高考生物总复习第3单元第9讲ATP的主要来源学案Word格式.docx
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2．作物松土，有利于根的有氧呼吸。
3．稻田排水，防止根进行无氧呼吸。
4．传统发酵产品的生产。
1．细胞呼吸方式的探究所用的三种试剂
（1）澄清石灰水和溴麝香草酚蓝水溶液：
检测CO2。
（2）酸性重铬酸钾溶液：
检测酒精。
2．有氧呼吸需要O2的阶段：
有氧呼吸第一、二阶段都不需要O2，只有第三阶段需要O2。
3．两类生物有氧呼吸的场所
（1）原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质或细胞膜。
（2）真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
4．葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所
（1）有氧呼吸。
①葡萄糖：
②丙酮酸：
线粒体基质。
（2）无氧呼吸。
5．无氧呼吸的产物：
酒精和CO2或乳酸。
考法一 以过程图为依托，考查细胞呼吸的类型
1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．过程分析
（1）有氧呼吸中氧元素的来源和去路
（2）反应物和产物
①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。
②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于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，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
（3）细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
来源
去路
[H]
有氧呼吸：
C6H12O6和H2O
无氧呼吸：
C6H12O6
与O2结合生成水
还原丙酮酸
ATP
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
（4）能量代谢
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
判定细胞呼吸方式的三大依据
视角1► 以物质代谢过程图为信息载体，考查细胞呼吸的过程、场所、物质和能量变化
1．（概念模型类）（2016·
江苏泰州模拟）如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是（ ）
A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质
B．过程①②③④中均有ATP生成
C．过程①②③均能发生在酵母细胞中
D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上
解析：
选C。
③为有氧呼吸的第二、三阶段，发生于线粒体，催化过程③的酶分布于线粒体基质或内膜上，A错误；
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸的第二、三阶段都会产生ATP，无氧呼吸第二阶段没有ATP的生成，故过程①③中均有ATP生成，过程②④中没有ATP生成，B错误；
酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸产生酒精，故过程①②③均能发生在酵母细胞中，C正确；
二氧化碳是有氧呼吸第二阶段的产物，产生于线粒体基质中，D错误。
2．（化学式图解类）（2016·
湖北武汉模拟）下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。
下列相关叙述，正确的是（ ）
乙醇
乙醛
乙酸―→CO2、H2O
A．乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化
B．体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快
C．乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量
D．正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
由图可知乙醇先氧化为乙醛再氧化为乙酸，酶具有专一性，不是同种酶催化，A错误；
体内乙醇浓度越高，因为酶的数量的限制，酶促反应速率不会一直加快，到一定程度后稳定，B错误；
乙醇代谢产生的[H]可以与氧气结合生成水，同时释放能量，C正确；
正常生理状况下，人体的体温是相对稳定的，人体内分解乙醇的速率与环境温度基本无关，D错误。
3．（生理过程图解类）（2016·
吉林长春模拟）如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
选D。
题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；
催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体中；
无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。
视角2►
4．（曲线分析类）以下图甲、图乙都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．图甲中氧浓度为a时的情况对应的是图乙中的A点
B．图甲中氧浓度为b时的情况对应的是图乙中的D点
C．图甲的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的
D．图甲中氧浓度为d时没有酒精产生
选B。
图甲中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的A点，A项正确；
图甲中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应在图乙中的AC段之间，B项错误；
贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时（甲图中的c），C项正确；
氧浓度为d时，CO2释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D项正确。
