高中生物一輪總復(fù)習(xí) 第11講 ATP的主要來源——細胞呼吸課件（必修1）

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1、 一、有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析 1、有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2過程分析： (1)無氧呼吸的第二階段是第一階段產(chǎn)生的H將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸的過程。 (2)有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物，又是生成物，且H2O中的氧全部來自于O2。 (3)有氧呼吸的三個階段共同的產(chǎn)物是ATP，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。 【特別提醒】不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其原因在于催化反應(yīng)的酶不同。 原核生物無線粒體，有些原核生物(如空氣中的細菌、硝化細菌、藍藻等)仍可進行有氧呼吸。 只能進行無氧呼吸的真核生物(如蛔蟲)，其細胞內(nèi)無線粒體。 3ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系 (1)A點表示

2、在無氧條件下，細胞可通過進行無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。 (2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。 (3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 應(yīng)用指南：不要把ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系畫成如下圖所示的曲線： 【例1】下列有關(guān)細胞呼吸的敘述，正確的是() A有氧呼吸過程中氧氣直接氧化分解有機物 B無氧呼吸是沒有氧氣參與的氧化分解 C細胞呼吸中釋放的能量大部分貯存在ATP中 D用創(chuàng)可貼包扎傷口是為了給傷口的細胞供氧B 【解析】本題主要考查

3、細胞呼吸的有關(guān)知識。A選項中，O2只在第三階段與第一、二階段產(chǎn)生的H結(jié)合生成水，不直接氧化分解有機物。C選項中，細胞呼吸中釋放的能量大部分轉(zhuǎn)化為熱量，只有少部分的能量轉(zhuǎn)移到ATP中。用創(chuàng)可貼包扎傷口不是為了給傷口的細胞供氧，而是抑制厭氧病原菌的繁殖且創(chuàng)可貼中含有治療藥。 二、“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗 1“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗分析 (1)實驗探究過程 提出問題：酵母菌使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精是在有氧還是無氧條件下？酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物是什么？ 作出假設(shè)：針對上述問題，根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗(如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等)作出合理的假設(shè) 設(shè)計并進行實驗 配制酵母菌培

4、養(yǎng)液 檢驗CO2的產(chǎn)生，實驗裝置如圖所示 檢測酒精的產(chǎn)生： 自A、B中各取2 mL濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液振蕩并觀察溶液中顏色變化 實驗現(xiàn)象 甲、乙兩裝置中石灰水都變混濁，但甲中混濁程度高且速度快 2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色 實驗結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳。 (2)實驗中的關(guān)鍵步驟 將裝置(甲)連通橡皮球，讓空氣間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶，既保證O2的充分供應(yīng)，又使進

5、入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶，清除空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶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。 B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。 2酵母菌細胞呼吸類型的判斷 (1)若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進行無氧呼吸(圖中A點)。 (2)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多，則兩種呼吸同時存在(圖中AC段)。 (3)若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等，則只進行有氧呼吸(圖中C點以后)。 (4)B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示)，此時CO

6、2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值(10%)以上時，無氧呼吸消失，細胞只進行有氧呼吸。 【例1】下圖為“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗裝置。對該圖分析不合理的是() A該實驗可以證明酵母菌是兼性厭氧菌 B甲、乙兩裝置應(yīng)置于相同且適宜的溫度下 C在相同時間內(nèi)，C、E瓶中混濁程度相同 DA瓶中加入NaOH是為了吸收空氣中CO2C 【解析】本題主要考查“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗。圖甲是在有氧條件下酵母菌的培養(yǎng)情況，圖乙是在無氧條件下酵母菌的培養(yǎng)情況，雖然酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸都產(chǎn)生CO2，但量不同，因此C、E瓶中混濁程度是不相同的。 三、影響細胞呼吸的環(huán)境因素及細胞呼吸原理的應(yīng)用

