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第二講 ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸,,一、有氧呼吸動(dòng)漫演示更形象 1．寫(xiě)出有氧呼吸的反應(yīng)式,［知識(shí)梳理］,2．填寫(xiě)有氧呼吸的過(guò)程圖解,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),少量能量,線粒體基質(zhì),少量能量,線粒體內(nèi)膜,大量能量,3．對(duì)有氧呼吸過(guò)程中有關(guān)問(wèn)題的理解,,,,,,,,,【點(diǎn)撥】 線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。原核生物無(wú)線粒體，但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸，如藍(lán)藻、好氧細(xì)菌等。 二、無(wú)氧呼吸 1．寫(xiě)出兩種類(lèi)型無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式,2．填寫(xiě)無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所和過(guò)程 (1)場(chǎng)所： 。 (2)過(guò)程： ①第一階段：與有氧呼吸第一階段完全相同。 ②第二階段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成 或者轉(zhuǎn)化為 。 (3)產(chǎn)生能量：無(wú)論哪種無(wú)氧呼吸都只在 階段釋放少量能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中大部分能量則存留在不徹底的氧化產(chǎn)物中。,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),酒精和二氧化碳,乳酸,第一,【思考】 作物栽培時(shí)要及時(shí)松土透氣，稻田需要定期排水，這樣有什么好處？ 提示：作物栽培時(shí)要及時(shí)松土透氣，有利于根系的有氧呼吸，促進(jìn)根對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收；稻田需要定期排水，否則會(huì)因根進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量的酒精，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根腐爛。,三、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 1．酵母菌的代謝類(lèi)型和細(xì)胞呼吸方式,兼性厭氧型,有氧呼吸,無(wú)氧呼吸,2．填寫(xiě)產(chǎn)物檢測(cè)的試劑和現(xiàn)象,變渾濁,溴麝香草酚藍(lán),由藍(lán)變綠再變黃,灰綠色,重鉻酸鉀,3.探究過(guò)程,酶母菌,葡萄糖,澄清石,灰水,溴麝香草酚,藍(lán)水,重銘酸,鉀,酸性,灰綠色,NaOH,酶母菌,石灰水,石灰水,判斷下列有關(guān)細(xì)胞呼吸的敘述。 1．有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。(2010·課標(biāo)卷)( ) 2．有氧和無(wú)氧時(shí)，酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同。(2013·課標(biāo)Ⅱ)( ) 3．檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)過(guò)程中是否產(chǎn)生CO2，可判斷其呼吸方式。(2013·重慶卷) ( ),［自主檢測(cè)］,,√,×,×,4．葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在有氧時(shí)細(xì)胞的呼吸作用。(2012·上海卷)( ) 5．無(wú)氧呼吸不需要O2的參與，該過(guò)程最終有[H]的積累。(2010·課標(biāo)卷)( ) 6．及時(shí)排澇，能防止根細(xì)胞受酒精毒害。(2012·福建卷) ( ) 7．無(wú)氧和零下低溫環(huán)境有利于水果保鮮。(2009·浙江卷) ( ) 8．破傷風(fēng)桿菌適宜生活在有氧的環(huán)境中。(2013·新課標(biāo)Ⅱ) ( ),×,√,×,×,×,考點(diǎn)一 有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的過(guò)程,【核心突破】,細(xì)胞呼吸過(guò)程分析 1．有氧呼吸中氧元素的來(lái)源和去路,,2．反應(yīng)物和產(chǎn)物 (1)CO2是在第二階段產(chǎn)生的，是由丙酮酸和水反應(yīng)生成的，場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)。 (2)O2參與了第三階段，[H]和O2結(jié)合生成水，所以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的水中的氧來(lái)自于O2，場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜。