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高考生物一輪復(fù)習(xí)串講精練(新高考專用)專題08 細(xì)胞呼吸(串講)(原卷版+解析)
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這是一份高考生物一輪復(fù)習(xí)串講精練(新高考專用)專題08 細(xì)胞呼吸(串講)(原卷版+解析),共28頁。試卷主要包含了細(xì)胞呼吸,有氧呼吸,無氧呼吸等內(nèi)容,歡迎下載使用。
1.細(xì)胞呼吸
細(xì)胞呼吸:是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出______并生成______的過程。
2.有氧呼吸
(1)概念:是指細(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)物徹底氧化分解,產(chǎn)生______________,釋放_(tái)_____,生成大量ATP的過程。
(2)有氧呼吸過程分為三個(gè)階段:
第一階段:場(chǎng)所是______________。
C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)
第二階段:場(chǎng)所是______________。
2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)
第三階段:場(chǎng)所是______________。
24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)
(3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式:
(4)1 ml葡萄糖釋放的能量中有1 161 kJ左右的能量轉(zhuǎn)移至ATP中,其余能量則以______形式散失。
(5)與有機(jī)物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在______的條件下進(jìn)行的;有機(jī)物中的能量是逐步釋放的;一部分能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
3.無氧呼吸:細(xì)胞在______條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物不徹底地氧化分解,產(chǎn)生_____________________________________,釋放出少量能量,生成少量ATP的過程。
①第一階段場(chǎng)所:______________。
過程:一分子葡萄糖分解成2分子______________,產(chǎn)生少量[H],并釋放少量能量。
②第二階段場(chǎng)所:______________。
過程:第一階段產(chǎn)生的丙酮酸在不同酶的催化作用下,分別生成______________,或轉(zhuǎn)化成______________,_____ATP形成。
③總反應(yīng)式
產(chǎn)生酒精:C6H12O6eq \(――→,\s\up8(酶))2C2H5OH+2CO2+少量能量。
產(chǎn)生乳酸:C6H12O6eq \(――→,\s\up8(酶))2C3H6O3+少量能量。
④放能:1 ml葡萄糖釋放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ左右轉(zhuǎn)移至_____中。
1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解
2.有氧呼吸和無氧呼吸的比較
2.細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②無氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖時(shí)需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和=3∶4。
④產(chǎn)生等量的CO2時(shí)消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
1.不同生物細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物
2.細(xì)胞呼吸中能量的釋放與去向
判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)
典例1.如圖是某動(dòng)物體的細(xì)胞呼吸過程。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.4、6分別是水和氧氣
B.3產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)
C.產(chǎn)生的8主要用于合成ATP
D.植物細(xì)胞也能進(jìn)行該過程
典例2.細(xì)胞呼吸過程中,線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能將NADH(即[H])分解產(chǎn)生的H+轉(zhuǎn)運(yùn)到膜間隙,使膜間隙中H+濃度增大,大部分H+通過結(jié)構(gòu)①回流至線粒體基質(zhì),同時(shí)驅(qū)動(dòng)ATP的合成,主要過程如下圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.乳酸菌不可能發(fā)生上述過程
B.該過程發(fā)生于有氧呼吸第二階段
C.圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D.H+由膜間隙向線粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散
典例3.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測(cè)得的氣體量(相對(duì)值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法正確的是( )
A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸
B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
考點(diǎn)二 影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用
溫度
細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。
實(shí)踐應(yīng)用:在大棚蔬菜栽培過程中,適當(dāng)增加晝夜溫差以減少_____的消耗,提高產(chǎn)量。儲(chǔ)存水果、蔬菜時(shí)應(yīng)選取__________。
2.O2濃度
O2是有氧呼吸的反應(yīng)物,O2促進(jìn)有氧呼吸,對(duì)無氧呼吸過程有_____作用。
實(shí)踐應(yīng)用:選用透氣的消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。作物栽培中及時(shí)松土,保證根的正常細(xì)胞呼吸。提倡慢跑,防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生_____。稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生_____,防止_____中毒,爛根死亡。
曲線解讀:
a.b.O2濃度低時(shí),_____呼吸占優(yōu)勢(shì)。
c.隨著O2濃度增大,_____呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng)。
d.當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨著O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
3.CO2濃度
CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會(huì)_____細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。
實(shí)踐應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。
4.水分
