高三生物一轮复习学案--细胞呼吸

高三生物一轮复习细胞呼吸1高三生物一轮复习学案--细胞呼吸【课标扫描】细胞呼吸及其原理应用（B级）；探究酵母菌的呼吸方式（C级）【知识梳理】一、细胞呼吸的方式（一）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的，生成________，释放出能量并生成____________________的过程。（二）有氧呼吸1、反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。2、过程（三）无氧呼吸1、反应式：（1）转化成乳酸的反应式：C6H12O62C3H6O3＋能量。（2）分解成酒精的反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。2、过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。3.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸释放能量较多，1mol葡萄释放能量2870kJ，其中1161kJ转移至ATP中（38molATP）1mol葡萄糖释放能量196．65kJ(生成乳酸)或222kJ(生成酒精)，其中均有61．08kJ转移至ATP中（2molATP）相同点其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：第一阶段第二阶段第三阶段场所反应物葡萄糖丙酮酸和水生成物、、ATPCO2、[H]、ATPH2O、ATP能量少量少量大量高三生物一轮复习细胞呼吸2（四）细胞呼吸(有氧呼吸)与光合作用的关系，如下表：光合作用细胞呼吸(有氧呼吸)发生部位含叶绿体的细胞(主要是叶肉细胞)所有生活细胞反应场所叶绿体主要在线粒体内条件光、H2O、CO2、适宜温度、酶、色素有光、无光均可，适宜的温度、O2、酶能量代谢光能转变为化学能，贮存在有机物中有机物中的化学能释放出，一部分转移到ATP中物质代谢将无机物(CO2和H2O)合成有机物(如C6H12O6)有机物(如C6H12O6)分解为无机物(H2O和CO2)联系光合作用的产物作为细胞呼吸的原料(有机物和O2均为细胞呼吸的原料)，细胞呼吸产生的CO2可为光合作用所利用（五）呼吸作用原理在生产、生活实践中的应用及曲线分析：1.酵母菌细胞呼吸类型的判断：（1）、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（图中A点）。（2）、若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在（图中AC段）。（3）、若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。（4）、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。2.影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：①最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。（2）、呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：①O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。陆生生物不能长时间忍受无氧呼吸的原因：无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用；无氧呼高三生物一轮复习细胞呼吸3吸过程释放能量少，不能满足植物生命活动的需要。。在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。(3)、呼吸速率与含水量的关系（如图）：①在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。【思考】有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。例1：为了探究种子萌发时所进行的细胞呼吸类型，请据所给的材料和用具设计实验：Ⅰ．实验原理：种子萌发过程中，如只进行有氧呼吸则吸收O2量和释放CO2量相等；如只进行无氧呼吸则只释放CO2；如既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸则吸收O2量小于释放CO2量。Ⅱ．实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃瓶2只、100mL的小烧杯4个、2根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、2个带开头的玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林等。Ⅲ．实验方法：按照装置图将实验材料和用具装好。如想得到预期的实验结论，必须在装置二中的小烧杯中放置与装置一中NaOH溶液_____________________Ⅳ．预测实验结果和相关的结论：①若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子只进行有氧呼吸。②若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子只进行无氧呼吸。③若装置一中液滴_____，装置二中液滴_____则说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验分析（一）实验探究过程1、提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。2、作出假设：假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸3、设计并进行实验（1）配制酵母菌培养液。（2）检测CO2的产生，装置如图所示。（3）检测酒精的产生：自A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。4、实验现象甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度_______且速度______。用溴麝香草酚蓝水溶液检测A组和B组产生的气体，A组溴麝香草酚蓝先由蓝变绿再变黄。2号试管中溶液由_________色变成______________，1号试管色。高三生物一轮复习细胞呼吸45、实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。（二）实验中的关键步骤1、将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑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。【思考】参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？_________________________________【例题2】．下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析(1)A瓶加入的试剂是，其目的是。(2)c瓶和E瓶加入的试剂是，其作用是。(3)图中装置有无错误之处，如果有请在相应的图中加以改正。(4)D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是。(5)请写出连通后D瓶中的反应式。【基础练习题】1、有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生酒精和CO2的量如图所示（两种细胞呼吸速率相等），在氧浓度为a时（B）A、酵母菌只进行无氧呼吸B、2/3的葡萄糖用于无氧呼吸C、1/3的葡萄糖用于无氧呼吸D、酵母菌停止发酵2、让一只白鼠吸入含有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是（B）A、CO2B、H2OC、丙酮酸D、乳酸3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：据图回答下列问题：（1）图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。高三生物一轮复习细胞呼吸5（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。（4）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。（5）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。【高考模拟】1.（2008广东理基40）下列过程存在无氧呼吸的是（D）A、植物叶片在光下放出O2B、动物细胞内的糖分解为H2O和CO2C、酵母细胞不产酒精的呼吸过程D、苹果贮藏期间果肉积累酒精2.（2008上海生物12）1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为（B）A、2n/5mB、2m/5nC、n/5mD、m/5n3.（09全国卷Ⅱ）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用答案：D解析：细胞呼吸是活细胞都进行的一项生命活动，必须在酶的催化作用下进行；酵母菌在有氧的条件下，把葡萄糖分解成二氧化碳和水，无氧的条件下把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。因此D错误。4.（09天津卷）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度酵母菌液50mL破碎细胞（细胞不完整）甲25mL75mL无氧乙25mL75mL遇氧50mL未处理丙25mL75mL无氧丁25mL75mL通氧下列叙述正确的是A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组答案：D解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。高三生物一轮复习细胞呼吸65.（09浙江卷）破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述，正确的是A．无氧呼吸和体液免疫B．无氧呼吸和细胞免疫C．有氧呼吸和体液免疫D．有氧呼吸和细胞免疫答案：B解析：破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，可见该菌的细胞呼吸类型是无氧呼吸，消灭该菌首先要通过细胞免疫的途径。故选B。6.（09广东理基）在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成A．ATPB．乳酸C．三碳化合物D．2CO答案：B解析：酵母菌利用葡萄糖产生酒精是无氧呼吸，第一阶段产生丙酮酸（三碳化合物）和2个ATP，第二阶段是丙酮酸在酶的作用下产生酒精和CO2，所以不生成乳酸。7.（09广东卷）利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的2CO浓度较高，有利于A．降低呼吸强度B．降低水分吸收C．促进果实成熟D．促进光合作用答案：A解析：储藏种子和果蔬，主要是防止有机物呼吸消耗，2CO是呼吸作用的产物，产物浓度高，使反应速度下降，降低呼吸强度。8.（09上海卷）在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时2CO和2O体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下弄叙述中正确的是A.a条件下，呼吸产物除2CO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2CO全部来自线粒体答案：D解析：种子有氧呼吸吸收O2与放出CO2相等，无氧呼吸时不吸收O2但