,(3)有氧呼吸過(guò)程中的反應(yīng)物和生成物中都有水，反應(yīng)物中的水用于第二階段和丙酮酸反應(yīng)，生成物中的水是有氧呼吸第三階段[H]和O2結(jié)合生成的。 (4)有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段與O2結(jié)合生成水；無(wú)氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]用于第二階段將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸。,3．能量代謝 (1)有氧呼吸三個(gè)階段都釋放能量產(chǎn)生ATP，而無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放能量產(chǎn)生ATP。 (2)細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分以熱能散失，少部分轉(zhuǎn)移到ATP中。,【易混易錯(cuò)】 有關(guān)細(xì)胞呼吸的4個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)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)不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。,(3)無(wú)氧呼吸只釋放少量能量，其余能量?jī)?chǔ)存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中。 (4)水稻等植物長(zhǎng)期水淹后爛根的原因是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對(duì)細(xì)胞有毒害作用。,【命題預(yù)測(cè)】,考向預(yù)測(cè)一 以流程圖的形式考查細(xì)胞呼吸的過(guò)程,1．(2012·江蘇高考)下圖表示細(xì)胞呼吸作用的過(guò)程，其中1～3代表有關(guān)生理過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是(多選),,A．1和3都具有雙層生物膜 B．1和2所含酶的種類(lèi)不同 C．2和3都能產(chǎn)生大量ATP D．甲、乙分別代表丙酮酸、[H] 【解題關(guān)鍵】,解析 圖示中1表示有氧呼吸第一階段的場(chǎng)所——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖在此被分解為丙酮酸和[H]，并產(chǎn)生少量ATP，所以甲表示丙酮酸；2表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所——線粒體基質(zhì)，丙酮酸和水反應(yīng)生成CO2和[H]，并產(chǎn)生少量ATP，所以乙表示[H]；3表示有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所——線粒體內(nèi)膜，[H]與O2反應(yīng)生成H2O，同時(shí)產(chǎn)生大量ATP。1表示的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無(wú)雙層生物膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不同，所含酶的種類(lèi)也不同，B項(xiàng)正確；2所表示的線粒體基質(zhì)中不能產(chǎn)生大量ATP，C項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)上述分析可知甲表示丙酮酸，乙表示[H]，D項(xiàng)正確。 答案 BD,考向預(yù)測(cè)二 以流程圖的形式考查有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同點(diǎn) 2．下圖表示某綠色植物細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，有關(guān)敘述正確的是,,A．圖中①、②兩物質(zhì)依次是H2O和O2 B．圖中(二)、(三)兩階段產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所都是線粒體 C．圖中(三)階段產(chǎn)生的水中的氫最終都來(lái)自葡萄糖 D．該過(guò)程只能在有光的條件下進(jìn)行，無(wú)光時(shí)不能進(jìn)行,解析 圖中(一)、(二)、(三)分別表示有氧呼吸的第一、二、三階段，前兩個(gè)階段產(chǎn)生[H]，第三個(gè)階段消耗[H]；丙酮酸在水的參與下徹底分解成CO2和[H]，所以有氧呼吸第三階段消耗的[H]最終來(lái)源于葡萄糖和水；有無(wú)光照，不影響呼吸作用。 答案 A,考點(diǎn)二 影響呼吸速率的因素及實(shí)踐應(yīng)用,【核心突破】,,,,,,,影響細(xì)胞呼吸的外部因素分析,【易考明示】 不同氧氣濃度對(duì)呼吸速率的影響 (1)O2濃度為零時(shí)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為零，因?yàn)榧?xì)胞可進(jìn)行無(wú)氧呼吸。 (2)隨著O2濃度的增加，無(wú)氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧氣濃度較低而較弱，細(xì)胞呼吸的總強(qiáng)度較低；但后來(lái)隨著氧氣濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強(qiáng)，細(xì)胞呼吸總強(qiáng)度又增大。,(3)從化學(xué)平衡的角度分析，高濃度的CO2在一定程度時(shí)可以抑制細(xì)胞呼吸。,【命題預(yù)測(cè)】,,考向預(yù)測(cè)一 結(jié)合坐標(biāo)曲線圖考查影響細(xì)胞呼吸的因素,3. (2015杭州月考)如圖表示某高等植物的非綠色器官細(xì)胞呼吸與氧濃度的關(guān)系，下列敘述正確的是,,A．當(dāng)氧氣濃度為b時(shí)，該器官只進(jìn)行有氧呼吸 B．當(dāng)氧氣濃度為a時(shí)，該器官有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖相等 C．曲線Ⅲ中該器官細(xì)胞呼吸發(fā)生的場(chǎng)所是線粒體 D．曲線I也可以表示酵母菌的細(xì)胞呼吸與氧濃度的關(guān)系,【思路點(diǎn)撥】,,解析 曲線Ⅰ表示該器官進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，曲線Ⅲ表示進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，曲線Ⅱ表示該器官進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量。當(dāng)氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸速率為0，該器官只進(jìn)行有氧呼吸，A正確；當(dāng)氧氣濃度為a時(shí)，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相等，但無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍，B錯(cuò)誤；有氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，C錯(cuò)誤；酵母菌是兼性厭氧菌，其細(xì)胞呼吸與氧濃度的關(guān)系如曲線Ⅱ所示，D錯(cuò)誤。 答案 A,4．如圖表示光照、貯藏溫度對(duì)番茄果實(shí)呼吸強(qiáng)度變化的影響。下列有關(guān)敘述中，不正確的是,,A．番茄果實(shí)細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．光照對(duì)番茄果實(shí)呼吸的抑制作用8 ℃時(shí)比15 ℃時(shí)更強(qiáng) C．低溫、黑暗條件下更有利于貯存番茄果實(shí) D．貯藏溫度下降時(shí)果實(shí)呼吸減弱，可能與細(xì)胞內(nèi)酶活性降低有關(guān),解析 番茄果實(shí)細(xì)胞有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均可產(chǎn)生二氧化碳，有氧呼吸第二階段在線粒體中產(chǎn)生二氧化碳，無(wú)氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生二氧化碳，A項(xiàng)正確。計(jì)算“8 ℃時(shí)光照條件下呼吸強(qiáng)度比黑暗條件下呼吸強(qiáng)度的減少量占黑暗條件下呼吸強(qiáng)度的百分比”與“15 ℃光照條件下呼吸強(qiáng)度比黑暗條件下呼吸強(qiáng)度的減少量占黑暗條件下呼吸強(qiáng)度的百分比”，進(jìn)行比較可知，B項(xiàng)正確。圖示信息表明，光照條件下細(xì)胞呼吸比黑暗條件下細(xì)胞呼吸弱，所以光照條件下更有利于果實(shí)的貯存，C項(xiàng)錯(cuò)誤。溫度降低會(huì)使與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低，細(xì)胞呼吸減弱，D項(xiàng)正確。 答案 C,【易混易錯(cuò)】 蔬菜、水果與種子儲(chǔ)藏條件的區(qū)別 蔬菜和水果應(yīng)放置在零上低溫、濕度適中、低氧的條件下，而種子應(yīng)儲(chǔ)藏在零上低溫、干燥、低氧條件下，其目的都是降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特點(diǎn)需要一定的濕度才能保持新鮮度，故造成它們?cè)趦?chǔ)藏條件上的差異。,考向預(yù)測(cè)二 以種子萌發(fā)為背景考查細(xì)胞呼吸原理及影響因素 5．(2014·海南)某豆科植物種子萌發(fā)過(guò)程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢(shì)如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：,,(1)在12～24h期間，呼吸速率逐漸增強(qiáng)，在此期間呼吸作用的主要方式是______________呼吸，該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是______________，其產(chǎn)物是__________________。 (2)從第12h到胚根長(zhǎng)出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會(huì)____________，主要原因是 ______________________________________。 (3)胚根長(zhǎng)出后，萌發(fā)種子的________________呼吸速率明顯升高。,解析 (1)據(jù)圖可知，在12～24h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時(shí)的呼吸方式主要是無(wú)氧呼吸；無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。(2)第12h到胚根長(zhǎng)出期間不進(jìn)行光合作用，不能制造有機(jī)物，同時(shí)細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，使有機(jī)物總量下降。(3)胚根長(zhǎng)出后，氧氣的吸收量明顯增多，說(shuō)明有氧呼吸速率明顯提高。,答案 (1)無(wú)氧 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 酒精和二氧化碳 (2)減少 種子不進(jìn)行光合作用，不能制造有機(jī)物，同時(shí)細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，使有機(jī)物總量下降 (3)有氧,考點(diǎn)三 探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式,1．實(shí)驗(yàn)分析 (1)該實(shí)驗(yàn)是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)一般設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究各種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系。對(duì)比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對(duì)照組，均為實(shí)驗(yàn)組，是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式，即相當(dāng)于“相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)”。,【核心突破】,(2)實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格控制O2有無(wú)和檢測(cè)的CO2只來(lái)源于細(xì)胞呼吸是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。,2．本實(shí)驗(yàn)的鑒定試劑及現(xiàn)象,3．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 (1)步驟,③檢查酒精的產(chǎn)生——橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色,【核心突破】,考向預(yù)測(cè)一 實(shí)驗(yàn)裝置,6．(2013·江蘇單科)將圖中果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)操作錯(cuò)誤的是,,A．探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時(shí)打開(kāi)閥a B．經(jīng)管口3取樣檢測(cè)酒精和CO2的產(chǎn)生情況 C．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)改裝后整個(gè)裝置進(jìn)行氣密性檢查 D．改裝時(shí)將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通,解析 圖中管口1為進(jìn)氣口，管口2為排氣孔，管口3可以檢查液體中的成分，因此探究有氧條件下酵母菌的呼吸，應(yīng)打開(kāi)閥門(mén)a通入氧氣，A正確；管口3可以檢測(cè)酒精，管口2可以與澄清石灰水相連以檢查CO2，因此B錯(cuò)誤。 答案 B,考向預(yù)測(cè)二 實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析 7．(2013·廣東理綜)某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備燃料酒精。他們用酶將木薯淀粉降解成單糖。查閱資料后，安裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如圖。,,(1)向發(fā)酵瓶中加入5g酵母菌開(kāi)始試驗(yàn)，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時(shí)間打開(kāi)，并在A通氣口處打氣，以利于________________；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通氣閥②需要偶爾短時(shí)間打開(kāi)，但目的是________________________。 (2)第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有__________________________的濃硫酸溶液來(lái)檢測(cè)酒精。