一定范圍內(nèi),細(xì)胞中自由水含量越多,代謝越_____,細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。
實(shí)踐應(yīng)用:浸泡種子有利于種子萌發(fā),糧食儲(chǔ)存前要進(jìn)行曬干處理,目的是降低糧食中的_____含量,降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,減少儲(chǔ)存時(shí)有機(jī)物的消耗。
影響細(xì)胞呼吸的外界因素主要有溫度、氧氣濃度和二氧化碳濃度,除了記住其原理外,還應(yīng)注意外部因素在影響呼吸作用時(shí)是綜合起作用的,有時(shí)在其他因素滿足的情況下,某一因素成為限制因素。如動(dòng)物冬眠時(shí)呼吸速率低的限制因素是溫度,而夏季作物受澇死亡,其限制因素則是O2濃度。
典例1.如圖是外界條件對(duì)植物細(xì)胞呼吸速率的影響曲線圖,以下分析錯(cuò)誤的是( )
A.從甲圖可知細(xì)胞呼吸最旺盛時(shí)的溫度是B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度
B.乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸,曲線Ⅱ表示無氧呼吸
C.乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機(jī)物主要是葡萄糖
D.乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡,可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制
典例2.下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用的敘述,正確的是( )
A.降低溫度和氧濃度并保持干燥,有利于果蔬的儲(chǔ)藏保鮮
B.給含有酵母菌的發(fā)酵液連續(xù)通氣,可提高產(chǎn)酒量
C.大棚栽培蔬菜,遇到陰雨天氣時(shí),可適當(dāng)降低溫度
D.給稻田定期排水、曬田的主要目的是抑制水稻的生長(zhǎng)
考點(diǎn)三 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
檢測(cè)CO2用澄清石灰水或________________。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是石灰水________或溴麝香草酚藍(lán)________________。檢測(cè)酒精用________________,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是由________________。
2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置:甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對(duì)比實(shí)驗(yàn),設(shè)置的是有氧、無氧條件。
(2)變量控制
①通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。
②B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是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。
液滴移動(dòng)法探究細(xì)胞呼吸的方式
(1)探究裝置:欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例):
(2)結(jié)果結(jié)論
(3)誤差校正:為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確,除減少無關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置。對(duì)照裝置與裝置二相比,不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)”:對(duì)比實(shí)驗(yàn)中兩組都是實(shí)驗(yàn)組,兩組之間相互對(duì)照。教材中對(duì)比實(shí)驗(yàn)的實(shí)例有:
①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式;②魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn);③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)等。
典例1.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測(cè)得的氣體量(相對(duì)值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法正確的是( )
A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸
B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
典例2.(2019·大連模擬)如圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程,a~e表示物質(zhì),①~④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
B.圖中物質(zhì)c為[H],它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生
C.圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)早期,其中e為ATP
D.①④③過程為有氧呼吸的三個(gè)階段,其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2
典例1.(2020·云南省曲靖市高三二模)某同學(xué)為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式,將少量的酵母菌混入適量的面粉揉成光滑面粉團(tuán)后均等分裝在2個(gè)潔凈的塑料袋中,一組充滿空氣(甲組),一組則排凈空氣(乙組),扎緊袋口后放在相同且適宜的環(huán)境中觀察20~30 min。下列敘述不正確的是( )
A.一段時(shí)間后甲組的塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),面團(tuán)變濕潤(rùn)
B.該實(shí)驗(yàn)中甲組為實(shí)驗(yàn)組,乙組為對(duì)照組
C.若放置的時(shí)間足夠長(zhǎng),甲組也會(huì)產(chǎn)生酒精
D.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇大小合適,氣密性良好的塑料袋
典例2.如圖為某生物小組探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)的自變量是有無氧氣,因變量是甲、丁兩試管中產(chǎn)生CO2的多少
B.乙、丙兩試管中的液體應(yīng)先煮沸,冷卻后再加入酵母菌,以消除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
C.該實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn),通入乙試管中的空氣必須除去CO2
D.甲、丁兩試管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重鉻酸鉀溶液替代
1.關(guān)于細(xì)胞呼吸過程的5點(diǎn)說明
(1)有氧呼吸的場(chǎng)所并非只是線粒體:真核細(xì)胞有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;原核細(xì)胞無線粒體,有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)中和細(xì)胞膜上進(jìn)行。
(2)葡萄糖分子不能直接進(jìn)入線粒體被分解,必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸才能進(jìn)入線粒體被分解。
(3)無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP,還要消耗第一階段產(chǎn)生的[H]。
