（江蘇專用）2019年高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第3單元 細(xì)胞的代謝 第3講 細(xì)胞呼吸學(xué)案.doc

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第3講　細(xì)胞呼吸 考綱考情 考查內(nèi)容 等級(jí)要求 考查詳情 細(xì)胞呼吸及其原理的應(yīng)用 C 17年—多選—T25結(jié)合圖像考查細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 16年—多選—T23結(jié)合圖像考查細(xì)胞呼吸的過(guò)程 15年—非選—T26結(jié)合圖像考查細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所 14年—非選—T27考查有氧呼吸的生理意義 13年—非選—T33考查有氧呼吸中氧的去處 探究酵母菌的呼吸方式 c 17年—單選—T6考查探究酵母菌呼吸方式和場(chǎng)所 15年—多選—T24考查探究酵母菌的呼吸方式 13年—單選—T17考查探究酵母菌的呼吸方式 知識(shí)整合 一、細(xì)胞呼吸 1.有氧呼吸 2.無(wú)氧呼吸 第一階段：葡萄糖酶,Ｆ丙酮酸＋少量[H]＋少量能量；場(chǎng)所：________________。 第二階段：丙酮酸酶,Ｆ________或乳酸；場(chǎng)所：________________。 二、探究酵母菌的呼吸方式(實(shí)驗(yàn)) 1.原理 酵母菌屬于________菌，在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，便于用來(lái)研究呼吸方式。 2.檢測(cè)產(chǎn)物 (1)CO2可使澄清的石灰水變________，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變________再變________。 (2)橙色的重鉻酸鉀溶液，在________條件下，與乙醇發(fā)生反應(yīng)，變成________。 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________，來(lái)探究某種因素與________的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。 4.酵母菌細(xì)胞呼吸類型的判斷 (1)若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進(jìn)行________。 (2)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等，則只進(jìn)行________。 (3)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多，則進(jìn)行________________。 考點(diǎn)突破 考點(diǎn)1　細(xì)胞呼吸 1.細(xì)胞呼吸概念 細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成為二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。 2.有氧呼吸 (1)反應(yīng)式：C6H12O6＋6H2O＋6O2酶,Ｆ6CO2＋12H2O＋能量。 (2)過(guò)程 第一階段 第二階段 第三階段 場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 反應(yīng)物 葡萄糖 丙酮酸和水 [H]和氧氣 生成物 丙酮酸、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP 能量 少量 少量 大量 3.無(wú)氧呼吸 (1)反應(yīng)式 ①轉(zhuǎn)化成乳酸的反應(yīng)式：C6H12O6酶,Ｆ2C3H6O3＋能量。 ②分解成酒精的反應(yīng)式：C6H12O6酶,Ｆ2C2H5OH＋2CO2＋能量。 (2)過(guò)程：第一階段與有氧呼吸第一階段相同。第二階段的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全過(guò)程都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。 4.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 例1　(2016江蘇高考) (多選)突變酵母的發(fā)酵效率高于野生型，常在釀酒工業(yè)發(fā)酵中使用。如圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過(guò)程，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.突變酵母乙醇代謝途徑未變 B.突變酵母幾乎不能產(chǎn)生[H] C.氧氣充足時(shí)，野生型酵母種群增殖速率大于突變體 D.通入氧氣后，突變酵母產(chǎn)生ATP的主要部位是線粒體 1.(2016北京高考)葡萄酒釀制期間，酵母細(xì)胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過(guò)程(　　) A.在無(wú)氧條件下不能進(jìn)行 B.只能在線粒體中進(jìn)行 C.不需要能量的輸入 D.需要酶的催化 考點(diǎn)2　影響呼吸作用的因素及其 在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(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，增加晝夜溫差，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 3.規(guī)律總結(jié) (1)一般來(lái)說(shuō)，凡是生長(zhǎng)迅速的植物種類、器官組織和細(xì)胞，其呼吸均較旺盛，如幼根、幼葉的呼吸強(qiáng)于老根、老葉，生殖器官的呼吸強(qiáng)于營(yíng)養(yǎng)器官。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 例2　(2017北京高考)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖。據(jù)此，對(duì)該植物生理特性理解錯(cuò)誤的是(　　) A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高 B.凈光合作用的最適溫度約為25℃ C.在0～25℃范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)光合速率的影響比對(duì)呼吸速率的大 D.