,(3)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和PH值適宜，但酒精含量(＋)比預(yù)期低，我們展開(kāi)了討論，認(rèn)為還有其它影響因素，如__________________，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)此因素進(jìn)行探究并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(用表格形式呈現(xiàn)；用“＋”表示酒精量，最高含量為“＋ ＋ ＋ ＋ ＋”)。 (4)請(qǐng)對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。 ________________________________________________________________________________,解析 (1)圖中的發(fā)酵裝置通氣閥1是進(jìn)氣口，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時(shí)間打開(kāi)，并在A通氣口處打氣，以利于酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，代謝快，增殖快，繁殖大量酵母菌利于后期發(fā)酵；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，產(chǎn)生二氧化碳，裝置內(nèi)氣壓升高，通氣閥②需要偶爾短時(shí)間打開(kāi)，排出部分氣體保持裝置內(nèi)氣壓平衡。 (2)重絡(luò)酸鉀在酸性條件下與酒精發(fā)生顏色反應(yīng)(灰綠色)，用來(lái)鑒定有酒精生產(chǎn)。 (3)影響酵母菌發(fā)酵的因素除了菌種、淀粉酶,解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和PH值外，還有酵母菌數(shù)量等因素，可以通過(guò)以加入的酵母菌種數(shù)量為自變量，以生產(chǎn)的酒精含量為因變量設(shè)置實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，在表格設(shè)計(jì)中要注意對(duì)照原則，等量原則和單一變量原則。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，其結(jié)果應(yīng)該有兩種情況，即如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量也增加，則酵母菌數(shù)量是影響發(fā)酵的因素。如果隨著酵母菌種數(shù)量增加，酒精含量沒(méi)有增加，則酵母菌數(shù)量不是影響發(fā)酵的因素。,答案 (1)提供氧氣使酵母菌大量繁殖 排出產(chǎn)生的二氧化碳以維持溶液PH穩(wěn)定 (2)重鉻酸鉀 (3)酒精濃度 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： ①取五只錐形瓶，標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、5，分別加入等量的酵母粉、葡萄糖培養(yǎng)液和緩沖液。②向錐形瓶中分別加入蒸餾水進(jìn)行稀釋各加入0ml、20ml、40ml、60ml、80ml的水密封，在相同的條件下培養(yǎng)相同的時(shí)間，③一段時(shí)間后測(cè)定溶液中的酒精的量。,(4)溶液稀釋倍數(shù)越高，產(chǎn)生的酒精的量越大，說(shuō)明了酒精濃度越小，越有利于酵母菌的無(wú)氧呼吸的進(jìn)行。,◎ 圖示解讀,細(xì)胞呼吸方式的判斷方法 根據(jù)氣體變化特點(diǎn)判斷細(xì)胞呼吸方式 在以C6H12O6為呼吸底物的情況下，CO2的釋放量和O2的消耗量是判斷細(xì)胞呼吸方式的重要依據(jù)，方法如下：,,【特別提醒】 由于脂肪含H量高于糖類(lèi)，因此耗氧量多。若以脂肪為呼吸底物，進(jìn)行有氧呼吸，會(huì)出現(xiàn)O2消耗量＞CO2釋放量的情況。,【典例訓(xùn)練】 1．將等量且足量的蘋(píng)果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1小時(shí)后，測(cè)定O2的吸收量和CO2釋放量如下表所示。下列分析正確的是,A.O2濃度越高，蘋(píng)果果肉細(xì)胞有氧呼吸越旺盛，產(chǎn)生ATP越多 B．O2濃度為3%時(shí)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無(wú)氧呼吸的2倍 C．蘋(píng)果果肉細(xì)胞在O2濃度為3%和7%時(shí)，消耗的葡萄糖量相等 D．蘋(píng)果果肉細(xì)胞在O2濃度為5%～25%時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸,解析 從表格看出，O2濃度達(dá)到5%以后即只進(jìn)行有氧呼吸，且達(dá)到20%后即不再隨O2濃度升高而有氧呼吸加強(qiáng)了；O2濃度為3%時(shí)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無(wú)氧呼吸的1/2倍；蘋(píng)果果肉細(xì)胞在O2濃度為3%時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，而在7%時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸，消耗的萄糖量不相等。 