(4)人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物,人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無CO2。
(5)無氧呼吸有機(jī)物氧化分解不徹底,還有大量能量?jī)?chǔ)存在乳酸或者酒精中。
2.細(xì)胞呼吸影響因素的4點(diǎn)注意
(1)O2濃度為零時(shí),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為零,因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。
(2)影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、增氧等措施;若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。
(3)儲(chǔ)存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲(chǔ)存時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧條件下,低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫;種子儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持干燥,而蔬菜、水果儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持一定的濕度。
(4)內(nèi)部因素也會(huì)影響細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度,如生物的遺傳特性、器官種類、生長(zhǎng)時(shí)期等。
1.(2020·全國(guó)Ⅰ,2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸
B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C.若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
2.(2020·山東,2)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會(huì)生成少量ATP
C.癌細(xì)胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少
3.(2022·北京朝陽高三月考)將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理,然后將得到的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,與未經(jīng)離心的酵母菌分別裝入試管①~⑥中,然后加入不同的物質(zhì),進(jìn)行如下表所示的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
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)。
A.會(huì)產(chǎn)生酒精和CO2的試管有②⑥
B.會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有①③⑤
C.根據(jù)試管②⑥的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不能判斷酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場(chǎng)所
D.根據(jù)試管①③⑤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場(chǎng)所
4.(2022·揚(yáng)州中學(xué)高三月考)如圖為研究人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與氧氣消耗速率、血液中乳酸含量的關(guān)系的研究結(jié)果,下列敘述正確的是( )
A.有氧呼吸時(shí),葡萄糖所釋放的能量主要儲(chǔ)存在ATP中
B.整個(gè)ac運(yùn)動(dòng)階段,產(chǎn)生的二氧化碳全部來自線粒體
C.運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c時(shí),機(jī)體產(chǎn)生較多乳酸會(huì)使內(nèi)環(huán)境的pH明顯下降
D.圖中bc段,細(xì)胞無氧呼吸增強(qiáng),此時(shí)人體獲得能量的途徑以無氧呼吸為主
5.(2019·淄博模擬)某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定果蠅幼蟲的呼吸速率。實(shí)驗(yàn)所用的毛細(xì)管橫截面積為1 mm2,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),打開軟管夾,將裝置放入25 ℃水浴中,10 min后關(guān)閉軟管夾,隨后每隔5 min記錄一次毛細(xì)管中液滴移動(dòng)的位置,結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是 ( )
A.圖中X為NaOH溶液,軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動(dòng)
B.在20~30 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5 mm3/min
C.如將X換為清水,并向試管充入N2即可測(cè)定果蠅幼蟲無氧呼吸速率
D.增設(shè)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)只需將裝置中的X換成清水,并將該裝置置于相同的環(huán)境中
6.(2020·全國(guó)Ⅲ,29)參照表中內(nèi)容,圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來完成下表。
7.(2022·山東青州一中高三期中)如圖為某運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉收縮過程中部分能量代謝的示意圖。
據(jù)圖回答下列問題:
(1)由圖可知,肌肉收縮最初的能量來自細(xì)胞中的__________,該物質(zhì)的產(chǎn)生部位有__________________。
(2)圖中曲線B代表的細(xì)胞呼吸類型是______________,該反應(yīng)產(chǎn)物是__________。
(3)足球運(yùn)動(dòng)員為提高運(yùn)動(dòng)能力,通常進(jìn)行3到4周的高原訓(xùn)練,這種訓(xùn)練方式主要提高曲線C________(填細(xì)胞呼吸方式)的能力,原因是高原環(huán)境下空氣中的O2含量低,人體內(nèi)造血干細(xì)胞會(huì)通過____________________(生理過程)更多的紅細(xì)胞,提高血液的運(yùn)氧能力,使機(jī)體的有氧呼吸功能增加,有助于提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力。
專題08 細(xì)胞呼吸
考點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸的方式和過程
1.細(xì)胞呼吸
細(xì)胞呼吸:是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。
2.有氧呼吸
(1)概念:是指細(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)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。
(2)有氧呼吸過程分為三個(gè)階段:
第一階段:場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)
第二階段:場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)。
2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP)
第三階段:場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜。