適合該植物生長(zhǎng)的溫度范圍是10～50℃ 2.科研人員探究溫度對(duì)密閉罐中水蜜桃果肉細(xì)胞呼吸速率的影響，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(　　) A.20 h內(nèi)，果肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 B.50 h后，30℃條件下果肉細(xì)胞沒(méi)有消耗O2，密閉罐中CO2濃度會(huì)增加 C.50 h后，30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢，是因?yàn)闇囟雀呤姑富钚越档? D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明溫度越高，果肉細(xì)胞有氧呼吸速率越大 考點(diǎn)3　光合作用與細(xì)胞呼吸 1.光合作用與細(xì)胞呼吸的區(qū)別與聯(lián)系 光合作用 細(xì)胞呼吸 場(chǎng)所 葉綠體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 條件 只在光下進(jìn)行 有光、無(wú)光都能進(jìn)行 物質(zhì)變化 無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物 有機(jī)物分解無(wú)機(jī)物 能量變化 光能→ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能＋熱能 實(shí)質(zhì) 合成有機(jī)物，貯存能量 分解有機(jī)物，釋放能量 代謝類型 同化作用(或合成作用) 異化作用(或分解作用) 范圍 綠色植物細(xì)胞 活細(xì)胞 聯(lián)系 　　2.[H]和ATP來(lái)源、去路的比較 來(lái)源 去路 [H] 光合作用 光反應(yīng)中水的光解 作為暗反應(yīng)階段的還原劑，用于還原C3合成有機(jī)物等 有氧呼吸 第一階段、第二階段 用于第三階段還原氧氣產(chǎn)生水，同時(shí)釋放大量能量 ATP 光合作用 在光反應(yīng)階段合成ATP 其合成所需能量來(lái)自色素吸收轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能，用于暗反應(yīng)階段C3還原時(shí)的能量之需，以穩(wěn)定的化學(xué)能形式貯存在有機(jī)物中 有氧呼吸 三個(gè)階段均產(chǎn)生，其中第三階段產(chǎn)生最多，能量來(lái)自有機(jī)物的分解 作為能量直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 3.據(jù)圖探究真正光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系 (1)真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率三者之間的關(guān)系為：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 (2)三種速率的表示方法 項(xiàng)目 表示方法 凈光合速率(又稱表觀光合速率) O2的釋放量、CO2的吸收量、有機(jī)物的積累量 真正光合速率(又稱實(shí)際光合速率) O2的產(chǎn)生量、CO2的固定量、有機(jī)物的制造量 呼吸速率(黑暗中測(cè)量) CO2的釋放量、O2的吸收量、有機(jī)物的消耗量 例3　將三組生理狀態(tài)相同的某植物幼根分別培養(yǎng)在含有相同培養(yǎng)液的密閉培養(yǎng)瓶中，一段時(shí)間后，測(cè)定根吸收某一礦質(zhì)元素離子的量。培養(yǎng)條件及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表： 培養(yǎng)瓶中氣體 溫度/℃ 離子相對(duì)吸收量/% 空氣 17 100 氮?dú)? 17 10 空氣 3 28 　　下列分析正確的是(　　) A.有氧條件有利于該植物幼根對(duì)該離子的吸收 B.該植物幼根對(duì)該離子的吸收與溫度的變化無(wú)關(guān) C.氮?dú)猸h(huán)境中該植物幼根細(xì)胞吸收該離子不消耗ATP D.與空氣相比，氮?dú)猸h(huán)境有利于該植物幼根對(duì)該離子的吸收 3.在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下，測(cè)得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(biāo)(見(jiàn)下表)。下列分析正確的是(　　) 物種/指標(biāo)　　 馬尾松 苦櫧 石櫟 青岡 光補(bǔ)償點(diǎn)(μmolm－2s－1) 140 66 37 22 光飽和點(diǎn)(μmolm－2s－1) 1 425 1 255 976 924 　　(光補(bǔ)償點(diǎn)：光合速率等于呼吸速率時(shí)的光強(qiáng)；光飽和點(diǎn)：達(dá)到最大光合速率所需的最小光強(qiáng)) A.光強(qiáng)大于140 μmolm－2s－1，馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2全部進(jìn)入線粒體 B.光強(qiáng)小于1255 μmolm－2s－1，影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度 C.森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和，即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D.在群落演替過(guò)程中，隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會(huì)增加 考點(diǎn)4　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和H2O，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)步驟 (1)配制酵母菌培養(yǎng)液 (2)檢測(cè)CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示： 　　　　　　　　甲　　　　 　　　　乙 3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，且甲中渾濁程度高且快。 4.注意事項(xiàng) (1)通入A瓶的空氣中不能含有CO2的原因 保證使第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁完全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)間后再連通盛有澄清石灰水錐形瓶的原因 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。 