版高考生物复习第三单元第9讲ATP的主要来源细胞呼吸讲义.docx
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版高考生物复习第三单元第9讲ATP的主要来源细胞呼吸讲义
第9讲 ATP的主要来源——细胞呼吸
[考纲明细] 1.细胞呼吸(Ⅱ) 2.实验:
探究酵母菌的呼吸方式
课前自主检测
判断正误并找到课本原话
1.细胞呼吸是在细胞内进行的。
(P91—正文)(√)
2.对比实验和对照实验一样,就是设置实验组和对照组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系。
(P93—对比实验)(×)
3.肌细胞中的肌质体有利于肌细胞的能量供应。
(P93—小字)(√)
4.有氧呼吸产物水的氢来自于第一阶段的葡萄糖和第二阶段的丙酮酸。
(P93—图5-9)(×)
5.细胞呼吸过程中产生的能量一部分转变成ATP,另一部分以热能形式散失了。
(P94—小字、相关信息)(×)
6.无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量的ATP。
(P94—正文)(√)
7.提倡有氧运动的原因之一是剧烈运动时肌细胞会无氧呼吸产生大量乳酸。
(P96—资料分析)(√)
8.无氧呼吸在细胞质中进行,需要一种酶催化完成。
(P94—正文)(×)
9.有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的,其中只有少部分储存在ATP中。
(P94—正文)(√)
10.像酵母菌、乳酸菌等微生物在进行无氧呼吸时叫做发酵。
(P95—正文)(√)
11.有氧呼吸二、三阶段所需的酶都分布于嵴上。
(P94—正文)(×)
12.哺乳动物和鸟类维持体温所需要的能量都来自细胞呼吸。
(P96—拓展题)(√)
13.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,空气可以直接通入酵母菌培养液中。
(P91—探究实验)(×)
14.呼吸过程中的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
(P94—相关信息)(√)
15.呼吸产物CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
(P91—探究实验)(√)
(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案 C
解析 植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸,无氧时可进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有三个去向:
呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物因细胞的不同而不同,有的产生CO2和酒精,有的产生乳酸,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确。
知识自主梳理
一、细胞呼吸的概念及类型
1.概念:
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
2.类型:
有氧呼吸和无氧呼吸。
二、有氧呼吸
1.概念:
细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
2.过程与场所
(1)有氧呼吸过程中,水的利用发生在第二阶段,水的产生发生在第三阶段,氧的利用发生在第三阶段,CO2的产生发生在第二阶段。
因此,CO2中的氧来自葡萄糖和水,生成物水中的氧来自O2。
(2)有氧呼吸过程中在线粒体内进行的有第二、三阶段,释放能量最多的是第三阶段。
(3)有氧呼吸过程中能产生[H]的步骤有第一、二阶段,产生的[H]的作用是与氧气结合形成水,并释放大量能量。
3.能量的释放与去向
(1)有氧呼吸三个阶段都释放能量,产生ATP。
(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,少部分转移到ATP中。
(3)特点:
在温和的条件下进行,能量逐步释放,彻底氧化分解。
4.有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路分析
。
[易错判断]
1.有氧呼吸只有在第三阶段才能产生ATP。
(×)
2.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中。
(√)
3.黑暗条件下植物细胞能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体。
(√)
4.葡萄糖不能进入线粒体。
(√)
5.呼吸作用产生的能量均以热能的形式释放。
(×)
6.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,只发生在细胞有氧时。
(×)
7.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程。
(×)
8.无氧呼吸不需O2参与,该过程最终有[H]的积累。
(×)
9.人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物。
(×)
三、无氧呼吸
1.概念:
细胞在无氧条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解,产生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸),释放出少量能量,生成少量ATP的过程。
2.场所:
细胞质基质。
3.过程
4.反应式
(1)产物为酒精:
C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
(2)产物为乳酸:
C6H12O62C3H6O3+少量能量。
5.能量的释放与去向
(1)只在第一阶段释放少量能量,其中少量储存在ATP中,大部分以热能形式散失。
(2)葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
四、细胞呼吸的影响因素及应用
1.温度
(1)原理:
温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
(2)应用:
生产上常利用这一原理在低温下储藏粮食、蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度,降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。
2.O2浓度
(1)原理
绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸,在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存,O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。
在一定范围内,有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。
关于无氧呼吸和有氧呼吸与O2浓度之间的关系,可用下图表示(呼吸底物为葡萄糖)。
①A点:
当O2浓度为0时,细胞只进行无氧呼吸,A点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度;此时细胞呼吸的场所只有细胞质基质。
②AC段:
产生的CO2量比吸收的O2量多时,有氧呼吸与无氧呼吸共存;此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
③C点以后,耗O2量=产生CO2量,无氧呼吸消失,细胞只进行有氧呼吸。
此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
但当O2浓度达到一定值后,有氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增强,这主要是受呼吸酶数量或温度等因素的影响。
④R点:
当产生的CO2总量最少时,有机物消耗量相对最少,在对应的该O2浓度下保存瓜果、蔬菜效果较好。
⑤B点时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2的量相等,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。
[特别提醒]
1.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
2.无氧呼吸只释放少量能量,其余能量贮存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
3.有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸无水生成且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
4.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
5.原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
6.人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
7.有氧呼吸的底物主要是葡萄糖,但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。
底物是葡萄糖,有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。
当脂肪作为底物时,因为含C、H比例比较高,单位质量的耗氧量多,吸收的O2量大于产生的CO2量。
[深入思考]
影响植物细胞呼吸的内部因素可能有哪些?