24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)
(3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式:
(4)1 ml葡萄糖釋放的能量中有1 161 kJ左右的能量轉(zhuǎn)移至ATP中,其余能量則以熱能形式散失。
(5)與有機(jī)物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的;有機(jī)物中的能量是逐步釋放的;一部分能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
3.無氧呼吸:細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物不徹底地氧化分解,產(chǎn)生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸),釋放出少量能量,生成少量ATP的過程。
①第一階段場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
過程:一分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,產(chǎn)生少量[H],并釋放少量能量。
②第二階段場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
過程:第一階段產(chǎn)生的丙酮酸在不同酶的催化作用下,分別生成酒精和二氧化碳,或轉(zhuǎn)化成乳酸,無ATP形成。
③總反應(yīng)式
產(chǎn)生酒精:C6H12O6eq \(――→,\s\up8(酶))2C2H5OH+2CO2+少量能量。
產(chǎn)生乳酸:C6H12O6eq \(――→,\s\up8(酶))2C3H6O3+少量能量。
④放能:1 ml葡萄糖釋放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ左右轉(zhuǎn)移至ATP中。
1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解
2.有氧呼吸和無氧呼吸的比較
2.細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②無氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖時(shí)需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和=3∶4。
④產(chǎn)生等量的CO2時(shí)消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
1.不同生物細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物
2.細(xì)胞呼吸中能量的釋放與去向
判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)
典例1.如圖是某動(dòng)物體的細(xì)胞呼吸過程。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.4、6分別是水和氧氣
B.3產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)
C.產(chǎn)生的8主要用于合成ATP
D.植物細(xì)胞也能進(jìn)行該過程
【答案】C
【解析】4為水、6為氧氣,A正確;3(二氧化碳)在有氧呼吸第二階段產(chǎn)生,場(chǎng)所是線粒體基質(zhì),B正確;8(能量)大部分以熱能形式散失,少部分用于合成ATP,C錯(cuò)誤;該圖表示有氧呼吸過程,在植物細(xì)胞內(nèi)也可以進(jìn)行,D正確。
典例2.細(xì)胞呼吸過程中,線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能將NADH(即[H])分解產(chǎn)生的H+轉(zhuǎn)運(yùn)到膜間隙,使膜間隙中H+濃度增大,大部分H+通過結(jié)構(gòu)①回流至線粒體基質(zhì),同時(shí)驅(qū)動(dòng)ATP的合成,主要過程如下圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.乳酸菌不可能發(fā)生上述過程
B.該過程發(fā)生于有氧呼吸第二階段
C.圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D.H+由膜間隙向線粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散
【答案】B
【解析】乳酸菌為原核生物,沒有線粒體,A項(xiàng)正確;有氧呼吸第二階段發(fā)生于線粒體基質(zhì),該過程發(fā)生于線粒體內(nèi)膜,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中①是具有ATP合成酶活性的H+通道蛋白,C項(xiàng)正確;H+由膜間隙向線粒體基質(zhì)順濃度梯度運(yùn)輸,且需要通道蛋白協(xié)助,屬于協(xié)助擴(kuò)散,D項(xiàng)正確。
典例3.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測(cè)得的氣體量(相對(duì)值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法正確的是( )
A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸
B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
【答案】D
【解析】甲條件下只釋放CO2,不吸收氧氣,進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和酒精的無氧呼吸,不產(chǎn)生乳酸,A錯(cuò)誤;乙條件下消耗氧氣的量為6,則有氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量為8-6=2,無氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,有氧呼吸消耗的葡萄糖和無氧呼吸相等,B錯(cuò)誤;丙條件下只進(jìn)行有氧呼吸,但不能判斷有氧呼吸強(qiáng)度是否達(dá)到了最大值,C錯(cuò)誤;乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,D正確。
考點(diǎn)二 影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用
溫度
細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。
實(shí)踐應(yīng)用:在大棚蔬菜栽培過程中,適當(dāng)增加晝夜溫差以減少有機(jī)物的消耗,提高產(chǎn)量。儲(chǔ)存水果、蔬菜時(shí)應(yīng)選取零上低溫。
2.O2濃度
O2是有氧呼吸的反應(yīng)物,O2促進(jìn)有氧呼吸,對(duì)無氧呼吸過程有抑制作用。
實(shí)踐應(yīng)用:選用透氣的消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。作物栽培中及時(shí)松土,保證根的正常細(xì)胞呼吸。提倡慢跑,防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精,防止酒精中毒,爛根死亡。
曲線解讀:
a.b.O2濃度低時(shí),無氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。
c.隨著O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng)。
d.當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨著O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
3.CO2濃度
CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。
實(shí)踐應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。
4.水分
一定范圍內(nèi),細(xì)胞中自由水含量越多,代謝越旺盛,細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。
