（天津专用）2020届高考生物一轮复习 专题5 细胞呼吸教师用书（PDF，含解析）

专题５细胞呼吸对应学生用书起始页码Ｐ４２考点１有氧呼吸和无氧呼吸　　一、探究酵母菌细胞呼吸的方式１．实验材料酵母菌生物类型：真菌（真核生物）→代谢类型：异养兼性厌氧型→呼吸类型：有氧呼吸和无氧呼吸→２．实验装置（１）甲装置中，质量分数为１０％的ＮａＯＨ溶液的作用是吸收空气中的ＣＯ２。（２）乙装置中，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，目的是让酵母菌消耗尽瓶中的Ｏ２。３．产物的检测产物检测试剂实验现象（颜色变化）ＣＯ２澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄酒精在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾橙色→灰绿色　　４．实验结果葡萄糖酵母菌有Ｏ２ＣＯ２（大量）＋Ｈ２Ｏ→无Ｏ２Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋ＣＯ２（少量）→　　二、细胞呼吸的类型１．分类依据：细胞呼吸过程中是否有氧气参与类型：有氧呼吸和无氧呼吸{２．有氧呼吸（１）反应式：Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２＋６Ｈ２Ｏ酶→６ＣＯ２＋１２Ｈ２Ｏ＋能量。（２）过程（３）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ＡＴＰ中。３．无氧呼吸（１）场所：全过程是在细胞质基质中发生的。（２）过程：第一阶段葡萄糖→丙酮酸、［Ｈ］和少量能量第二阶段产生酒精的丙酮酸→酒精＋ＣＯ２大多数植物、酵母菌等产生乳酸的丙酮酸→乳酸高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等　　（３）不同生物无氧呼吸的产物不同。三、有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路１．ＣＯ２在第二阶段产生，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。２．Ｏ２参与了第三阶段，［Ｈ］和Ｏ２结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧全部来自Ｏ２，场所是线粒体内膜。３．有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水参与第二阶段的反应，而生成物中的水是有氧呼吸第三阶段由［Ｈ］和Ｏ２结合生成的。　　（１）恒温动物体温的维持与呼吸是怎样的关系？提示：鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸，在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来，除一部分储存在ＡＴＰ中外，其余的则转化成热能，可以直接用于提升体温。ＡＴＰ水解释放出的能量除了维持各项生命活动外，有一部分也能转化成热能，用以维持体温。而维持体温的相对稳定，还需要复杂的调节机制。（２）为什么稻田需要定期排水？提示：水稻的根系适宜在水中生长，就是因为根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻的根细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻的根细胞就会进行无氧呼吸，产生酒精。时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑腐烂。考点２影响细胞呼吸的因素及应用　　一、细胞呼吸的影响因素１．内部因素：遗传→酶的活性→不同器官、不同发育期、不􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋同生物之间呼吸速率存在差异。项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物弱于水生植物，阴生植物弱于阳生植物生长发育时期同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率较低器官类型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官　　２．环境因素（外因）：温度、Ｏ２浓度、ＣＯ２浓度、水等。　　二、影响细胞呼吸的外部因素分析项目温度氧气浓度水分影响原理影响酶活性决定呼吸类型和强度自由水含量较高时呼吸旺盛坐标曲线实践应用在零上低温下贮存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，适当增大昼夜温差以减少夜间有机物的消耗，提高产量常利用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　　三、细胞呼吸原理的应用１．用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。２．酿酒早期通气———促进酵母菌的有氧呼吸，利于菌种繁殖后期密闭发酵罐———促进酵母菌的无氧呼吸，利于产生酒精ìîíïïïï３．食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。４．土壤松土、无土栽培定期通气：提高土壤含氧量，促进根细胞有氧呼吸，为其主动运输吸收矿质离子提供充足能量。无土栽培时要定时向培养液中通空气，以防止根细胞无氧呼吸产生酒精而导致烂根。　　５．贮藏粮食、水果：低氧（不是无氧），低温（粮食要求的低温低于水果）；二者贮藏时在环境含水量方面有差别，粮食贮藏要求干燥。６．提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生的乳酸使肌肉酸胀。　　四、解读植物组织细胞呼吸曲线注：该植物进行无氧呼吸时产生ＣＯ２和酒精１．图中各点（段）表示的生物学意义Ｑ点：不消耗Ｏ２，但产生ＣＯ２⇒只进行无氧呼吸Ｐ点及Ｐ点以后：Ｏ２吸收量＝ＣＯ２生成量⇒只进行有氧呼吸ＱＰ段（不包含Ｑ、Ｐ点）：ＣＯ２生成量＞Ｏ２吸收量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸Ｒ点：ＣＯ２生成量最少⇒组织细胞呼吸作用最弱２．在保存蔬菜时，应选择Ｒ点对应的Ｏ２浓度，同时保持零上低温条件。　　（１）什么是对比实验？提示：设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫对比实验。（２）呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？提示：都是物质的氧化分解过程，都能产生二氧化碳等产物，并且都释放能量。（３）什么是有氧运动，什么是无氧运动？提示：有氧运动是指人在机体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量，相反，百米冲刺等无氧运动是人在体细胞缺氧条件下进行的高速运动，在无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸（产生乳酸）来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋对应学生用书起始页码Ｐ４４一　有氧呼吸与无氧呼吸过程与种类的判断（科学思维）１．三看法判定细胞呼吸的方式｀注：以上数量关系是以葡萄糖为底物的细胞呼吸，若ＣＯ２＜Ｏ２，则可存在脂质的氧化分解。