5．（表格计算分析类）（2016·
北京东城模拟）下表为某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d、e时，CO2释放量与O2吸收量的变化，下列相关叙述中正确的是（ ）
氧浓度
a
b
c
d
e
O2吸收量
2
4
6
8
CO2释放量
10
A.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
B．氧浓度为a时是贮藏该植物器官的最佳浓度
C．氧浓度为d时只进行有氧呼吸
D．氧浓度为e时有氧呼吸与无氧呼吸强度相等
a浓度下只进行无氧呼吸，消耗葡萄糖的量是5；
b浓度下既有有氧呼吸也有无氧呼吸，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的9倍，总葡萄糖量是10/3；
c浓度下两种呼吸方式都有，消耗的葡萄糖的量是5/3；
d浓度下只进行有氧呼吸，消耗葡萄糖的量是1；
e浓度下也只进行有氧呼吸，消耗葡萄糖的量是4/3，贮藏该植物器官时，应选择消耗葡萄糖量最少的，即氧浓度为d时，故C项正确。
6．（实际应用分析类）（2016·
甘肃河西三校一联）某豆科植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．在12～24h期间，此时的呼吸方式主要是无氧呼吸
B．在12～24h期间，呼吸的产物是水和二氧化碳
C．第12h到胚根长出期间，有机物总量下降
D．胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高
由图可看出：
12～24h期间CO2释放速率远远大于O2吸收速率，所以此时细胞呼吸的方式主要为无氧呼吸，A正确；
12～24h期间，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，因此呼吸作用的产物有水、CO2、酒精，B错误；
12h到胚根长出期间，有机物不断消耗，C正确；
胚根长出后，有氧呼吸明显增强，D正确。
考法二 以实际应用为背景，考查影响细胞呼吸的因素
1．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，增加昼夜温差以减少有机物的消耗，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
2.植物组织细胞呼吸速率的测定
（1）测定植物组织细胞呼吸速率的指标：
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，刻度管内的水滴左移。
单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。
整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
如图所示：
（3）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。
（4）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。
O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸影响的曲线分析
（1）氧气作为有氧呼吸的原料，可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。
①图甲中O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，随O2浓度升高，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。
当O2浓度为0～10%时，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；
O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
②图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量（等于有氧呼吸CO2释放量）及两种呼吸CO2释放总量。
（2）图乙中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点，一般认为此时细胞的呼吸消耗最少。
AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
视角1►
1．（多组曲线图综合类）下列是影响呼吸速率的因素，根据图示判断下列说法错误的是（ ）
A．超过最适温度，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制
B．O2浓度为10%时适宜贮藏水果蔬菜
C．适当提高CO2浓度利于贮藏水果和蔬菜
D．种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素
温度影响酶的活性，超过最适温度时，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制；
由图乙可知，O2浓度为5%时，有氧呼吸较弱，无氧呼吸受到抑制，此时有机物消耗较少，适宜贮藏水果、蔬菜；
由图丙可知，随CO2浓度升高，呼吸速率下降，故适当提高CO2浓度有利于贮藏水果和蔬菜；
由图丁可知，含水量影响呼吸速率，随着含水量的增加，呼吸速率先上升后下降，故种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。
2．（双曲线坐标类）（原创题）当往一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如下图所示。
下列说法合理的是（ ）
A．培养液中的酵母菌数量增长曲线是“J”型曲线
B．酵母菌的呼吸方式与基因没有关系
C．O2浓度为b时，酵母菌有氧呼吸产生的CO2的量为12.5mol
D．随着培养液中O2浓度的变化，酵母菌的呼吸方式也可能发生改变
“J”型增长只出现在理想状态下，在培养液中，空间、营养有限，酵母菌的数量先增加后减少，A错误；
基因控制生物的性状，不同生物的呼吸方式有差异，肯定与其相关基因有关系，B错误；
由图可知，O2浓度为b时，产生了6.5mol酒精，则根据无氧呼吸的反应式可知，酵母菌无氧呼吸产生的CO2的量为6.5mol，故有氧呼吸产生的CO2的量为12.5－6.5＝6mol，C错误。