實(shí)踐應(yīng)用:浸泡種子有利于種子萌發(fā),糧食儲(chǔ)存前要進(jìn)行曬干處理,目的是降低糧食中的自由水含量,降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,減少儲(chǔ)存時(shí)有機(jī)物的消耗。
影響細(xì)胞呼吸的外界因素主要有溫度、氧氣濃度和二氧化碳濃度,除了記住其原理外,還應(yīng)注意外部因素在影響呼吸作用時(shí)是綜合起作用的,有時(shí)在其他因素滿足的情況下,某一因素成為限制因素。如動(dòng)物冬眠時(shí)呼吸速率低的限制因素是溫度,而夏季作物受澇死亡,其限制因素則是O2濃度。
典例1.如圖是外界條件對(duì)植物細(xì)胞呼吸速率的影響曲線圖,以下分析錯(cuò)誤的是( )
A.從甲圖可知細(xì)胞呼吸最旺盛時(shí)的溫度是B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度
B.乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸,曲線Ⅱ表示無氧呼吸
C.乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機(jī)物主要是葡萄糖
D.乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡,可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制
【答案】B
【解析】甲圖中B點(diǎn)溫度下植物細(xì)胞呼吸相對(duì)速率最大,說明該溫度下細(xì)胞呼吸最旺盛;隨著氧氣濃度增大有氧呼吸增強(qiáng),無氧呼吸減弱,故乙圖中曲線Ⅰ表示無氧呼吸,曲線Ⅱ表示有氧呼吸;細(xì)胞呼吸利用的有機(jī)物主要是葡萄糖;有氧呼吸需要酶的參與,溫度會(huì)影響酶的活性,故有氧呼吸還受溫度或呼吸酶數(shù)量限制,使曲線Ⅱ最終趨于平衡。
典例2.下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用的敘述,正確的是( )
A.降低溫度和氧濃度并保持干燥,有利于果蔬的儲(chǔ)藏保鮮
B.給含有酵母菌的發(fā)酵液連續(xù)通氣,可提高產(chǎn)酒量
C.大棚栽培蔬菜,遇到陰雨天氣時(shí),可適當(dāng)降低溫度
D.給稻田定期排水、曬田的主要目的是抑制水稻的生長(zhǎng)
【答案】C
【解析】果蔬的儲(chǔ)藏保鮮要求零上低溫、低氧和較低濕度,干燥環(huán)境會(huì)使植物細(xì)胞缺水死亡,A錯(cuò)誤;酵母菌在無氧條件下才進(jìn)行酒精發(fā)酵,B錯(cuò)誤;陰雨天氣時(shí),由于大棚蔬菜光合作用強(qiáng)度較弱,可以適當(dāng)降低溫度減弱細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗,從而增加有機(jī)物的積累,C正確;給稻田定期排水、曬田的主要目的是防止無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根的毒害作用,D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)三 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
檢測(cè)CO2用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是石灰水變渾濁或溴麝香草酚藍(lán)由藍(lán)變綠再變黃。檢測(cè)酒精用酸性重鉻酸鉀,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是由橙色變成灰綠色。
2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置:甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對(duì)比實(shí)驗(yàn),設(shè)置的是有氧、無氧條件。
(2)變量控制
①通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。
②B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是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。
液滴移動(dòng)法探究細(xì)胞呼吸的方式
(1)探究裝置:欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例):
(2)結(jié)果結(jié)論
(3)誤差校正:為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確,除減少無關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置。對(duì)照裝置與裝置二相比,不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)”:對(duì)比實(shí)驗(yàn)中兩組都是實(shí)驗(yàn)組,兩組之間相互對(duì)照。教材中對(duì)比實(shí)驗(yàn)的實(shí)例有:
①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式;②魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn);③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)等。
典例1.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測(cè)得的氣體量(相對(duì)值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法正確的是( )
A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸
B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
【答案】D
【解析】甲條件下只釋放CO2,不吸收氧氣,進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和酒精的無氧呼吸,不產(chǎn)生乳酸,A錯(cuò)誤;乙條件下消耗氧氣的量為6,則有氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量為8-6=2,無氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,有氧呼吸消耗的葡萄糖和無氧呼吸相等,B錯(cuò)誤;丙條件下只進(jìn)行有氧呼吸,但不能判斷有氧呼吸強(qiáng)度是否達(dá)到了最大值,C錯(cuò)誤;乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,D正確。
典例2.(2019·大連模擬)如圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程,a~e表示物質(zhì),①~④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
B.圖中物質(zhì)c為[H],它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生
C.圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)早期,其中e為ATP
D.①④③過程為有氧呼吸的三個(gè)階段,其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2
【答案】D
【解析】題圖為細(xì)胞呼吸的全過程,①②過程為無氧呼吸,①④③過程為有氧呼吸,a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精;催化反應(yīng)②和④的酶分別存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;無氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H],B項(xiàng)錯(cuò)誤;小麥種子在萌發(fā)早期進(jìn)行無氧呼吸,e不表示ATP,C項(xiàng)錯(cuò)誤;①④③過程分別表示有氧呼吸第一、第二和第三階段,D項(xiàng)正確。
