2021届高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第二讲 细胞呼吸课件 新人教版

第三单元细胞的能量供应和利用第二讲细胞呼吸课标展示素养链接1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.探究酵母菌的呼吸方式。1.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。2.科学思维——分类与比较：比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同。3.科学探究——实验设计与结果分析：探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式。4.社会责任——社会应用：细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用。考点一细胞呼吸的类型和过程1．细胞呼吸的概念有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。2．有氧呼吸(1)概念：细胞在氧气的参与下，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CO2和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(2)场所与过程。(3)写出有氧呼吸反应方程式，并标明氧元素的来源和去路：3．无氧呼吸：(1)概念：在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物(如：酒精和CO2或乳酸)，同时释放出少量能量，生成ATP的过程。(2)场所与过程：(3)反应式。①产物为酒精：C6H12O6――→酶2C2H5OH＋2CO2＋能量。②产物为乳酸：C6H12O6――→酶2C3H6O3＋能量。[边角拾遗](人教必修1P95“旁栏思考题”改编)用酵母菌酿制的葡萄酒，其酒精度为何只能维持12%～16%?提示：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物(如酒精)的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。故其酒精度不会继续上升。[诊断辨析]1．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。(√)2．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)提示：[H]与氧气的结合在线粒体内膜上。3．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。(×)提示：有氧呼吸时，生成物H2O中的氢来自葡萄糖，丙酮酸和H2O。4．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(×)提示：在线粒体中氧化的是丙酮酸。5．有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(×)提示：有氧呼吸第三阶段才产生大量ATP6．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(×)提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2。7．无氧呼吸不需O2参与，该过程最终有[H]的积累。(×)提示：无氧呼吸过程中[H]被用于还原丙酮酸，没有[H]的积累。8．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。(×)提示：人体细胞无氧呼吸不产生CO2。有氧呼吸与无氧呼吸的比较：项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需要O2、酶不需要O2，需要酶场所细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜细胞质基质产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量释放有机物彻底氧化分解，释放大量能量有机物分解不彻底，能量释放较少相同点实质分解有机物，释放能量，生成ATP意义①为各项生命活动提供能量；②为体内其他化合物的合成提供原料联系第一阶段完全相同生命观念——物质与能量观1．据图综合分析细胞呼吸。(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，其原因是什么？种子在有氧呼吸过程中产生了水。(3)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。科学思维——归纳与概括2．分析细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路。项目来源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O；无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水；无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生无氧呼吸：只在第一阶段用于各项生命活动3.分析细胞呼吸中能量的释放与去向。科学思维——演绎与推理4．动物细胞无氧呼吸产生乳酸，多数植物细胞无氧呼吸产生酒精和CO2，有些植物细胞无氧呼吸产生乳酸，其原因是什么？提示：无氧呼吸的产物不同的原因是酶的种类不同，从根本上说是基因不同。考法1考查细胞呼吸的类型和过程1．(2019·惠州期中)下图为细胞内进行的生理过程。有关叙述正确的是()A．②③④过程不能发生在同一个细胞中B．原核细胞没有线粒体，不能发生②过程C．②过程释放大量能量，③④过程释放少量能量D．消耗等量的葡萄糖时，②④过程产生的CO2相等解析：无氧呼吸产生乳酸和无氧呼吸产生酒精和CO2，发生在不同的细胞中，A项正确；原核细胞没有线粒体，也能进行有氧呼吸，B项错误；②过程释放大量能量，③④过程不释放能量，C项错误；消耗等量的葡萄糖时，②④过程产生的CO2不相等，D项错误。答案：A2．(2020·广东六校联考)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述，错误的是()A．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPB．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多C．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D．慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自于线粒体内膜解析：根据题目信息“快肌纤维几乎不含有线粒体”，判断快肌纤维主要进行无氧呼吸，因此判断消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少。短跑等剧烈运动时，快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸。答案：B细胞呼吸类型及场所归纳1．(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的不一定是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。(2)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。