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第八講 ATP的主要來源—— 細(xì)胞呼吸,,第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,1. CO2可使澄清石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。 2．在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。 3．有水產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸。 4．有氧呼吸和無氧呼吸的實質(zhì)都是氧化分解有機(jī)物，釋放能量。兩者的不同是丙酮酸繼續(xù)氧化所需的酶不同。 5．糧食種子保存的條件是零上低溫、低氧、干燥；果蔬貯藏的條件是零上低溫、低氧、中等濕度。,6．提倡慢跑，防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹。 7．進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的有人和動物、乳酸菌、玉米胚、馬鈴薯塊莖和甜菜塊根。,[基礎(chǔ)回扣] 一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式 1．酵母菌的代謝類型和呼吸方式 (1)代謝類型：在有氧和無氧的條件下都能生存， 屬 型。 (2)呼吸方式：在有氧條件下進(jìn)行 呼吸； 在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸。,兼性厭氧,有氧,2．產(chǎn)物檢驗 (1)CO2：①澄清 變渾濁；② 水溶液，由藍(lán)變____再變黃。 (2)酒精：在 條件下，可以使 的重鉻酸鉀變?yōu)榛揖G色。 3．對比實驗：設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的 ，來探究某種因素與實驗對象的關(guān)系的實驗。 [解惑] 檢驗汽車司機(jī)是否喝了酒就是利用酸性條件下的重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。,石灰水,溴麝香草酚藍(lán),酸性,橙色,比較分析,綠,二、細(xì)胞呼吸方式及應(yīng)用 1．有氧呼吸 (1)過程,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),3．細(xì)胞呼吸的應(yīng)用 (1)作物栽培時要及時松土透氣，防止土壤板結(jié)，有利于根系的有氧呼吸，保證能量供應(yīng)，促進(jìn)根對無機(jī)鹽的吸收。 (2)稻田需定期排水，否則會因根進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量的酒精，對細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根腐爛。 (3) “創(chuàng)可貼”包扎傷口。使用“創(chuàng)可貼”或透氣的紗布是為了抑制細(xì)菌無氧呼吸，抑制厭氧型細(xì)菌生長。 (4)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)。酵母菌發(fā)酵產(chǎn)酒的過程中可以通過控制通氣來提高酒精產(chǎn)量。,[解惑] 慢跑過程中所需能量主要由有氧呼吸提供，劇烈運(yùn)動(如5000米跑、馬拉松等)也主要由有氧呼吸提供能量。下圖表示人體在不同距離的跑步過程中，有氧呼吸和無氧呼吸供能的百分比(假設(shè)能量全部來自糖類的分解),從圖中可以看出，跑步距離越短，無氧呼吸供能所占比例越大；跑步距離越長，有氧呼吸供能所占比例越大。,三、細(xì)胞呼吸的實質(zhì)、意義和影響因素 1．實質(zhì)： 有機(jī)物、釋放 、合成 。 2．意義 (1)為生物體的生命活動 。 (2)是體內(nèi)各物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的樞紐(丙酮酸)，為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。,氧化分解,能量,ATP,提供能量,3．影響因素 (1)內(nèi)因：不同生物之間、同種生物的不同器官、不同發(fā)育期呼吸速率存在差異。 (2)外因： 、 、CO2濃度、水等。,溫度,O2濃度,[優(yōu)化落實] 考查一 探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式 1．[判一判] (1)酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無氧呼吸( ) (2)根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時間長短，可檢測酵母菌產(chǎn)生CO2的多少 ( ) (3)酒精與酸性重鉻酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)，變成橙色( ),√,√,×,考查二 細(xì)胞呼吸方式 2．[判一判] (1)無氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不屬于氧化反應(yīng)( ) 提示 無氧呼吸也是呼吸作用，其本質(zhì)也是氧化分解釋放能量。 (2)肺炎雙球菌無線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸( ) (3)無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累 ( ),×,√,×,(4)細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行( ) (5)有氧呼吸的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)中( ) 提示 有氧呼吸包括三個階段，分別在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體兩個場所中進(jìn)行。 (6)有水產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸( ),√,√,√,(7)人體劇烈運(yùn)動時，CO2/O21，即CO2既可在線粒體又可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生 ( ) 提示 人體無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，無CO2產(chǎn)生，即CO2只能通過有氧呼吸在線粒體中產(chǎn)生，故CO2/O2＝1。 (8)無氧呼吸對生物體都有害( ) (9)破傷風(fēng)桿菌在有氧條件下能大量繁殖( ) (10)人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸( ),×,×,×,√,考查三 細(xì)胞呼吸的實質(zhì)、意義和影響因素 3．[判一判] (1)種子呼吸速率下降有利于干物質(zhì)合成( ) (2)呼吸作用產(chǎn)生的能量均以熱能散失( ) (3)小麥種子萌發(fā)過程中有氧呼吸逐漸減弱( ) (4)水果貯藏在完全無氧的環(huán)境中，可將損失減小到最低程度( ) 提示 低氧環(huán)境中消耗有機(jī)物最少，并不是完全無氧環(huán)境下。,×,×,×,×,考點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸過程 [關(guān)鍵點(diǎn)擊] 1．有氧呼吸與無氧呼吸過程,,2．有氧呼吸過程中各元素的來源和去路,3．有氧呼吸和無氧呼吸比較,,[易錯清零] 易錯點(diǎn)1 真核生物細(xì)胞呼吸場所并非只是線粒體：①有氧呼吸的第一階段，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；第二、三階段在線粒體中進(jìn)行。②無氧呼吸始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。③無線粒體的真核細(xì)胞(或生物)只能進(jìn)行無氧呼吸，如成熟紅細(xì)胞，蛔蟲等。④原核細(xì)胞生物無線粒體，也可能進(jìn)行有氧呼吸，如好氧性細(xì)菌等。 易錯點(diǎn)2 不產(chǎn)生CO2的呼吸一定是無氧呼吸，如乳酸發(fā)酵；產(chǎn)生CO2的細(xì)胞呼吸不一定就是有氧呼吸，如無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2；人體產(chǎn)生CO2的細(xì)胞呼吸一定是有氧呼吸。,易錯點(diǎn)3 有氧呼吸的第一、二階段不需要O2，只有第三階段需要O2。 易錯點(diǎn)4 有O2參與的有氧呼吸過程是氧化分解過程；沒有O2參與的無氧呼吸過程也是物質(zhì)氧化分解過程。 易錯點(diǎn)5 脂肪與葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于產(chǎn)生CO2量。,[演練提升] 1．(2015·濰坊聯(lián)考)測定下列哪一項，可簡便而且準(zhǔn)確判斷貯存的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式( ) A．有無酒精生成 B．有無水生成 C．有無有機(jī)物消耗 D．O2消耗量與CO2生成量的比值,解析 O2消耗量與CO2生成量可以簡便、準(zhǔn)確地測定，若二者比值等于1，則小麥種子進(jìn)行的是有氧呼吸，若比值為0進(jìn)行的是無氧呼吸，若比值在0～1之間，有氧呼吸和無氧呼吸同時存在。 答案 D,2．下列關(guān)于呼吸作用的敘述，正確的是( ) A．細(xì)胞供糖不足時，無氧呼吸可將脂肪氧化為乳酸或酒精 B．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 C．無氧呼吸不需要O2，導(dǎo)致該過程最終有[H]的積累 D．質(zhì)量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多,解析 細(xì)胞供糖不足時，脂肪需要先轉(zhuǎn)化為糖類才可經(jīng)有氧呼吸或無氧呼吸供能；有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水；無氧呼吸產(chǎn)生的[H]用于生成乳酸或酒精。 答案 D,【解題技巧】 細(xì)胞呼吸類型的判斷 1．無CO2釋放時，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。 2．不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。 3．當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。 4．當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時，細(xì)胞同時進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸，此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢，如下：,3．外界因素 (1)溫度 ①曲線：,(2)O2濃度 ①曲線： ②解讀：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(qiáng)。