典例1.(2020·云南省曲靖市高三二模)某同學(xué)為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式,將少量的酵母菌混入適量的面粉揉成光滑面粉團(tuán)后均等分裝在2個(gè)潔凈的塑料袋中,一組充滿空氣(甲組),一組則排凈空氣(乙組),扎緊袋口后放在相同且適宜的環(huán)境中觀察20~30 min。下列敘述不正確的是( )
A.一段時(shí)間后甲組的塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),面團(tuán)變濕潤(rùn)
B.該實(shí)驗(yàn)中甲組為實(shí)驗(yàn)組,乙組為對(duì)照組
C.若放置的時(shí)間足夠長(zhǎng),甲組也會(huì)產(chǎn)生酒精
D.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇大小合適,氣密性良好的塑料袋
【答案】B
【解析】 該實(shí)驗(yàn)為對(duì)比實(shí)驗(yàn),甲組和乙組相互對(duì)照,無單獨(dú)的對(duì)照組,B錯(cuò)誤。
典例2.如圖為某生物小組探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)的自變量是有無氧氣,因變量是甲、丁兩試管中產(chǎn)生CO2的多少
B.乙、丙兩試管中的液體應(yīng)先煮沸,冷卻后再加入酵母菌,以消除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
C.該實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn),通入乙試管中的空氣必須除去CO2
D.甲、丁兩試管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重鉻酸鉀溶液替代
【答案】D
【解析】乙試管通入空氣,丙試管未通入空氣,分別提供了有氧和無氧的環(huán)境條件,可根據(jù)Ca(OH)2溶液的混濁程度來大概判斷甲、丁試管中產(chǎn)生CO2的多少,A正確;對(duì)試管中的液體進(jìn)行滅菌,能消除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,B正確;空氣中含有CO2,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾,C正確;Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液替代,酸性重鉻酸鉀溶液用來檢測(cè)有無酒精生成,D錯(cuò)誤。
1.關(guān)于細(xì)胞呼吸過程的5點(diǎn)說明
(1)有氧呼吸的場(chǎng)所并非只是線粒體:真核細(xì)胞有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;原核細(xì)胞無線粒體,有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)中和細(xì)胞膜上進(jìn)行。
(2)葡萄糖分子不能直接進(jìn)入線粒體被分解,必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸才能進(jìn)入線粒體被分解。
(3)無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP,還要消耗第一階段產(chǎn)生的[H]。
(4)人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物,人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無CO2。
(5)無氧呼吸有機(jī)物氧化分解不徹底,還有大量能量?jī)?chǔ)存在乳酸或者酒精中。
2.細(xì)胞呼吸影響因素的4點(diǎn)注意
(1)O2濃度為零時(shí),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為零,因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。
(2)影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、增氧等措施;若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。
(3)儲(chǔ)存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲(chǔ)存時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧條件下,低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫;種子儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持干燥,而蔬菜、水果儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持一定的濕度。
(4)內(nèi)部因素也會(huì)影響細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度,如生物的遺傳特性、器官種類、生長(zhǎng)時(shí)期等。
1.(2020·全國(guó)Ⅰ,2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸
B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C.若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
【答案】D
【解析】 有氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O+6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2+12H2O+能量,無氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3+少量能量。據(jù)此推理,若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸,A項(xiàng)正確;若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的分子數(shù)相等,B項(xiàng)正確;若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物為乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放,C項(xiàng)正確;若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少;若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2020·山東,2)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會(huì)生成少量ATP
C.癌細(xì)胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少
【答案】B
【解析】與有氧呼吸相比,產(chǎn)生相同ATP的情況下,無氧呼吸消耗的葡萄糖的量遠(yuǎn)大于有氧呼吸,癌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸,需要吸收大量葡萄糖,A項(xiàng)正確;癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸為無氧呼吸的第二階段,無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤;癌細(xì)胞主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,進(jìn)行無氧呼吸第一階段和第二階段的場(chǎng)所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),C項(xiàng)正確;無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量NADH,癌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少,D項(xiàng)正確。
