备战2021届高考生物一轮专题复习：第2讲细胞呼吸-教案

1 第 2 讲细胞呼吸 考纲要求核心素养 1.细胞呼吸 2实验：探究酵母菌 的呼吸方式 生命观念 通过阐述细胞呼吸 过程中的物质变化 与能量变化，形成 物质与能量观。 科学思维 通过比较有氧呼吸 与无氧呼吸的异 同，形成归纳与概 括的科学思维方 法。 科学探究 结合探究酵母菌细 胞呼吸的方式，初 步形成设计实验、 分析实验并得出结 论的能力。 细胞呼吸的过程 授课提示：对应学生用书第 40 页 基础突破抓基础，自主学习 1分类 依据：细胞呼吸过程中是否有氧参与 类型：有氧呼吸和无氧呼吸 2有氧呼吸 (1)反应式：C6H12O66O26H2O 酶 6CO212H2O能量。 (2)过程 2 (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：全过程都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少量能量 第二阶段 乙醇发酵丙酮酸酒精CO2植物、酵母菌等 乳酸发酵丙酮酸乳酸 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、 乳酸菌等 重难突破攻重难，名师点拨 1有氧呼吸和无氧呼吸的比较 类型有氧呼吸无氧呼吸 必需 条件 O2和酶不需 O2，但必须有酶催化 场所 细胞质基质(第一阶段)；线粒体(第 二、三阶段) 在细胞质基质中进行全过程 产物CO2和 H2O酒精和 CO2(或只产生乳酸) 联系 第一阶段完全相同；实质相同：氧化分解有机物，释放能量(并 合成 ATP 满足细胞生命活动的需要) 2.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；有氧呼吸： 与 O2结合生成水； 3 无氧呼吸：C6H12O6无氧呼吸：还原丙酮酸 ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生； 无氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动 3.细胞呼吸中能量的释放与去向： 特别提醒 (1)有氧呼吸三个阶段都释放能量产生 ATP，但生成 ATP 最多的是发生在线粒体 内膜上的第三阶段。 无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生 ATP，其余大部分能量 存留在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。 (2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原 因在于基因的选择性表达。 (3)细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到 ATP 中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的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。 题型突破练题型，夯基提能 题型 1细胞呼吸的过程分析 1如图是细胞呼吸过程，、代表生理过程发生的场所，至代表生 理过程，甲、乙代表物质。有关叙述正确的是() A.和都具有双层生物膜 B.甲、乙分别代表丙酮酸和H C.释放的能量最多，释放的能量最少 D.位于线粒体基质中 解析：由图可知，该过程为有氧呼吸的三个阶段，表示细胞质基质，表示线 粒体基质，表示线粒体内膜，甲表示丙酮酸，乙表示H；为有氧呼吸第一 4 阶段， 为有氧呼吸第二阶段， 为有氧呼吸第三阶段， 其中释放的能量最多。 答案：B 2(2018广东肇庆二模)在人体细胞呼吸过程中，下列变化一定不发生在细胞质 基质中的是() A.丙酮酸的生成B丙酮酸的转化 C.乳酸的生成DCO2的生成 解析：丙酮酸为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段的产物，发生在细胞质基质中； 丙酮酸的转化属于无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质中；乳酸为无氧呼吸第 二阶段的产物，发生在细胞质基质中；在人体内 CO2只能由有氧呼吸产生，发 生在线粒体中。 答案：D 题型 2有氧呼吸与无氧呼吸的判断及相关计算 方法技巧 1判断细胞呼吸方式的三大依据 2有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算 (1)消耗等量的葡萄糖时产生的 CO2物质的量： 无氧呼吸有氧呼吸13 (2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的 CO2物质的量： 有氧呼吸需要的氧气有氧呼吸和无氧呼吸产生的 CO2之和34 (3)产生等量的 CO2时消耗的葡萄糖物质的量： 无氧呼吸有氧呼吸31 3比较植物有氧呼吸和无氧呼吸，正确的是() A.葡萄糖是有氧呼吸的主要底物，不是无氧呼吸的主要底物 B.CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物 5 C.有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量 D.有氧呼吸产生H，无氧呼吸过程中也能产生H 解析：葡萄糖都是有氧呼吸和无氧呼吸的主要底物，A 错误；葡萄糖经过有氧呼 吸可以产生水和 CO2，而经过无氧呼吸可以产生乳酸或酒精和 CO2，B 错误；有 氧呼吸和无氧呼吸能量都是逐步释放出来的，C 错误；有氧呼吸第一阶段和第二 阶段都产生H，无氧呼吸第一阶段产生H，D 正确。 答案：D 4有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的 C2H5OH 和 CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是() A.氧浓度为 a 时，酵母菌不进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸 B.当氧浓度为 b 和 d 时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同 C.