3．（实验装置图与表格类）（原创题）某同学用如图所示的装置，探究不同浓度α 萘乙酸溶液对花生种子细胞呼吸速率的影响。
实验过程中保持注射器活塞不移动，测量出的单位时间内有色液滴移动距离如表所示。
请根据实验装置及表中所示结果，判断下列叙述中不正确的是（ ）
组别
α 萘乙酸溶液浓度
（mol/L）
有色液滴移动的距离（mm）
0min
10min
20min
30min
40min
50min
①
1.1
2.2
3.3
4.4
5.5
②
10－12
6.5
13.0
19.5
26.0
32.5
③
10－10
8.0
16.0
24.0
32.0
40.0
④
10－8
7.5
15.0
22.5
30.0
37.5
A.实验装置中有色液滴移动的方向是向左，有色液滴移动的距离为因变量
B．实验装置中NaOH溶液的作用是吸收植物细胞呼吸产生的CO2
C．某一阶段花生种子有活性，但有色液滴不移动，则此时花生种子中产生ATP的场所是线粒体
D．与③组相比，当α 萘乙酸溶液浓度为10－6mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离更小
分析题图中的实验装置可知，乙装置内装的是无活性的花生种子，目的是排除微生物及环境因素对实验结果的干扰，使实验结果更科学、合理。
题图所示装置中NaOH溶液的作用是吸收花生种子细胞呼吸释放的CO2，故CO2的产生量并不影响装置中的压强，但花生种子细胞有氧呼吸消耗O2，会使装置内压强减小，使有色液滴左移；
题中α 萘乙酸溶液的浓度应为自变量，有色液滴的移动距离应为因变量。
有色液滴不移动表示装置内没有O2的消耗，也就是花生种子细胞此时不进行有氧呼吸，故此时种子中产生ATP的场所应为细胞质基质。
根据表格可以推测出，在一定范围内α萘乙酸溶液对花生种子有氧呼吸有促进作用，在10－12、10－10、10－8mol/L三个浓度中促进作用最大的是10－10mol/L，故可推测出当α萘乙酸溶液浓度为10－6mol/L时，有色液滴在单位时间内移动的距离小于③组的。
4．（多曲线坐标类）（2016·
山东文登统考）为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。
下列说法正确的是（ ）
A．樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体
B．图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是点C
C．淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用
D．实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标
樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体，A错误；
图中A、B、C三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是点A，B错误；
图示可见KNO3越高，有氧呼吸速率越强，说明淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用，C正确；
植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标，D错误。
探究酵母菌的细胞呼吸方式
1．实验原理
2．实验流程
提出问题：
酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下？
酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？
作出假设：
针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。
实验结论：
3．注意事项
（1）通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
（2）B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。
「典例引领」
下图是某研究小组在探究酵母菌的细胞呼吸方式时的两套实验装置图，下列分析合理的是（ ）
A．为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收，可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶
B．实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了，说明实验不成功
C．实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾检测E瓶中物质会出现灰绿色
D．D瓶封口后应立即接通E瓶，防止D瓶中的培养液被分解完
[解析] 由于二氧化碳可以使澄清石灰水变混浊，因此可以在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶，若锥形瓶中澄清石灰水不变混浊，说明空气中的二氧化碳被A瓶完全吸收，A项正确；
实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了，说明B瓶中的酵母菌产生的二氧化碳量多，B项错误；
酸性的重铬酸钾遇酒精变成灰绿色，而酵母菌无氧呼吸产生的酒精存在于D瓶中，C项错误；
D瓶封口后应先让实验进行一段时间，等酵母菌通过有氧呼吸消耗完瓶中的氧气后再接通E瓶，D项错误。
[答案] A
「对位训练」
1．下图甲、乙两组装置中，经数小时后U形管B处的液面会出现的情况是（实验装置中的氧气足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）（ ）
A．甲组上升、乙组不变 B．甲组下降、乙组不变
C．甲组不变、乙组上升 D．甲组不变、乙组不变
选A。
甲组装置中小白鼠进行有氧呼吸消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，气体体积减小，B处液面上升。
乙组装置中小白鼠进行有氧呼吸产生的CO2不被吸收，与消耗的氧气量相等，气体体积不变，B处液面不变化。
2．对酵母菌呼吸作用类型的探究是同学们感兴趣的实验，现有生物兴趣小组分别进行了如下实验，请根据题设要求回答问题：
（1）本实验的自变量是________。
进行有氧呼吸的实验装置是________。