當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后，隨O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。,,(3)含水量 ①曲線： ②解讀：在一定范圍內(nèi)，細(xì)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。當(dāng)含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。 ③應(yīng)用：作物栽培中，合理灌溉；糧食在收倉前要進(jìn)行晾曬處理；干種子萌發(fā)前進(jìn)行浸泡處理。,,(4) CO2濃度 ①曲線： ②解讀：CO2是細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，對細(xì)胞呼吸具有抑制作用。 ③應(yīng)用：增加CO2濃度(或充入N2)可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，有利于水果和蔬菜的保鮮。,,[易錯清零] 易錯點(diǎn)1 影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，可采取供水、升溫、高氧等措施；若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。 易錯點(diǎn)2 儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲藏時都應(yīng)在低溫、低氧條件下，低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，一般為零上低溫；種子儲存時應(yīng)保持干燥，而蔬菜、水果儲存時應(yīng)保持一定的濕度。 易錯點(diǎn)3 O2濃度為零時，有氧呼吸強(qiáng)度為0，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為0，此時細(xì)胞還進(jìn)行無氧呼吸。,[演練提升] 3．下列敘述符合生物學(xué)原理的是( ) A．水稻根部主要進(jìn)行無氧呼吸，所以能長期適應(yīng)缺氧環(huán)境 B．快速登山時，人體的能量主要來自有機(jī)物分解產(chǎn)生二氧化碳的過程 C．蔬菜在低氧、干燥、低溫的環(huán)境中，可延長保鮮時間 D．淀粉經(jīng)發(fā)酵可產(chǎn)生酒精，是通過乳酸菌的無氧呼吸實現(xiàn)的,解析 氧氣從水稻中空的莖可到達(dá)根部細(xì)胞，水稻根部主要進(jìn)行的是有氧呼吸，故A錯；蔬菜儲藏環(huán)境應(yīng)該是低氧、零上低溫和具有一定濕度，故C錯；淀粉先水解成葡萄糖，再由酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，才能產(chǎn)生酒精，故D錯；劇烈運(yùn)動時，人體的能量供應(yīng)主要是來自有氧呼吸將有機(jī)物分解成二氧化碳和水的過程，故B正確。 答案 B,4．(2015·武漢調(diào)研)如圖表示光照、貯藏溫度對番茄果實呼吸強(qiáng)度變化的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是( ),A．番茄果實細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．光照對番茄果實呼吸的抑制作用8 ℃時比15 ℃時更強(qiáng) C．低溫、黑暗條件下更有利于貯存番茄果實 D．貯藏溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細(xì)胞內(nèi)酶活性降低有關(guān),解析 番茄果實細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，場所分別是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A項說法正確。由題圖可以看出B項說法正確。低溫、光照條件下更有利于番茄果實的貯存，C項說法錯誤。溫度降低，呼吸酶的活性降低，細(xì)胞呼吸減弱，D項說法正確。 答案 C,【解題技巧】 (1)夜間，植物只進(jìn)行呼吸作用，消耗有機(jī)物，因此要適當(dāng)降低溫度，抑制植物的呼吸作用，減少植物有機(jī)物的消耗，從而提高植物產(chǎn)量。 (2)人和動物、乳酸菌等生物在進(jìn)行無氧呼吸是產(chǎn)生的為乳酸，而不是酒精和CO2。 (3)糧食種子保存的條件是零上低溫、低氧、干燥；果蔬貯藏的條件是零上低溫、低氧、具有一定濕度。 (4)溫度是通過影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性來影響呼吸速率。,2．實驗流程 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進(jìn)行的？酵母菌在有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物分別是什么？ 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)計并實驗：(1)配制酵母菌培養(yǎng)液； (2)檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示：,(3)檢測酒精的產(chǎn)生：自A、B中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的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→振蕩并觀察溶液的顏色變化 實驗現(xiàn)象：CO2檢測：甲、乙兩裝置中澄清的石灰水都變混濁，且甲中混濁程度高、變化快 酒精檢測：2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管中溶液不變色,,,二、探究細(xì)胞呼吸方式的實驗裝置 欲確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：,2. 