当氧浓度为 c 时，2/5 的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵 D.a、b、c、d 四种氧浓度下，细胞都产生H和 ATP 解析：根据无氧呼吸反应式可知，无氧呼吸产生酒精的量和 CO2的量相等，氧 浓度为 a 时，产生酒精的量等于产生 CO2的量，表明酵母菌只进行无氧呼吸，A 正确；当氧浓度为 b 时，产生 CO2的量大于酒精的量，说明酵母菌同时进行有 氧呼吸和无氧呼吸，而氧浓度为 d 时，产生酒精的量为 0，说明酵母菌只进行有 氧呼吸，B 正确；由图中数据可知，氧浓度为 c 时，2/3 的葡萄糖用于酵母菌酒 精发酵，C 错误；无论有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生H和 ATP，D 正确。 答案：C 影响细胞呼吸的外界因素 授课提示：对应学生用书第 41 页 重难突破攻重难，名师点拨 6 1影响细胞呼吸的外界因素分析 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 特别提醒 (1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸 强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、 低温、低氧等措施。 (2)贮存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在贮藏时都应在低温、 低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保 持干燥，而蔬菜、水果贮存时应保持一定的湿度。 2种子萌发时呼吸速率的测定 (1)实验装置(如图)： (2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 CO2释放量或 O2吸收量来表示。 (3)原理：组织细胞呼吸作用吸收 O2，释放 CO2，CO2被 NaOH 溶液吸收，使容 器内气体压强减小，刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的体积 7 即表示呼吸速率。 (4)物理误差的校正： 如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰 呼吸速率的测定。 如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测 种子进行消毒处理。 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物 材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。 题型突破练题型，夯基提能 题型 1影响细胞呼吸的因素 1甲、乙两图均表示氧浓度对呼吸作用(底物为葡萄糖)的影响，下列相关叙述 中正确的是() A.图甲中，氧浓度为 a 时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精 B.图甲中，氧浓度为 d 时只进行有氧呼吸 C.图乙中，贮存种子或水果时，A 点对应的氧浓度最适宜 D.根据图乙可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸 解析：图甲中氧浓度为 a 时只释放 CO2而不吸收 O2，说明此时只进行无氧呼吸， 该种无氧呼吸产物是酒精和 CO2，A 错误；当氧浓度为 d 时 CO2释放量等于 O2 吸收量，说明此时只进行有氧呼吸，B 正确；图乙中 C 点时有机物消耗量最少， C 点对应的条件最适于贮存种子或水果， C 错误； 氧气没有抑制有氧呼吸的作用， D 错误。 答案：B 2如表为在不同温度和不同的氧含量条件下，测得一定大小的新鲜天竺葵叶的 CO2释放量(表中数据为相对值)，实验结果如表所示。 8 (1)为了使实验数据真实地反映呼吸强度的变化，还应采取的措施是 _，原因是_ _。 (2)仔细分析表中的数据，你认为在_条件下的数据可能是错误的。 (3)表中数据反映出在相同温度条件下，当氧含量从 20%上升到 40%时，植物的 呼 吸 强 度 _ 。 其 限 制 因 素 可 能 是 _ _。 解析：(1)测定绿色植物的呼吸强度时需进行遮光处理，防止光合作用对实验结 果造成干扰。(2)根据表中数据的变化规律：随温度的升高，CO2释放量先增加后 减小，可知 10 、1%条件下的数据，对比左右数据，上升过快过高，可能是错 误的。(3)当外部因素适宜时，制约植物呼吸强度的因素是酶的数量或线粒体数 量等内部因素。 答案：(1)遮光(黑暗处理)防止叶片进行光合作用干扰呼吸强度的测定 (2)10 、1%(3)保持相对稳定酶的数量限制(或线粒体数量限制) 技法提炼 解读植物组织细胞呼吸曲线 1图中各点表示的生物学意义： 9 Q 点：不耗 O2，产生 CO2只进行无氧呼吸 P 点：耗 O2量产生 CO2量只进行有氧呼吸 QP 段(不包含 Q、P 点)：产生 CO2量耗 O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 R 点：产生 CO2最少组织细胞呼吸最弱点 2在保存蔬菜、水果时，应选择 R 点对应的 O2浓度，同时保持低温条件。 题型 2细胞呼吸类型及速率的测定 3 如图装置可用于测定动物的呼吸速率。 下列关于该装置的叙述错误的是() A.试管内加入的试剂是 NaOH 溶液 B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定 C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动 D.该装置直接测定动物呼吸释放的 CO2量 解析： 该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中 有 CO2和 O2两种气体的变化，因此通过在试管内放 NaOH 溶液来吸收 CO2，消 除 CO2对瓶内气压的影响，测出动物呼吸时所消耗的 O2量，而不是直接测得动 物呼吸时所释放的 CO2量， D 错误； 将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶 内温度恒定；由于动物呼吸消耗氧气会让瓶内的气压降低，因此红墨水会向右移 动，A、B、C 正确。 答案：D 4(2018陕西二模)各取 10%的无菌葡萄糖溶液 100 mL 加入两瓶中，分别加入 少许等量的酵母菌液，混匀、密封，按如图装置实验。如果测定甲、乙装置中 CaCO3沉淀均为 10 g，撤去装置，将两瓶溶液用滤菌膜过滤掉酵母菌，滤液分别 倒入下列 U 型管中，开始时液面相平，下列对一段时间后 A、B 液面变化及原 因叙述正确的是() 10 A.A、B 液面不变，因为生成的 CaCO3相等，分解的葡萄糖也相等 B.A 上升 B 下降，因为甲消耗的葡萄糖