3.(2022·北京朝陽高三月考)將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理,然后將得到的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,與未經(jīng)離心的酵母菌分別裝入試管①~⑥中,然后加入不同的物質(zhì),進(jìn)行如下表所示的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
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)。
A.會(huì)產(chǎn)生酒精和CO2的試管有②⑥
B.會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有①③⑤
C.根據(jù)試管②⑥的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不能判斷酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場(chǎng)所
D.根據(jù)試管①③⑤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場(chǎng)所
【答案】B
【解析】會(huì)產(chǎn)生酒精的只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的無氧呼吸,試管②⑥中會(huì)產(chǎn)生酒精和CO2,A正確;會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管有③⑤,B錯(cuò)誤;根據(jù)①③⑤,可以判斷有氧呼吸在線粒體內(nèi)以丙酮酸為原料進(jìn)行有氧呼吸,D正確。
4.(2022·揚(yáng)州中學(xué)高三月考)如圖為研究人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與氧氣消耗速率、血液中乳酸含量的關(guān)系的研究結(jié)果,下列敘述正確的是( )
A.有氧呼吸時(shí),葡萄糖所釋放的能量主要儲(chǔ)存在ATP中
B.整個(gè)ac運(yùn)動(dòng)階段,產(chǎn)生的二氧化碳全部來自線粒體
C.運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c時(shí),機(jī)體產(chǎn)生較多乳酸會(huì)使內(nèi)環(huán)境的pH明顯下降
D.圖中bc段,細(xì)胞無氧呼吸增強(qiáng),此時(shí)人體獲得能量的途徑以無氧呼吸為主
【答案】B
【解析】有氧呼吸時(shí),葡萄糖所釋放的能量主要以熱能的形式散失,少數(shù)儲(chǔ)存在ATP中,A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c時(shí),機(jī)體產(chǎn)生較多乳酸會(huì)使內(nèi)環(huán)境的pH有所下降,但由于內(nèi)環(huán)境中存在緩沖物質(zhì),因此內(nèi)環(huán)境的pH不會(huì)明顯下降,C錯(cuò)誤;bc段,氧氣消耗速率較高,所以人體獲得能量的途徑仍以有氧呼吸為主,D錯(cuò)誤。
5.(2019·淄博模擬)某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定果蠅幼蟲的呼吸速率。實(shí)驗(yàn)所用的毛細(xì)管橫截面積為1 mm2,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),打開軟管夾,將裝置放入25 ℃水浴中,10 min后關(guān)閉軟管夾,隨后每隔5 min記錄一次毛細(xì)管中液滴移動(dòng)的位置,結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是 ( )
A.圖中X為NaOH溶液,軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動(dòng)
B.在20~30 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5 mm3/min
C.如將X換為清水,并向試管充入N2即可測(cè)定果蠅幼蟲無氧呼吸速率
D.增設(shè)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)只需將裝置中的X換成清水,并將該裝置置于相同的環(huán)境中
【答案】B
【解析】題圖中X為NaOH溶液,軟管夾關(guān)閉后液滴將向左移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;在20~30 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為(130-65)×1÷10=6.5(mm3/min),B項(xiàng)正確;果蠅幼蟲無氧呼吸產(chǎn)生乳酸不產(chǎn)生CO2,無論是否進(jìn)行無氧呼吸液滴都不會(huì)移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)照實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將裝置中的果蠅幼蟲換成等數(shù)量的死幼蟲,并將該裝置置于相同環(huán)境中,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.(2020·全國(guó)Ⅲ,29)參照表中內(nèi)容,圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來完成下表。
【答案】(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (2)無氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
【解析】(1)(2)由反應(yīng)物是葡萄糖,終產(chǎn)物除ATP外,還有乙醇和CO2,可知該過程是無氧呼吸,發(fā)生的場(chǎng)所(反應(yīng)部位)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(3)(4)由場(chǎng)所是葉綠體的類囊體薄膜和反應(yīng)名稱為光合作用的光反應(yīng),可知該過程合成ATP的能量來源是光能,終產(chǎn)物除ATP外,還有O2和NADPH。(5)由反應(yīng)部位是線粒體,反應(yīng)物是丙酮酸等,反應(yīng)名稱為有氧呼吸的部分過程,可知該過程是有氧呼吸的第二和第三階段,終產(chǎn)物除ATP外,還有CO2、H2O。
7.(2022·山東青州一中高三期中)如圖為某運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉收縮過程中部分能量代謝的示意圖。
據(jù)圖回答下列問題:
(1)由圖可知,肌肉收縮最初的能量來自細(xì)胞中的__________,該物質(zhì)的產(chǎn)生部位有__________________。
(2)圖中曲線B代表的細(xì)胞呼吸類型是______________,該反應(yīng)產(chǎn)物是__________。
(3)足球運(yùn)動(dòng)員為提高運(yùn)動(dòng)能力,通常進(jìn)行3到4周的高原訓(xùn)練,這種訓(xùn)練方式主要提高曲線C________(填細(xì)胞呼吸方式)的能力,原因是高原環(huán)境下空氣中的O2含量低,人體內(nèi)造血干細(xì)胞會(huì)通過____________________(生理過程)更多的紅細(xì)胞,提高血液的運(yùn)氧能力,使機(jī)體的有氧呼吸功能增加,有助于提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力。
【答案】 (1)(存量)ATP 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 (2)無氧呼吸 乳酸 (3)有氧呼吸 增殖和分化(或分裂和分化)
【解析】(1)由圖可知,在最初階段,存量ATP急劇下降,故可推測(cè)肌肉收縮最初的能量主要來自存量ATP的直接水解;在動(dòng)物細(xì)胞中ATP的產(chǎn)生是通過呼吸作用進(jìn)行的,其部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)曲線B是在較短時(shí)間內(nèi)提供能量,但隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)無法持續(xù)提供能量,為無氧呼吸;人體細(xì)胞中無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。