2．有氧呼吸的场所并非只是线粒体。(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(2)原核细胞无线粒体，在细胞质中和细胞膜上进行有氧呼吸。考法2有氧呼吸和无氧呼吸的综合考查3．(2019·衡水金卷)把盛有酵母菌和葡萄糖混合液的装置(如图所示)置于适宜温度下，一段时间后，经检测装置中葡萄糖减少了amol，气体的总量增加了bmol。下列关于酵母菌细胞呼吸的分析错误的是()A．无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为0.5bmolB．细胞呼吸产生的CO2量为(6a－2b)molC．有氧呼吸产生的CO2量为(6a－b)molD．细胞呼吸消耗的O2量为(6a－3b)mol解析：由分析可知，气体的总量增加的bmol为无氧呼吸产生的CO2量，则无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为0.5bmol，A项正确；细胞呼吸产生的CO2量＝有氧呼吸产生的CO2量＋无氧呼吸产生的CO2量＝(6a－3b＋b)mol＝(6a－2b)mol，B项正确；因为无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为0.5bmol，则有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为(a－0.5b)mol，所以有氧呼吸产生的CO2量和消耗的O2量都为(6a－3b)mol，C项错误、D项正确。答案：C4．(2019·揭阳期中)如图所示为人体运动强度与血液中乳酸水平和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是()A．ab段为有氧呼吸，bc段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd段为无氧呼吸B．运动强度大于c后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力解析：从图中血液中乳酸水平和O2消耗速率变化可判断，ab段为有氧呼吸，bc段出现无氧呼吸，此时有氧呼吸与无氧呼吸同时存在，cd段有氧呼吸和无氧呼吸并存，但bc段有氧呼吸占优势，cd段有氧呼吸强度不再增加，无氧呼吸强度逐渐上升，A项错误；运动强度大于c后，虽然无氧呼吸增强，但人体细胞无氧呼吸不产生CO2，有氧呼吸中CO2的产生量等于O2的消耗量，B项错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍储存有部分能量，C项错误；当运动强度长时间超过c点时，无氧呼吸产生的乳酸增加，会使肌肉酸胀乏力，D项正确。答案：D细胞呼吸类型的判断考点二影响细胞呼吸的因素及应用1．温度(1)影响原理：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。(2)曲线分析。①a点为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。②温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。③温度高于a时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。(3)实际应用。①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。2．氧气浓度(1)影响原理：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。(2)曲线分析。①A点时，氧浓度为零，细胞进行无氧呼吸。②氧浓度为0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢；氧浓度为10%时，无氧呼吸停止。③氧浓度在0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐增强。④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。⑤氧浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。(3)应用。①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。3．二氧化碳浓度(1)影响原理：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。(2)曲线分析。(3)实际应用。保鲜：地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。4．水含量(1)影响原理。①主要是间接影响：许多生化反应需在水中才能进行，自由水含量升高，细胞呼吸加快。②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。(2)实际应用。①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。[诊断辨析]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。(×)提示：严格的无氧环境无氧呼吸加强，不利于水果保鲜储存。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。(×)提示：粮食适宜在干燥环境中储藏。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。(×)提示：剧烈运动时，肌肉细胞以有氧呼吸为主。科学思维——演绎与推理某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图思考回答。(1)在12～24h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式和产物是什么？据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂的原因是什么。(2)从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是什么。(3)种子萌发48h后，氧气的消耗量大于二氧化碳的释放量，分析其原因是什么。提示：(1)以无氧呼吸为主，产生酒精和二氧化碳。掩埋过深时氧气供应不足，种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多，对细胞有毒害作用，导致腐烂。(2)种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)豆科植物富含脂肪，等质量的脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量。考法1考查环境因素对细胞呼吸的影响1．(2019·曲靖一中期末)研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低。持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是()A．冷害初期呼吸作用增强，有利于抵御寒冷B．持续低温使根细胞呼吸减弱，吸收矿质营养能力下降C．低温时细胞内结合水的比例上升，有利于适应低温环境D．持续低温使线粒体内氧化酶活性增强，促进淀粉分解为可溶性糖解析：冷害初期呼吸作用增强，有利于抵御寒冷冷害初期呼吸作用增强，释放能量增加，利于抵御寒冷，A项正确；持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，使细胞呼吸减弱，供能减少，吸收矿质营养能力下降，B项正确；低温使