2021高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第9讲ATP的主要来源细胞呼吸学案新人教版

-1-第9讲ATP的主要来源——细胞呼吸最新考纲高频考点核心素养1.细胞呼吸(Ⅱ)2．实验：探究酵母菌的呼吸方式1.有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程2．细胞呼吸在生产中的应用1.科学思维——分类与比较：比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同2．生命观念——物质与能量观：细胞呼吸是有机物氧化分解、释放能量的过程3．科学探究——实验设计与实验结果分析：探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式考点1细胞呼吸的类型及过程1．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。2．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)过程图解-2-(3)总反应式C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶6CO2＋12H2O＋能量3．无氧呼吸判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。(×)2．呼吸作用分解葡萄糖所释放的能量，在有氧呼吸中有两个去向，在无氧呼吸有三个去向。(×)提示：无氧呼吸中乳酸或酒精中含有的能量，是葡萄糖分解过程中没有释放出来的能量。3．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。(×)-3-4．有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定是有氧呼吸。(×)5．无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(√)6．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。(√)7．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧环境下。(×)(必修1P96基础题T2改编)将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后隔绝空气。下列叙述正确的是(B)A．甲试管中最终产物为CO2和H2OB．乙试管中不发生反应C．丙试管内有大量的ATP产生D．丙试管中无CO2产生据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程：(1)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(填序号)。(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是种子在有氧呼吸过程中产生了水。(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是基因的选择性表达。(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。-4-●考向突破1考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析1．(2020·北京师大附中模拟)所有细胞都能进行细胞呼吸。下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(B)A．有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖B．人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2C．糖类分解释放的能量大部分都储存到ATP中D．细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生解析：有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖，并不是只能分解葡萄糖，A错误；人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸能够产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生乳酸，B正确；糖类分解释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存到ATP中，C错误；细胞呼吸产生二氧化碳的场所有细胞质基质和线粒体，D错误。2．(2020·贵州贵阳一中高三适应性月考)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述，错误的是(B)A．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少B．成熟的红细胞主要是通过有氧呼吸产生ATP的C．剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定D．无氧呼吸时，只在第一阶段释放能量解析：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的[H]的比例是424，A正确；人体成熟的红细胞只进行无氧呼吸，不能进行有氧呼吸，B错误；由于人体血浆中含有缓冲物质，所以剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定，C正确；无氧呼吸只在第一阶段释放能量，D正确。3．如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述正确的是(D)A．阶段A发生在内环境中B．阶段B等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行C．阶段C中的能量均贮存于ATP中，最终用于各项生命活动-5-D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的解析：葡萄糖分解成丙酮酸的过程为有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行，不属于内环境，A错误；由题图可知，有氧呼吸第二阶段包括图中“丙酮酸→C－C”和“阶段B”两个过程，因此，阶段B不能等同于有氧呼吸第二阶段，B错误；阶段C释放的能量一部分用于ATP的合成，一部分以热能的形式散失，C错误；图中物质①和②分别代表CO2和H2O，而CO2跨膜运输的方式为自由扩散，由此可知，线粒体基质中的CO2浓度应高于细胞质基质中的，D正确。4．(2020·衡水中学质检)下图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是(B)A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞解析：酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，发挥作用的场所是细胞质基质，酶2催化有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，发挥作用的场所是线粒体，A项错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸释放出的能量2最多，B项正确；酶3催化的是产生酒精的无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，产酒精的无氧呼吸产生的二氧化碳比有氧呼吸少，C项错误；酒精是脂溶性物质，通过自由扩散运出细胞，D项错误。归纳提升细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。而无氧呼吸中不存在水的生成与参与。(2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段线粒体基质中产生，或者在产酒精的无氧呼吸的第二阶段细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段细胞质基质中产生。(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。-6-(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。●考向突破2细胞呼吸类型的判断及相关计算5．(2020·湖南衡阳模拟)下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得气体的量的变化结果。下列说法正确的是(D)CO2释放量O2吸收量甲120乙86丙1010A.在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸B．在乙条件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比无氧呼吸多C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值D．在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体解析：甲条件下只释放CO2，不吸收氧气，进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸，A错误；乙条件下消耗氧气的量为6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，无氧呼吸产生二氧化碳的量为8－6＝2，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，消耗的葡萄糖中有氧呼吸和无氧呼吸相等，B错误；丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度达到了最大值，C错误；乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体，D正确。6．(2020·黑龙江青冈一中模拟)下表为不同O2浓度条件下，苹果果肉细胞O2吸收量和CO2释放量。下列有关叙述正确的是(C)O2浓度O2吸收量/molCO2释放量/mol0011%0.10.8-7-2%0.20.63%0.30.55%0.40.47%0.50.510%0.60.615%0.70.720%0.80.825%0.80.8A.苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多C．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳解析：苹果果肉细胞在O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，在O2浓度为1%～3%时，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，在5%～25%时只进行有氧呼吸；当氧气浓度大于20%时，苹果果肉细胞有氧呼吸强度不再随O2浓度升高而增强，产生的ATP数量不再增多；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，不产生乳酸。7．(2020·山西大同一中开学检测)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如图所示。据图中信息推断下列叙述错误的是(C)A．氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸B．当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的方式不同C．当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP解析：由图中数据可知，当氧浓度为c时，有氧呼吸产生9molCO2，消耗1.5mol葡萄糖，无氧呼吸产生6molCO2，消耗3mol葡萄糖，2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵。技巧点拨“三看法”判断细胞呼吸的类型-8-1．一看反应物和产物(1)消耗O2或产物中有H2O，一定进行了有氧呼吸。(2)产物中有酒精或乳酸，一定进行了无氧呼吸。2．二看物质的量的关系(1)无CO2产生⇒只进行无氧呼吸，产生乳酸。(2)不消耗O2，但产生CO2⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。(3)O2消耗量等于CO2释放量⇒只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。(4)CO2释放量大于O2吸收量⇒既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，其关系如下：V2V2等于43⇒有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的量相等大于43⇒无氧呼吸消耗葡萄糖的量大于有氧呼吸小于43⇒有氧呼吸消耗葡萄糖的量大于无氧呼吸3．三看反应场所(1)真核细胞只在细胞质基质中进行→只进行无氧呼吸有线粒体参与→一定进行了有氧呼吸(2)原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物来判断。考点2影响细胞呼吸的因素及应用1．影响细胞呼吸的外部因素分析项目温度氧气浓度CO2浓度水分影响原理影响酶活性影响呼吸类型和强度高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的自由水含量较高时呼吸旺盛-9-抑制效应坐标曲线实践应用①在零上低温下贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中，适当降低夜间温度以减少有机物的消耗提高产量常利用适当降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间增加CO2的浓度，可提高蔬菜和水果的保鲜效果贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗；贮藏蔬菜和水果时，要保持一定湿度2.细胞呼吸原理的应用(1)对有氧呼吸原理的应用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根系生长。④稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。(2)对无氧呼吸原理的应用①利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。②利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。③利用葡萄糖、乳酸菌发酵生产酸奶。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异。(√)2．严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(×)3．粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(×)4．温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(√)5．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清。(√)6．剧烈运动时，氧气供应不足，肌肉细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(×)-10-以下甲、乙两图都表示某生物种子的CO2释放量和O2吸收量的变化，请回答下列问题：(1)甲、乙两图中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸及两