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 3-2 ATP的主要來(lái)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(lái)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(guò)一系列的氧化分解,生成①________,釋放出能量并生成②________的過(guò)程 2.分類 有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。對(duì)絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō),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(wú)氧的條件下都能生存,屬于④________菌,便于用來(lái)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(guò)對(duì)結(jié)果的⑨________,來(lái)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(wú)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(guò)程: (3)概念:細(xì)胞在氧的參與下,通過(guò)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(guò)程 2.無(wú)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(guò)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(guò)程都在________中進(jìn)行 (3)概念:細(xì)胞在________條件下,通過(guò)酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物分解為_(kāi)_______的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放少量能量生成少量ATP的過(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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 ⑥黃?、咚嵝浴、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(wú)氧 不徹底 能量 原料 想一想:可以用來(lái)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(wú)氧呼吸的過(guò)程分析及比較 1.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)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(wú)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(lái)自O(shè)2。 (3)不同生物無(wú)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(lái)源和去路 2.有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較 類型 有氧呼吸 無(wú)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(guò)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(méi)有徹底分解,能量沒(méi)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)氧呼吸過(guò)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(jiàn)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(wú)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(guò)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(guò)程沒(méi)有影響,但使該過(guò)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(wú)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(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)。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(wú)氧條件下,酵母菌進(jìn)行無(wú)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(wú)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(guò)程沒(méi)有影響,但使該過(guò)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(guò)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(wú)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(guò)程圖,4、7均為水,下列說(shuō)法正確的是( )。 A.催化2―→3過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)自葉綠體,也可來(lái)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(guò)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(guò)程①和③或過(guò)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(guò)程①和② C.動(dòng)物細(xì)胞內(nèi),過(guò)程②比過(guò)程①釋放的能量多 D.乳酸菌細(xì)胞內(nèi),過(guò)程①產(chǎn)生[H],過(guò)程③消耗[H] 解析 植物細(xì)胞能進(jìn)行過(guò)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(wú)氧呼吸的全過(guò)程,即①和③或①和④;動(dòng)物細(xì)胞中過(guò)程②(有氧呼吸第二、三階段)比過(guò)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(wú)氧呼吸過(guò)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(yáng)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(kāi)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)氧呼吸。 (2)隨著O2濃度的增加,無(wú)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(lái)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(kāi)。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(lái)命題,考查考生處理實(shí)際問(wèn)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(wèn)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(wú)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(wú)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(shuō)明此時(shí)有氧呼吸釋放的CO2與無(wú)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(wú)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)?,目的是________________________________________________________________________。 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(shuō)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(wú)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(huà)未知曲線的能力以及解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力。解題時(shí)應(yīng)注意:Q點(diǎn)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸,P點(diǎn)只進(jìn)行有氧呼吸,B點(diǎn)有氧呼吸、無(wú)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(wú)氧呼吸受抑制 (2)P 氧濃度逐漸增大的過(guò)程中,無(wú)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(guò)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(wú)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(méi)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(shuō)明細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)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(shuō)明細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸,且無(wú)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(méi)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(wú)CO2釋放,細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)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(wú)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(guò)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(wú)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(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等時(shí),=;若>,無(wú)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(wú)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(guò)程中若有H2O生成,一定來(lái)自有氧呼吸過(guò)程。因?yàn)闊o(wú)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(wú)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(wú)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(shuō)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(wú)氧呼吸反應(yīng)式的理解。動(dòng)物細(xì)胞或乳酸菌,無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(wèn)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(wú)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(wú)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(wú)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(mén)通入的空氣已去除CO2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其他條件適宜。下列敘述錯(cuò)誤的是( )。 A.若打開(kāi)閥門(mén)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(wú)關(guān)變量 B.若關(guān)閉閥門(mén)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(kāi)閥門(mén),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(mén),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(wú)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(guò)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(guò)程,其中①~③代表有關(guān)生理過(guò)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(wú)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(guò)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(wú)氧呼吸;破傷風(fēng)桿菌屬于厭氧型細(xì)菌,無(wú)氧條件下才能大量繁殖;種子萌發(fā)過(guò)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(lái)源于胚乳,據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)萌發(fā)過(guò)程中胚乳組織中的淀粉被水解成________,再通過(guò)________作用為種子萌發(fā)提供能量。 (2)萌發(fā)過(guò)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_(kāi)_______mg。 (3)萌發(fā)過(guò)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_(kāi)_______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(guò)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(guò)程中,胚乳中的淀粉最終被水解為葡萄糖,再通過(guò)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(wú)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(wú)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(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,此過(guò)程受溫度影響,試管中加水是為了創(chuàng)造無(wú)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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