實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論,,[易錯清零] 易錯點(diǎn)1 探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式實驗中通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 易錯點(diǎn)2 探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式實驗中B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產(chǎn)生的。 易錯點(diǎn)3 測定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置中用脂肪(或脂質(zhì))含量高的種子，如油料種子做測定實驗，則液滴移動更明顯(因其消耗O2量更大)。,[演練提升] 5．某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物時，設(shè)計了如下實驗：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈，切成碎屑。向錐形瓶中放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向瓶中充入N2，裝置如圖。下列說法不正確的是( ),A．向錐形瓶中充入N2的目的是制造無氧環(huán)境 B．若溴麝香草酚藍(lán)水溶液不變色，則說明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是酒精發(fā)酵 C．實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖碎屑消毒 D．溴麝香草酚藍(lán)水溶液也可以換成澄清的石灰水,解析 該實驗的目的是研究馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物，故充入N2的目的是制造無氧環(huán)境；若溴麝香草酚藍(lán)水溶液不變色，則說明馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行的是乳酸發(fā)酵；為防止馬鈴薯塊莖上雜菌呼吸作用干擾實驗結(jié)果，實驗前需對馬鈴薯塊莖碎屑消毒；檢驗CO2也可用澄清石灰水。 答案 B,6. 不同種類的種子中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)的種類不同。在科學(xué)研究中常用RQ(RQ＝釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)來表示生物的有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。下面是測定發(fā)芽種子呼吸商的兩個裝置圖：,(1)裝置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_______。 (2)若發(fā)芽的種子已長出幼苗，進(jìn)行該實驗時，則應(yīng)將裝置放置在何種條件下進(jìn)行？________；原因是__________。 (3)小琪同學(xué)來做這個實驗，她將同一種正在發(fā)芽的種子等量分裝入兩個裝置。假定其他操作步驟無誤，她發(fā)現(xiàn)裝置一中的著色液向左移動，而裝置二中的著色液位置卻不發(fā)生改變，則可推定該種子發(fā)芽過程所消耗的能源物質(zhì)主要是________，理由是____________________________________；,若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動，則該種子發(fā)芽過程中所消耗的能源物質(zhì)主要是________，理由是________________________________________________________________________。 (4)裝置二的作用是_______________________________。,解析 (1)據(jù)題干所給信息，本實驗要通過測定發(fā)芽種子的呼吸商，來證明生物的有氧呼吸的能源物質(zhì)的不同。據(jù)呼吸商的計算公式，要求呼吸商必須先求出種子發(fā)芽時，進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗的O2體積和釋放CO2的體積。裝置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是吸收發(fā)芽種子呼吸產(chǎn)生的CO2，根據(jù)著色液滴移動的刻度測出細(xì)胞呼吸消耗的O2體積。裝置二的作用是比較種子發(fā)芽時進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗的O2體積與釋放CO2的體積的變化大小，作為對照。(2)若發(fā)芽的種子已長出幼苗，幼苗可進(jìn)行光合作用，進(jìn)行該實驗時，為了避免光合作用干擾，應(yīng)將裝置放置于黑暗條件下。,(3)據(jù)裝置二中著色液位置不改變說明種子發(fā)芽時進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗的O2體積與釋放CO2的體積相等，呼吸商為1。只有當(dāng)以葡萄糖(或糖類)為能源物質(zhì)進(jìn)行有氧呼吸時，消耗的O2體積與釋放CO2的體積才相等。脂肪的元素組成中，碳、 氫百分比含量較高，氧占的比例小，氧化分解時耗氧多，呼吸商小于1。