例4　(2017江蘇高考)(多選)如圖是探究果酒與果醋發(fā)酵的裝置示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.改變通入氣體種類，可以研究呼吸作用類型對(duì)發(fā)酵的影響 B.果酒發(fā)酵中期通入氮?dú)?，酵母菌將從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧呼吸 C.果醋的發(fā)酵周期與實(shí)驗(yàn)設(shè)定的溫度密切相關(guān) D.氣體入口與氣體出口可以交換使用 4.為研究酵母菌的呼吸方式，某生物小組制作了如圖a～f所示裝置，下列判斷不合理的是(　　) 　 A.若a裝置液滴不移動(dòng)，b裝置液滴右移，說(shuō)明酵母菌僅進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B.若a裝置液滴左移，b裝置液滴右移，說(shuō)明酵母菌僅進(jìn)行有氧呼吸 C.連接e→c→d，給裝置通空氣，d中石灰水變渾濁，可驗(yàn)證酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸 D.f放置一段時(shí)間后，連接f→d，d中石灰水變渾濁，可驗(yàn)證酵母菌進(jìn)行了無(wú)氧呼吸 請(qǐng)根據(jù)下列關(guān)鍵詞的提示，歸納構(gòu)建本課時(shí)知識(shí)體系。 細(xì)胞呼吸　有氧呼吸　無(wú)氧呼吸　反應(yīng)式　場(chǎng)所　第一階段　第二階段　第三階段　研究酵母菌呼吸方式　原理　過(guò)程　產(chǎn)物檢測(cè)　現(xiàn)象及結(jié)論 隨堂演練 1.(2016上海高考)人骨骼肌內(nèi)的白肌細(xì)胞含少量線粒體，適合無(wú)氧呼吸、進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)。白肌細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解的產(chǎn)物有(　　) ①酒精?、谌樗帷、跜O2?、蹾2O　⑤ATP A.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤ 2.下圖是某研究小組在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式時(shí)的兩套實(shí)驗(yàn)裝置圖，下列分析合理的是(　　) 甲 　乙 第2題圖 A.為檢驗(yàn)空氣中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收，可在B瓶前加一個(gè)盛有澄清石灰水的錐形瓶 B.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)C瓶先變渾濁后又澄清了，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)不成功 C.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后用酸性的重鉻酸鉀檢測(cè)E瓶中物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)灰綠色 D.D瓶封口后應(yīng)立即接通E瓶，防止D瓶中的培養(yǎng)液被分解完 3.葉肉細(xì)胞內(nèi)的下列生理過(guò)程，一定在生物膜上進(jìn)行的是(　　) A.O2的產(chǎn)生 B.H2O的生成 C.[H]的消耗 D.ATP的合成 4.(多選)如圖表示光照、貯藏溫度對(duì)蘋(píng)果果實(shí)呼吸強(qiáng)度變化的影響。下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) 第4題圖 A.蘋(píng)果果實(shí)細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B.光照對(duì)蘋(píng)果果實(shí)呼吸的抑制作用8℃時(shí)比15℃時(shí)更強(qiáng) C.低溫、黑暗條件下更有利于貯存蘋(píng)果果實(shí) D.貯藏溫度下降時(shí)果實(shí)呼吸減弱，可能與細(xì)胞內(nèi)酶活性降低有關(guān) 5.(2018百校聯(lián)考)下列是關(guān)于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A.葉綠體中的色素隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散的速度與分子大小無(wú)關(guān) B.探究加酶洗衣粉在不同溫度下的洗滌效果，設(shè)置0℃是沒(méi)有必要的 C.探究酶母菌的呼吸方式可以用是否產(chǎn)生CO2來(lái)確定 D.鑒定蛋白質(zhì)需要的試劑是NaOH和CuSO4溶液，并加熱至沸騰 6.(2018百校聯(lián)考)(多選)下表是植物不同器官的呼吸速率(單位鮮重在單位時(shí)間的耗氧量，單位：μLg－1h－1)。下列說(shuō)法正確的是(　　) 植物器官 呼吸速率 植物器官 呼吸速率 胡蘿卜 根 25 大麥 種子(浸泡15h) 胚 715 葉 440 胚乳 75 蘋(píng)果 果肉 30 葉 266 果皮 95 根 960～1480 A.種同一種植物的不同器官或組織呼吸速率有明顯差異 B.子內(nèi)胚的呼吸速率比胚乳高，表明胚的能量代謝較旺盛 C.測(cè)定大麥種子呼吸速率前先浸泡，是為了提高種子內(nèi)自由水的含量 D.不同植物的同類器官呼吸速率不同，與其結(jié)構(gòu)和功能無(wú)關(guān) 7.某豆科植物種子萌發(fā)過(guò)程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢(shì)如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： 第7題圖 (1)在12～24 h期間，呼吸速率逐漸增強(qiáng)，在此期間呼吸作用的主要方式是________呼吸，該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是________，其產(chǎn)物是________。 (2)從第12 h到胚根長(zhǎng)出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會(huì)________，主要原因是________________________________________________________________。 (3)胚根長(zhǎng)出后，萌發(fā)種子的________呼吸速率明顯升高。