答案 D,組織細(xì)胞呼吸速率的測(cè)定 1．測(cè)定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置與原理,◎ 實(shí)驗(yàn)探究,,(1)裝置(如圖) (2)指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來(lái)表示。 (3)原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的水滴左移。單位時(shí)間內(nèi)水滴左移的體積即表示呼吸速率。,2．物理誤差的校正 (1)如果實(shí)驗(yàn)材料是綠色植物，整個(gè)裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。 (2)如果實(shí)驗(yàn)材料是種子，為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)對(duì)裝置及所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。,(3)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。 【知能拓展】 用脂肪(或脂質(zhì))含量高的種子，如油料種子做測(cè)定實(shí)驗(yàn)，則水滴移動(dòng)更明顯(因其消耗O2量更大)。,【典例訓(xùn)練】 2. (2014·沈陽(yáng)質(zhì)檢)圖1表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過(guò)程，A～E表示物質(zhì)，①～④表示過(guò)程。圖2的實(shí)驗(yàn)裝置用來(lái)探究消毒過(guò)的小麥種子在萌發(fā)過(guò)程中的細(xì)胞呼吸方式(假定：葡萄糖為種子細(xì)胞呼吸過(guò)程中的唯一底物)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。,,(1)圖1中，產(chǎn)生物質(zhì)B的過(guò)程②和④的酶分別存在于細(xì)胞的________________、_________；物質(zhì)C、D、E的名稱(chēng)依次是______________、______________、________________。 (2)圖1中細(xì)胞呼吸的中間代謝過(guò)程①、③、④均有能量釋放，其中釋放能量最多的是__________(填序號(hào))。,(3)圖2實(shí)驗(yàn)裝置乙中，KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是______________。實(shí)驗(yàn)裝置甲中，清水中放置筒狀濾紙的目的是______________________。 (4)若實(shí)驗(yàn)后，乙裝置的墨滴左移，甲裝置的墨滴不動(dòng)，則小麥種子萌發(fā)的過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是____________；若實(shí)驗(yàn)后，乙裝置的墨滴左移，甲裝置的墨滴右移，則小麥種子萌發(fā)的過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是__________________。,(5)為校正裝置甲、乙中因物理因素引起的氣體體積變化，還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置。對(duì)照裝置應(yīng)如何設(shè)置？___________________________________。 解析 圖1中物質(zhì)B代表CO2，②和④分別代表無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的第二階段。有氧呼吸第三階段過(guò)程③釋放的能量最多。圖2中若乙裝置墨滴左移，說(shuō)明存在有氧呼吸吸收了氧氣；甲裝置墨滴不動(dòng)，說(shuō)明僅進(jìn)行有氧呼吸；若甲裝置墨滴右移，說(shuō)明存在無(wú)氧呼吸釋放二氧化碳。為校正物理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，應(yīng)該設(shè)置一組不進(jìn)行呼吸(萌發(fā)的種子換成等量死亡的種子)的對(duì)照裝置。,答案 (1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 [H] O2 酒精 (2)③ (3)增大吸收二氧化碳的面積 消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾 (4)有氧呼吸 有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 (5)將甲、乙兩裝置中萌發(fā)的小麥種子換成等量的煮沸殺死的小麥種子,,,,,,,,,,,有氧呼吸,無(wú)氧呼吸,溫度、氧濃度、水分和 礦質(zhì)離子等,［高考體驗(yàn)］,1．(2014·重慶卷)題圖為乙醇在人體內(nèi)主要的代謝過(guò)程。下列相關(guān)敘述，正確的是,A．乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸發(fā)生的氧化反應(yīng)，均由同一種氧化酶催化 B．