（2）如果实验设计中缺少了质量分数为10%的NaOH溶液，而装置A中的澄清的石灰水变混浊，则不一定说明________产生了二氧化碳，因为无法排除____________使澄清的石灰水变混浊的可能。
（3）橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应能使溶液变成灰绿色。
利用这一原理可以鉴定酒精的存在。
上图中装置________的酵母菌培养液取样鉴定，一定会使重铬酸钾溶液变成灰绿色。
如果两装置的酵母菌培养液取样鉴定都能使重铬酸钾溶液变成灰绿色，请分析A装置产生该结果的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）装置A中的酵母菌消耗和产生气体的场所分别是__________________________________________。
（5）假如你是一名交通警察，请你设计一个简单的实验，检测汽车司机是否喝了酒。
________________________________________________________________________
（1）氧气的有无影响酵母菌的呼吸方式，根据题图，该实验的自变量是氧气的有无。
（2）装置A如果缺少质量分数为10%的NaOH溶液，则泵入的气体中可能含有二氧化碳，会使澄清的石灰水变混浊。
（3）装置B中酵母菌进行无氧呼吸，肯定能产生酒精，使酸性的重铬酸钾溶液变成灰绿色。
如果装置A中的培养液也能使酸性的重铬酸钾溶液变成灰绿色，则可能是因为氧气通入不足，酵母菌细胞进行了无氧呼吸。
（4）装置A中酵母菌进行有氧呼吸，氧气在线粒体内膜被消耗，二氧化碳在线粒体基质中产生。
答案：
（1）氧气 A
（2）有氧呼吸 空气中的CO2
（3）B 通入的氧气量不足 （4）线粒体内膜、线粒体基质
（5）将司机呼出的气体直接接触到用酸处理过的重铬酸钾溶液，若溶液变成灰绿色，则说明司机喝了酒
[误区补短]
易错点1 对细胞呼吸方式及过程或现象不清楚
[点拨]
（1）有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。
从丙酮酸开始，由于氧的存在与否及酶种类的差异，才分别沿着不同的途径形成不同的产物。
（2）水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。
玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
（3）无线粒体的真核细胞（或生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。
一些原核生物无线粒体，但进行有氧呼吸。
易错点2 有氧呼吸与无氧呼吸（产酒精）的计算
[点拨]
（1）消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数：
无氧呼吸∶有氧呼吸＝1∶3。
（2）消耗等量的葡萄糖时消耗的O2和产生CO2摩尔数：
有氧呼吸消耗的O2∶有氧和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
（3）产生等量CO2时消耗葡萄糖摩尔数：
无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
►微观清障
1．判断下列有关细胞呼吸的叙述
（1）（2015·
四川卷T3A）探究酵母菌的呼吸方式，可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2。
（ ）
（2）（2015·
山东卷T4B）人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。
（3）细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸。
（4）水是有氧呼吸的产物，也是有氧呼吸的反应物。
（5）肌肉细胞中的线粒体比脂肪细胞含量多，是因为肌肉收缩需要消耗大量的能量。
（6）人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量比安静时多。
（7）无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。
（8）人体剧烈运动时，CO2/O2>
1，即CO2既可在线粒体又可在细胞质基质中产生。
（9）有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，但第三阶段产生的ATP最多。
（1）√
（2）×
（3）√ （4）√ （5）√ （6）×
（7）×
（8）×
（9）√
2．判断下列有关细胞呼吸原理应用的叙述
上海卷T14D改编）无氧呼吸过程会以乳酸为主要产物的是浇水过多的青菜根部细胞。
（2）及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。
（1）×
（2）√
[能力培优]
种子萌发时吸水和呼吸变化曲线的解读
（1）在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于（吸胀）吸水，呼吸速率上升。
（2）在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用产生的CO2要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。
（3）在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水（渗透吸水）。
►强化训练
1．大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如下图：
（1）阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。
阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿（跨）膜运输方式为________。
阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是________。
（2）若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。
（1）水分子的跨膜运输方
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