２．实验法判断生物组织的呼吸方式（１）装置（２）原理：植物呼吸作用吸收Ｏ２，释放ＣＯ２，ＣＯ２被ＮａＯＨ溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的红墨水滴左移。单􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋位时间内红墨水滴左移的体积即表示呼吸速率。（３）结果分析①若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行有氧呼吸。②若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移，则只进行无氧呼吸。③若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。（４）物理误差的校正：设置丙装置，除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。　　（１）若所放组织为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。（２）为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。（３）为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物材料灭活（将种子煮熟），其他条件均不变。（２０１９河北衡水中学二调，３５）从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，分别保存于试管中，置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是（　　）Ａ．向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有ＣＯ２Ｂ．为保持活性需将线粒体置于等渗缓冲溶液中Ｃ．向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧气的消耗量加大Ｄ．向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度不改变线粒体的耗氧速率思路导引　知识储备依据产物判断细胞呼吸方式　→分析判断→细胞呼吸过程的场所、能量变化→解析　小鼠肝细胞有氧呼吸产生ＣＯ２的场所是线粒体基质，Ａ错误；将线粒体置于等渗缓冲溶液中，不至于过度失水或吸水，以保持其活性，Ｂ正确；线粒体以丙酮酸为底物进行化学反应，Ｃ错误；温度影响酶的活性，进而影响线粒体中的反应，Ｄ错误。答案　Ｂ错因分析　对于真核细胞以葡萄糖为底物的有氧呼吸来讲，葡萄糖只能在细胞质基质中被分解，线粒体内只能分解丙酮酸，没有认识这一点是部分考生错选Ｃ的主要原因。１－１　（２０１９安徽合肥九中暑期检测，１７）下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，有关分析不正确的是（　　）Ａ．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量Ｂ．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸Ｃ．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生ＣＯ２Ｄ．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验１－１答案　Ｂ　甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，Ａ正确；乙装置中ＮａＯＨ溶液可吸收种子呼吸产生的ＣＯ２，有色液滴左移的距离代表细胞呼吸消耗的氧气量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行了有氧呼吸，该装置无法说明种子萌发是否进行无氧呼吸，Ｂ错误；丙装置中澄清的石灰水可检测ＣＯ２，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生ＣＯ２，Ｃ正确；种子未进行消毒处理，附着在种子表面的微生物进行的细胞呼吸会对实验结果产生干扰，实验过程中的其他无关变量也会影响实验结果，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，Ｄ正确。　　１－２　（２０１９湖南三湘名校第一次联考，１０）酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，下列叙述错误的是（　　）Ａ．有氧呼吸和无氧呼吸，细胞产生的ＣＯ２都是在第二阶段形成的Ｂ．水是有氧呼吸的反应物，也是有氧呼吸的产物Ｃ．ＡＴＰ和ＮＡＤＨ在有氧呼吸的各个阶段中都有产生Ｄ．呼吸产物中有酒精生成，说明细胞一定进行了无氧呼吸１－２答案　Ｃ　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同：Ｃ６Ｈ１２Ｏ６（葡萄糖）酶→２Ｃ３Ｈ４Ｏ３（丙酮酸）＋４［Ｈ］＋少量能量；有氧呼吸第二阶段是２Ｃ３Ｈ４Ｏ３（丙酮酸）＋６Ｈ２Ｏ酶→２０［Ｈ］＋６ＣＯ２＋少量能量；无氧呼吸第二阶段是２Ｃ３Ｈ４Ｏ３（丙酮酸）＋４［Ｈ］酶→２Ｃ２Ｈ５ＯＨ（酒精）＋２ＣＯ２，Ａ正确。有氧呼吸第三阶段是２４［Ｈ］＋６Ｏ２酶→１２Ｈ２Ｏ＋大量能量，Ｂ正确。有氧呼吸第一、二阶段产生ＮＡＤＨ和少量ＡＴＰ，第三阶段消耗ＮＡＤＨ，产生大量ＡＴＰ，Ｃ错误。酵母菌无氧呼吸产生酒精，有氧呼吸不产生酒精，Ｄ正确。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋二　利用“数量关系”进行细胞呼吸的相关计算（科学思维）１．思路：根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式中物质之间的数量关系，结合化学计算方法进行分析求解。２．技巧：明确以下几个等量关系。（１）ＣＯ２释放总量＝有氧呼吸释放的ＣＯ２量＋无氧呼吸释放的ＣＯ２量。（２）Ｏ２吸收量＝有氧呼吸释放的ＣＯ２量。（３）酒精产生量＝无氧呼吸释放的ＣＯ２量。注：以上呼吸作用均以葡萄糖为呼吸底物。３．有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的摩尔数比（以葡萄糖为呼吸底物）（１）有氧呼吸中，葡萄糖∶Ｏ２∶ＣＯ２＝１∶６∶６。（２）无氧呼吸中，葡萄糖∶ＣＯ２∶酒精＝１∶２∶２或葡萄糖∶乳酸＝１∶２。（３）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ＣＯ２摩尔数之比为１∶３。（４）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的Ｏ２摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生ＣＯ２摩尔数之和的比为３∶４。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋（２０１９北师大广东石竹附校第一次月考，２２）若酵母菌呼吸消耗的Ｏ２与释放ＣＯ２的量如图，图中四种状态下，有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值，正确的是（　　）Ａ．甲，１／５Ｂ．乙，１／３Ｃ．丙，２／３Ｄ．丁，２／３思路导引　知识储备有氧呼吸中，葡萄糖∶Ｏ２∶ＣＯ２＝１∶６∶６→分析判断→无氧呼吸中，葡萄糖∶ＣＯ２∶酒精＝１∶２∶２→解析　酵母菌有氧呼吸分解１分