體內(nèi)乙醇濃度越高，與乙醇分解相關(guān)的酶促反應(yīng)速率越快 C．乙醇經(jīng)代謝產(chǎn)生的[H]可與氧結(jié)合生成水，同時(shí)釋放能量 D．正常生理情況下，人體分解乙醇的速率與環(huán)境溫度呈正相關(guān),解析 酶具有專(zhuān)一性，在乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸的代謝過(guò)程中至少經(jīng)歷兩個(gè)步驟，需要不同的酶催化，A錯(cuò)誤。當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，酶促反應(yīng)速率會(huì)隨著底物濃度增加而加快，當(dāng)達(dá)到一定值后，由于酶量有限，反應(yīng)速率不再隨意底物濃度增加而加快，B錯(cuò)誤。乙醇經(jīng)代謝后可參與有氧呼吸，在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生[H]，與氧氣結(jié)合后生成水釋放大量能量 ，C正確。人是恒溫動(dòng)物，環(huán)境溫度不影響體內(nèi)溫度，不會(huì)影響分解乙醇的速率，D錯(cuò)誤。 答案 C,2．(2012·上海高考)下圖表示細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解的反應(yīng)式。下列關(guān)于該過(guò)程的說(shuō)法正確的是,A．只發(fā)生在細(xì)胞有氧時(shí) B.只發(fā)生在細(xì)胞缺氧時(shí) C．只發(fā)生在線粒體內(nèi) D.只發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi),解析 題干反應(yīng)式可表示有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的第一階段，兩者都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。 答案 D,3．(2013·江蘇單科)將江蘇某地當(dāng)年收獲的小麥秸稈剪成小段，于7月20日開(kāi)始分別進(jìn)行露天堆放、水泡和土埋3種方式的處理，3次重復(fù)，每隔15天檢測(cè)一次秸稈腐解殘留量，結(jié)果見(jiàn)下圖。下列分析合理的是(多選),,A．秸稈還田后翻耕土埋應(yīng)是利用秸稈的合理方法 B．土壤中的空氣和水分條件有利于多種微生物對(duì)秸稈的分解 C．如果將處理開(kāi)始時(shí)間提早30天，則3條曲線的位置將呈現(xiàn)上移趨勢(shì) D．從堆放、水泡2條曲線可以推測(cè)好氧性微生物分解能力高于厭氧性生物,解析 由圖可知土埋方式下殘留物下降最快，即分解最快，因此是還田后合理的處理方式，A正確；微生物分解作用包括體外有機(jī)物分解和體內(nèi)細(xì)胞呼吸作用，土壤中一定的空氣和水分條件有利于細(xì)胞呼吸，B正確；如果處理時(shí)間提前，則處理期間的平均溫度比原處理的平均溫度要高，微生物分解作用強(qiáng)，故秸稈的殘留量會(huì)呈現(xiàn)下移趨勢(shì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；堆放時(shí)氧氣較為充足，而殘留物的減少速率最慢，可推測(cè)好氧型微生物的分解能力弱于厭氧性微生物，D錯(cuò)誤。 答案 AB,4．(2014·江蘇卷)某同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的發(fā)酵裝置，下列有關(guān)敘述正確的是(多選),,A．該裝置可阻止空氣進(jìn)入，用于果酒發(fā)酵 B．該裝置便于果酒發(fā)酵中產(chǎn)生的氣體排出 C．去除彎管中的水，該裝置可滿足果醋發(fā)酵時(shí)底層發(fā)酵液中大量醋酸菌的呼吸 D．去除彎管中的水后，該裝置與巴斯德的鵝頸瓶作用相似,解析 該裝置中注水的彎曲部分可阻止空氣進(jìn)入，能用于果酒發(fā)酵，A正確；果酒發(fā)酵產(chǎn)生的CO2可溶解在彎管的水中，進(jìn)一步通過(guò)水排出，B正確；醋酸菌是好氧菌，因沒(méi)有通入無(wú)菌空氣，去除彎管中的水后也不能滿足底層發(fā)酵液中醋酸菌的呼吸需求，C錯(cuò)誤；去除彎管中的水后，該裝置的彎管部分也能防止空氣中的微生物進(jìn)入，與巴斯德的鵝頸燒瓶作用類(lèi)似，D正確。 答案 ABD,5. (2011·安徽高考)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10 ℃～30 ℃之間的兩個(gè)不同溫度。下列分析正確的是,,A．與t1相比，t2時(shí)呼吸速率高峰出現(xiàn)時(shí)間推遲且峰值低，不利于葉片貯藏 B．與t2相比，t1時(shí)乙烯產(chǎn)生量高峰出現(xiàn)時(shí)間提前且峰值高，有利于葉片貯藏 C．t1、t2條件下呼吸速率的變化趨勢(shì)相似，t1t2，t1時(shí)不利于葉片貯藏 D．t1、t2條件下乙烯產(chǎn)生量的變化趨勢(shì)相似，t1t2，t1時(shí)不利于葉片貯藏,解析 本題考查細(xì)胞代謝(呼吸作用)和植物的激素調(diào)節(jié)等有關(guān)知識(shí)，意在考查獲取信息的能力。依圖示可知，與t2相比，t1溫度條件下，葉片的呼吸速率和乙烯產(chǎn)生量的高峰出現(xiàn)時(shí)間提前且峰值高，不利于葉片貯藏。 答案 C,