7、 1呼吸速率與溫度的關(guān)系 (1)最適溫度時，細胞呼吸最強，超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制；低于最適溫度酶活性下降，細胞呼吸受抑制。 (2)生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下貯存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當降溫，降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高產(chǎn)量。 2呼吸速率與O2濃度的關(guān)系 (1)O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢；隨O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強；但當O2濃度達到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。 (2)生產(chǎn)上常利用適當降低氧氣濃度等能夠抑制細胞呼吸、減少有機物消耗的原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間，中

8、耕松土增加根的有氧呼吸；在醫(yī)療上選用透氣的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，可抑制厭氧病原菌的繁殖。 3呼吸速率與含水量的關(guān)系 (1)在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。 (2)在作物種子儲藏時，將種子風(fēng)干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗。 【友情提醒】(1)種子、蔬菜和水果在儲藏時都應(yīng)在低溫、低氧條件下，不同的是種子還應(yīng)保持干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫。 (2)不同種類的植物呼吸速率不同；同一植物的不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。 【例3】新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎(chǔ)

9、。新陳代謝的正常進行要受多種環(huán)境因素的影響。 .下圖是以丙酮酸為中心的生物代謝途徑。請回答有關(guān)問題： (1)如果圖中C過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，則圖中可能代表的物質(zhì)是_。 (2)丙酮酸通過圖中D過程氧化分解釋放的能量的去向是_。 .在可以調(diào)節(jié)溫度的溫室里栽培番茄，以研究晝夜溫差對番茄生長的影響，實驗結(jié)果如圖所示。曲線A是根據(jù)番茄植株在日溫為26 、夜溫如橫坐標所示的溫度范圍內(nèi)測定的數(shù)據(jù)繪制的。曲線B是根據(jù)番茄植株在晝夜恒溫的情況下，如橫坐標所示的溫度范圍內(nèi)測定的數(shù)據(jù)繪制的。 (3)以夜間溫度為5 時，曲線A反映出的莖的生長速率比曲線B反映出的要快，你認為其中的原因是什么？_。 (4)從曲線A中可

10、以看出，莖在夜間溫度為20 時的生長速率比在10 時要快，你認為其中的原因是什么？_。 (5)是否晝夜溫差越大，對番茄的生長就越有利？能夠證明你的觀點的是哪一條曲線？_。 【解析】本題主要考查細胞呼吸及其原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，具有較強的綜合性和難度。(1)丙酮酸在細胞質(zhì)基質(zhì)中，在不同酶的催化作用下，可分解成酒精和CO2或者轉(zhuǎn)化為乳酸。(2)細胞呼吸所釋放的能量一部分儲存在ATP中，其余的以熱能形式散失掉。(3)在夜溫相同的情況下，適當提高白天的溫度有利于有機物的積累。(4)植物生長需要物質(zhì)和能量，代謝旺盛的條件下，可為植物生長提供較多的物質(zhì)和能量。(5)從曲線A可以看出，并非晝夜溫差越大，莖

11、的生長速率就越快 【答案】 .(1)乳酸或酒精和二氧化碳(2)一部分儲存在ATP中，其余的都以熱能的形式散失 .(3)夜溫相同，夜間消耗有機物量相同；在該夜溫時，A曲線比B曲線的日溫高，利于有機物積累，利于莖的生長(其他合理答案也可) (4)日溫相同，有機物積累量相同；植物代謝強度在夜溫20時比夜溫10時旺盛，生成的植株生長所需的代謝產(chǎn)物和能量等都比較多，從而利于莖的生長(其他合理答案也可) (5)否。曲線A1在呼吸作用過程中，有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸發(fā)酵。2部分真核細胞無線粒體，只能進行無氧呼吸。如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細胞。3不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直

12、接原因在于催化反應(yīng)的酶不同。 1.(2011山東)某興趣小組在室溫下進行了酵母菌無氧呼吸的探究實驗(如圖)。下列分析錯誤的是( )A滴管中冒出的氣泡是反應(yīng)產(chǎn)生CO2的結(jié)果B試管中加水的主要目的是制造無氧環(huán)境C若試管中的水換成冷水，氣泡釋放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP，其余的存留在酒精中D 【解析】無氧呼吸釋放的能量還有一部分以熱能的形式散失了。2.(2011安徽)某種蔬菜離體葉片在黑暗中不同溫度條件下呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量的變化如圖所示，t1、t2表示1030 之間的兩個不同溫度。下列分析正確的是( ) 3.(2009安徽)現(xiàn)有等量的A、B兩個品種的小麥種子，將它們分別置于