因此若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動，說明種子進(jìn)行有氧呼吸，且細(xì)胞呼吸消耗的O2體積大于釋放CO2的體積，呼吸商小于1，消耗的能源物質(zhì)主要是脂肪(或脂質(zhì))。,答案 (1)吸收發(fā)芽種子呼吸產(chǎn)生的二氧化碳 (2)黑暗條件 避免幼苗進(jìn)行光合作用，干擾細(xì)胞呼吸的氣體量變化 (3)葡萄糖(或糖類) 以葡萄糖為能源物質(zhì)進(jìn)行有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的二氧化碳 脂肪(或脂質(zhì)) 脂肪中碳?xì)浒俜直群枯^高，吸收的氧氣大于釋放的二氧化碳 (4)對照實驗,【解題技巧】 (1)呼吸產(chǎn)物的檢測方法：酒精用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液，二氧化碳用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液。 (2)不同條件下實驗變量的確定：探究溫度對酵母菌的影響時，氧氣濃度是無關(guān)變量，應(yīng)保持一致。 (3)幼苗可進(jìn)行光合作用，測定呼吸速率時，為了避免光合作用干擾，應(yīng)將裝置放置于黑暗條件下。,考向一 細(xì)胞呼吸過程(5年15考) 典例1 (2014·天津卷， 2)下圖是細(xì)胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是 (CH2O)＋O2①②CO2＋H2O＋能量 A．過程①只在線粒體中進(jìn)行，過程②只在葉綠體中進(jìn)行 B．過程①產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中 C．過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D．過程①和②中均能產(chǎn)生[H]，二者還原的物質(zhì)不同,思路點(diǎn)撥 部分原核生物也能進(jìn)行光合作用和呼吸作用，呼吸作用釋放的能量大部分以熱能的形式釋放，少部分儲存在ATP中，光合作用過程中產(chǎn)生的[H]為NADPH，呼吸作用過程中產(chǎn)生的[H]為NADH。,解析 過程①為有氧呼吸過程，反應(yīng)場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，過程②為光合作用，真核生物在葉綠體中進(jìn)行，原核生物在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，A錯誤；有氧呼吸產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中，B錯誤；光合作用所產(chǎn)生的糖類中的氧來自CO2，C錯誤；過程①和②都能產(chǎn)生[H]，前者主要與氧結(jié)合產(chǎn)生水并釋放大量能量，后者主要用于C3還原， D正確。 答案 D,易錯辨析 [H]的作用：光合作用的暗反應(yīng)階段用于三碳化合物的還原；有氧呼吸的第三階段跟氧氣合成水；無氧呼吸的第二階段與丙酮酸反應(yīng)生成乳酸和酒精。,考向二 影響呼吸作用的因素(5年12考) 典例2 (2015·杭州聯(lián)考)下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是( ),A．氧濃度為a時細(xì)胞呼吸最弱 B．氧濃度為b時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍 C．氧濃度為c時，有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸相等 D．氧濃度為d時，該器官只進(jìn)行有氧呼吸,思路點(diǎn)撥 細(xì)胞呼吸強(qiáng)弱應(yīng)以消耗有機(jī)物的多少或生成二氧化碳的多少來判斷；柱狀圖表示吸收氧氣量與二氧化碳釋放量之間的關(guān)系，主要根據(jù)進(jìn)行有氧呼吸是吸收氧氣量等于二氧化碳的釋放量。,解析 據(jù)圖可知，CO2的釋放量在氧氣濃度為c點(diǎn)時最少，因此c點(diǎn)時細(xì)胞呼吸最弱。氧氣濃度為b時，氧氣的吸收量為3，CO2的釋放量為8，計算可知無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍。氧濃度為c時，有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸不相等，此時O2的吸收量為4，CO2的釋放量為6，計算可知無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的1.5倍。氧氣濃度為d點(diǎn)，氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，說明只進(jìn)行有氧呼吸，無氧呼吸被完全抑制。 答案 D,易錯辨析 細(xì)胞呼吸最弱時是氧氣濃度達(dá)到一定值時，呼吸作用消耗有機(jī)物最少或產(chǎn)生二氧化碳最少；當(dāng)氧氣吸收量等于二氧化碳的釋放量時，該器官只進(jìn)行有氧呼吸。,考向三 探究細(xì)胞呼吸方式和呼吸速率的測定 (5年8考) 典例3 (2013·廣東卷)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)酵條件如圖所示。,(1)向發(fā)酵瓶中加入5g酵母菌開始試驗，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶爾短時間打開，并在A通氣口處打氣，以利于________；實驗過程中，通氣閥②需要偶爾短時間打開，目的是________。 (2)第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有________的濃硫酸溶液來檢測酒精。 (3)我們展開了討論，認(rèn)為還有其它影響因素，如___，請設(shè)計實驗對此因素進(jìn)行探究并預(yù)測實驗結(jié)果(用表格形式呈現(xiàn)；用“＋”表示酒精量，最高含量為“＋＋＋＋＋”)。 (4)請對預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。,思路點(diǎn)撥 本題綜合考查了實驗探究以及綜合應(yīng)用。題目綜合屬于中等偏上難度。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生大量的能量能用于自身的生長發(fā)育，產(chǎn)生的二氧化碳需及時排除以維持溶液pH。,解析 (1)圖中的發(fā)酵裝置是選修一果酒制作裝置的一個改變，通氣閥1是進(jìn)氣口，發(fā)酵初期，通氣閥①需要偶 爾短時間打開，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；實驗過程中，酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵產(chǎn)生 ，裝置內(nèi)氣壓升高，通氣閥②需要偶爾短時間打開，排出部分CO2保持裝置內(nèi)氣壓平衡。(2)重鉻酸鉀在酸性條件下與酒精發(fā)生顏色反應(yīng)，用來鑒定有酒精生產(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)置實驗進(jìn)行探究，在表格設(shè)計中要注意對照原則，等量原則和單一變量原則。(4)根據(jù)實驗探究過程，其結(jié)果應(yīng)該有兩種情況，即如果隨著酵母菌種群數(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。 如果隨著酵母菌種群數(shù)量增加，酒精含量沒有增加，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)隨著酒精濃度增大，酵母菌無氧呼吸受阻產(chǎn)生酒精量減少,實驗設(shè)計： 1．取五只錐形瓶，標(biāo)號為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)相同的時間。 3．一段時間后測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，說明了酒精濃度越小，越有利于酵母菌的無氧呼吸的進(jìn)行。 易錯辨析 對照試驗的設(shè)計一定要遵循等量原則和單一變量原則；酵母菌為兼性厭氧菌，在有氧時進(jìn)行有氧呼吸，沒有氧氣時進(jìn)行無氧呼吸。隨實驗進(jìn)行，溶液中酒精濃度增加，由于環(huán)境不適宜，酵母菌的數(shù)量會逐漸減少。,考情一 細(xì)胞呼吸過程 1．(2015·福州一模)如圖是[H]隨化合物在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的過程，下列分析中正確的是( ) A．①產(chǎn)生的[H]可在②過程中將五碳化合物還原 B．[H]經(jīng)⑤轉(zhuǎn)移到水中，其過程需CO2參與 C．能形成ATP的過程有①②④⑤⑥⑦ D．晴天時小麥①過程比在陰雨天時旺盛,,,解析 ①是光合作用的光反應(yīng)階段，②是光合作用的暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]用于暗反應(yīng)還原三碳化合物，A錯誤；⑤是有氧呼吸第三階段，合成水時需要的是O2，而不是CO2，B錯誤；形成ATP的過程有光合作用的光反應(yīng)階段，有氧呼吸三個階段和無氧呼吸第一階段，圖中②③④⑦過程不能合成ATP，C錯誤；晴天比陰雨天光照強(qiáng)度強(qiáng)，因此小麥的光反應(yīng)強(qiáng)些，D正確。 答案 D,2. 下圖表示某綠色植物細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過程，有關(guān)下列敘述不正確的有幾項( ),(1)圖中①②兩物質(zhì)依次是H2O和O2 (2)圖中(二)、(三)兩階段產(chǎn)生[H]的場所都是線粒體 (3)圖中(三)階段產(chǎn)生的水中的氫最終都來自葡萄糖 (4)該過程只能在有光的條件下進(jìn)行，無光時不能進(jìn)行 A．一項 B．二項 C．三項 D．四項,解析 圖中(一)、(二)、(三)分別表示有氧呼吸的第一、二、三階段，前兩個階段產(chǎn)生[H]，第三個階段消耗[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]最終來源于葡萄糖和水；有無光照，不影響呼吸作用。 答案 C,考情二 影響呼吸作用的因素 3. (2013·安徽卷，3)下圖為每10粒水稻種子在成熟過程中于物質(zhì)和呼吸速率變化的示意圖。下列分析不正確的是( ),A．種子干物質(zhì)快速積累時期，呼吸作用旺盛 B．種子成熟后期自由水減少，呼吸速率下降 C．種子成熟后期脫落酸含量較高，呼吸速率下降 D．種子呼吸速率下降有利于干物質(zhì)合成,解析 從圖中可以看出，在種子干物質(zhì)快速增加的時期是曲線的斜率最大的時候，呼吸速率正是高峰期。A正確。圖中顯示在種子成熟后期呼吸速率下降較快，并到達(dá)很低的水平，應(yīng)與種子中自由水減少相關(guān)。呼吸速率與自由水含量有關(guān)，種子成熟后期自由水含量低，呼吸速率下降。B正確；脫落酸抑制生長，呼吸速率下降。種子成熟后一般很容易脫落，而且在植物體內(nèi)脫落酸增加是一般趨勢。C正確。干物質(zhì)的合成過程需要的能量和中間代謝產(chǎn)物來源于呼吸作用，所以呼吸速率下降不利于干物質(zhì)的合成。 