考點(diǎn)分布
重點(diǎn)難點(diǎn)
備考指南
1.有氧呼吸的過程及影響因素
2.無氧呼吸的過程及影響因素
3.探究酵母菌的呼吸方式
1.細(xì)胞呼吸
2.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式。
理解并掌握有氧呼吸和無氧呼吸過程和影響因素。
理解酵母菌呼吸方式探究實(shí)驗(yàn)。
項(xiàng)目
有氧呼吸
無氧呼吸
不
同
點(diǎn)
條件
需氧
無氧
場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
分解程度
葡萄糖被徹底分解
葡萄糖分解不徹底
產(chǎn)物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量釋放
大量
少量
相
同
點(diǎn)
反應(yīng)條件
需酶和適宜溫度
本質(zhì)
氧化分解有機(jī)物,釋放能量,生成ATP供生命活動(dòng)所需
過程
第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義
為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量
生物
無氧呼吸產(chǎn)物
植物
大多數(shù)植物細(xì)胞,如根細(xì)胞
酒精和CO2
馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等
乳酸
動(dòng)物
骨骼肌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等
乳酸
微生物
乳酸菌等
乳酸
酵母菌等
酒精和CO2
項(xiàng)目
CO2釋放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
條件
澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢
重鉻酸鉀—濃硫酸溶液
有氧
變混濁程度高/快
無變化
無氧
變混濁程度低/慢
出現(xiàn)灰綠色
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
結(jié)論
裝置一液滴
裝置二液滴
不動(dòng)
不動(dòng)
只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
不動(dòng)
右移
只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
右移
進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
不動(dòng)
只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
項(xiàng)目
CO2釋放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
類別
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體
酵母菌
①
②
③
④
⑤
⑥
葡萄糖
-
+
-
+
+
+
丙酮酸
+
-
+
-
-
-
氧氣
+
-
+
-
+
-
實(shí)驗(yàn)時(shí)間(min)
10
15
20
25
30
35
液滴移動(dòng)距離(mm)
0
32.5
65
100
130
162.5
反應(yīng)部位
(1)______
葉綠體的類囊體薄膜
線粒體
反應(yīng)物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反應(yīng)名稱
(2)______
光合作用的光反應(yīng)
有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源
化學(xué)能
(3)________
化學(xué)能
終產(chǎn)物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)________
(5)________
考點(diǎn)分布
重點(diǎn)難點(diǎn)
備考指南
1.有氧呼吸的過程及影響因素
2.無氧呼吸的過程及影響因素
3.探究酵母菌的呼吸方式
1.細(xì)胞呼吸
2.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式。
理解并掌握有氧呼吸和無氧呼吸過程和影響因素。
理解酵母菌呼吸方式探究實(shí)驗(yàn)。
項(xiàng)目
有氧呼吸
無氧呼吸
不
同
點(diǎn)
條件
需氧
無氧
場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
分解程度
葡萄糖被徹底分解
葡萄糖分解不徹底
產(chǎn)物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量釋放
大量
少量
相
同
點(diǎn)
反應(yīng)條件
需酶和適宜溫度
本質(zhì)
氧化分解有機(jī)物,釋放能量,生成ATP供生命活動(dòng)所需
過程
第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義
為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量
生物
無氧呼吸產(chǎn)物
植物
大多數(shù)植物細(xì)胞,如根細(xì)胞
酒精和CO2
馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等
乳酸
動(dòng)物
骨骼肌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等
乳酸
微生物
乳酸菌等
乳酸
酵母菌等
酒精和CO2
項(xiàng)目
CO2釋放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
條件
澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢
重鉻酸鉀—濃硫酸溶液
有氧
變混濁程度高/快
無變化
無氧
變混濁程度低/慢
出現(xiàn)灰綠色
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
結(jié)論
裝置一液滴
裝置二液滴
不動(dòng)
不動(dòng)
只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
不動(dòng)
右移
只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
右移
進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移
不動(dòng)
只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
項(xiàng)目
CO2釋放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
類別
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體
酵母菌
①
②
③
④
⑤
⑥
葡萄糖
-
+
-
+
+
+
丙酮酸
+
-
+
-
-
-
氧氣
+
-
+
-
+
-
實(shí)驗(yàn)時(shí)間(min)
10
15
20
25
30
35
液滴移動(dòng)距離(mm)
0
32.5
65
100
130
162.5
反應(yīng)部位
(1)______
葉綠體的類囊體薄膜
線粒體
反應(yīng)物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反應(yīng)名稱
(2)______
光合作用的光反應(yīng)
有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源
化學(xué)能
(3)________
化學(xué)能
終產(chǎn)物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)________
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