13、兩個容積相同、密封的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量(等量)的水。在25 條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示。請回答： (1)在t1t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子的_引起的，A種子比B種子的呼吸速率_，A、B種子釋放CO2量的變化趨勢是_。 (2)在0t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是_。有氧呼吸快先遞增后遞減種子的無氧呼吸產(chǎn)生了CO2 【解析】本題考查細胞呼吸的有關(guān)知識。 (1)在t1t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子進行有氧呼吸引起的，A種子比B種子消耗氧氣的速率快，所以A種子比B種子呼吸速率快。因為每消耗1 mol氧氣，就產(chǎn)生1 mol CO2，所以從圖可以看出A

14、、B種子釋放CO2量的變化趨勢都是先遞增后遞減。 (2)在0t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，而O2含量不變，主要原因可能是種子的無氧呼吸產(chǎn)生了CO2。4.下列關(guān)于人體內(nèi)有氧呼吸和無氧呼吸的比較，正確的是( ) A二氧化碳只是有氧呼吸的產(chǎn)物 B葡萄糖只能作為有氧呼吸分解的底物 C還原性氫只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生 D無氧呼吸的兩個階段也都能釋放能量A【解析】選A。人體中的無氧呼吸是進行乳酸發(fā)酵，不會產(chǎn)生二氧化碳；葡萄糖既能作為有氧呼吸的底物，也能作為無氧呼吸的底物；還原性氫在無氧呼吸第一階段也能產(chǎn)生；無氧呼吸的第二階段不釋放能量。5.(2011廣雅中學(xué)測試)以下甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器

15、官CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述不正確的是( )A甲圖中氧濃度為a時的情況對應(yīng)的是乙圖中的K點B甲圖中氧濃度為b時的情況對應(yīng)的是乙圖中的MN段C甲圖的a、b、c、d四個濃度中c是最適合貯藏的D甲圖中氧濃度為d時沒有酒精產(chǎn)生6.(原創(chuàng))細胞內(nèi)糖分解代謝過程如下圖所示，下列敘述錯誤的是( )BA植物細胞能進行過程和或過程和B酵母細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中能進行過程和C哺乳動物細胞內(nèi)，過程比過程釋放的能量多D無氧呼吸的酵母細胞內(nèi)，過程產(chǎn)生H，過程消耗H【解析】酵母細胞有氧呼吸的產(chǎn)物是CO2和水，其中水和CO2的生成發(fā)生于線粒體中，而不是細胞質(zhì)基質(zhì)。酶(3)現(xiàn)給你如下試劑：丙酮酸及完全營養(yǎng)液(不含糖)，蒸餾水，吸管若干，新配制的澄清石灰水。請繼續(xù)乙的實驗，探究丙酮酸水解發(fā)生的場所。第三步：取等量且少量的試管1及試管2中的溶液分別置于編號為A、B的兩支試管內(nèi)，再取等量的丙酮酸及完全營養(yǎng)液(不含糖)分別加入A、B兩支試管內(nèi)。第四步：一段時間后，分別加入兩滴新配制的澄清石灰水，觀察現(xiàn)象。預(yù)測實驗現(xiàn)象及結(jié)論：現(xiàn)象A試管出現(xiàn)混濁，B試管無現(xiàn)象。結(jié)論丙酮酸分解的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)?，F(xiàn)象A試管無現(xiàn)象，B試管出現(xiàn)混濁。結(jié)論丙酮酸分解的場所是線粒體基質(zhì)。現(xiàn)象A、B兩支試管都出現(xiàn)混濁。結(jié)論丙酮酸的分解既發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，又發(fā)生在線粒體基質(zhì)中。