答案 D,4. (2013·江蘇卷，24)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天檢測一次秸稈腐解殘留量，結(jié)果見下圖。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秸稈的分解 C．如果將處理開始時間提早30天，則3條曲線的位置將呈現(xiàn)上移趨勢 D．從堆放、水泡2條曲線可以推測好氧性微生物分解能力高于厭氧性微生物,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)，故秸稈的殘留量會呈現(xiàn)下移趨勢，C項錯誤；堆放時氧氣較為充足，而殘留物的減少速率最慢，可推測好氧型微生物的分解能力弱于厭氧性微生物，D錯誤。 答案 AB,考情三 探究細(xì)胞呼吸方式和呼吸速率的測定 5. 如圖所示，將等質(zhì)量的正在萌發(fā)的小麥種子，分別放在內(nèi)有一杯等體積的NaOH溶液或蒸餾水并用塞子塞緊的兩個瓶中，各瓶分別與一個水銀流體壓力計相連接，由壓力計水銀柱升高的高度可以測量出某種氣體的變化量。開始時兩個水銀流體壓力計的水銀柱a、b高度一致。將裝置放在適宜的條件下使種子萌發(fā)，過一段時間后，會發(fā)現(xiàn)a、b高度是( ),A．a(chǎn)b B．a(chǎn)＝b C．a(chǎn)≥b D．a(chǎn)b,,解析 小麥種子萌發(fā)過程中進(jìn)行有氧呼吸，消耗O2并產(chǎn)生等體積的CO2，加蒸餾水的瓶中氣體體積無變化，加NaOH溶液的瓶中產(chǎn)生的CO2被小杯中的NaOH溶液吸收，使該瓶中氣體體積減小，水銀柱升高。 答案 D,6．兩個生物興趣小組分別對酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實驗。請據(jù)題分析作答： (1)甲興趣小組想探究的具體問題是：酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2。現(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個)實驗裝置，如圖Ⅰ(A～D)所示：,,①請根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)：有氧條件下的裝置序號________；無氧條件下的裝置序號________。 ②裝置中C瓶的作用是________，B瓶中澄清的石灰水還可用________代替。,(2)乙興趣小組利用圖Ⅱ所示裝置(橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型。 ①如果想得到實驗結(jié)論，還必須同時設(shè)置對照實驗，請問對照實驗裝置(假設(shè)該裝置編號為Ⅲ)如何設(shè)計？ ________________________________________________________________________。,②請預(yù)測與結(jié)論相符合的現(xiàn)象，并填寫下表：,③若酵母菌消耗的O2為3 mol，而釋放的CO2為9 mol，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的________倍。 解析 (1)在探究酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2時，檢驗產(chǎn)生的CO2可以用澄清的石灰水；在向裝置中通入空氣時，為排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾，需要先通過10%的NaOH溶液除去CO2，所以實驗裝置的順序為C→A→B(或C→B→A→B)。在無氧條件下，不需要通入,不含O2的空氣，所以裝置只需要D→B即可。(2)①在探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型時，可以根據(jù)液滴是否移動及移動方向來進(jìn)行判斷。在設(shè)計對照實驗時，可以將10%的NaOH溶液換成蒸餾水，其他設(shè)計同裝置Ⅱ。②若酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，消耗氧氣，產(chǎn)生的CO2被NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置Ⅱ內(nèi)氣壓下降，液滴左移；若酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，不消耗氧氣，產(chǎn)生的CO2被NaOH溶液吸收，不會引起裝置Ⅱ內(nèi)氣壓的改變，液滴不動。③根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式可知，每消耗1 mol氧氣，產(chǎn)生1 mol CO2、消耗1/6 mol葡萄糖；根據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)式可知，每產(chǎn)生1 mol CO2，需消耗1/2 mol葡萄糖。,根據(jù)題目信息，消耗3 mol O2、釋放CO2 9 mol可知，有氧呼吸產(chǎn)生CO2為3 mol，無氧呼吸產(chǎn)生CO2為6 mol，則酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量為1/2 mol，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為3 mol，故無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。 答案 (1)①C→A→B(或C→B→A→B) D→B ②吸收空氣中的CO2，排除其對實驗結(jié)果的干擾 溴麝香草酚藍(lán)水溶液 (2)①裝置Ⅲ除用等量蒸餾水代替10%NaOH溶液外，其他設(shè)計與裝置Ⅱ相同 ②a向左移 d向右移 e向左移 f向右移 ③6,