提示 内部因素主要由遗传特性决定:
①植物种类;
②器官种类:
>;
③生长时期:
幼苗、开花期升高,成熟期下降。
(2)应用
①包扎伤口应选用透气的敷料,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
②提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸。
③及时松土有利于植物有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供能量。
④稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止无氧呼吸积累酒精。
⑤粮食及果蔬储存时,采用低氧条件,从而降低细胞呼吸强度,减少有机物的消耗。
3.CO2浓度
(1)原理:
CO2是细胞呼吸的产物,随着CO2浓度的增大,对细胞呼吸抑制作用增强。
(2)应用:
储藏粮食、果蔬时适当增大CO2浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物消耗。
4.水
(1)原理:
在一定范围内,细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而增大。
当含水量超过一定的范围时,细胞呼吸会受到抑制,甚至造成植物死亡。
(2)应用:
植物栽培要合理灌溉;将种子晒干,以减弱呼吸作用,有利于储藏;果蔬储存时,应保持一定的湿度。
五、探究酵母菌的呼吸方式
1.实验原理
(1)酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式
(2)细胞呼吸产物的检测
2.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:
酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液,分别装入A、B两个锥形瓶中。
(2)如图连接好实验装置
①甲组装置中,质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2,排除空气中CO2对实验结果的干扰。
②乙组装置中,B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
目的是让酵母菌将B瓶中的O2消耗完,从而保证通入石灰水中的CO2全部是由无氧呼吸产生的。
(3)放置一段时间后观察实验现象
①观察两组装置中澄清石灰水的变化。
②检测是否有酒精产生:
取A、B瓶中滤液各2mL,分别注入A、B两支干净的试管中。
向两试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液0.5mL并振荡。
观察试管中溶液的颜色变化。
[深入思考]
果蔬和种子储存条件有何不同?
提示 果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分;种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。
3.产物检测与实验现象
4.实验结论
[深入思考]
若选用溴麝香草酚蓝水溶液做检测试剂,需通过什么现象来判断酵母菌的呼吸方式?
提示 有氧呼吸产生的CO2比无氧呼吸多,使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝→绿→黄所需时间短。
考点题型突破
考点 细胞呼吸的类型及过程
题型一细胞呼吸中物质和能量分析
1.(2019·长春模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。
下列有关叙述正确的是( )
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
答案 D
解析 题图为小麦种子细胞呼吸的相关过程,①②过程为无氧呼吸,①④③过程为有氧呼吸,a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H](NADH)、O2、酒精,C错误,D正确;催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中,A错误;无氧呼吸的第一阶段也产生[H](NADH),B错误。
2.(2019·临沂模拟)下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。
下列有关叙述正确的是( )
A.a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C.人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D.人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响
答案 D
解析 a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程,无氧呼吸过程不产生H2O,无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2,A错误;在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸,B错误;c过程表示ATP水解释放能量,用于各项生命活动,而线粒体是细胞的“动力车间”,是主要的产生ATP场所,C错误;在人体内,肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快,故a过程会受到二者的影响,D正确。
知识拓展
细胞呼吸中
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- 关 键 词:
- 高考 生物 复习 第三 单元 ATP 主要 来源 细胞 呼吸 讲义