高中生物一轮复习呼吸作用学案

余年寄山水
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2020年08月04日 06:26
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法治理念-荧屏错别字



呼吸作用学案
【考纲指南】细胞呼吸
(Ⅱ)
【考点细化】
1、细胞呼吸的概念 2、细胞呼吸的类型
3、细胞呼吸的场所、过程(有氧呼吸、无氧呼吸)及比较
4、有氧呼吸、酒精发酵、乳酸发酵的反应式 5、细胞呼吸的意义
6、影响细胞呼吸的因素 7、细胞呼吸的应用
8、实验:探究酵母菌的呼吸方式
【知识梳理】
一、细胞呼吸的概念:
在细胞内经过一系列的 ,最终生成 或其他产物,
释放 并生成 的过程。
二、细胞呼吸的类型:
呼吸和 呼吸。
三.有氧呼吸
1、概念:细胞在 的参与下,通过 的催化作用,把 等有机物 氧化分
解,产生 和 ,释放出 并生成 的过程。
2、场所: 、线粒体
3、线粒体: 层膜结构, 膜折叠形成 ,目的是 ,其
和 中含有多种 。
4、
有氧呼吸过程



第一阶段

( )
场所:

过程:( ) 酶




( )
第二阶段
场所:
过程:( )+( ) 酶


第三阶段
场所:
过程:( )+( ) 酶










( )
有氧呼吸总方程式: 这个过程共
产生 KJ能量,其中 KJ用于合成了 个ATP,其余的以 形式散失。
有氧呼吸——各阶段特征
第二阶段





1


场所
反应物
生成物
ATP生成量
氧需求
第一阶段





第三阶段






四、无氧呼吸
1、细胞通过 的催化,把葡萄糖等有机物 氧化分解成为 和 或转化为
,同时释放能量,生成少量 的过程。葡萄糖的能量大部分还存留在 或 中。
2、
无氧呼吸过程


第一阶段

场所:

( )
过程:( ) 酶





第二阶段


场所:

( ) ( )
过程:( ) 酶





+


、无氧呼吸方程式: 3

1)乳酸发酵(动物、玉米胚、乳酸菌) (

2)酒精发酵(绝大多数植物、酵母菌) (

无氧呼吸产物不同的直接原因是酶的种类不同,根本原因是控制酶合成的基因不同) (

4、1 mol的葡萄糖分解成乳酸以后,只释放出 kJ的能量,其中只有 kJ的能量储
存在 中,其余的能量都以 的形式散失了。
5、 有氧呼吸、无氧呼吸的比较

场所
需氧


产物
能量
产生ATP


本质
过程



1mol葡萄糖可产生 mol ATP
有氧呼吸

无氧呼吸




1mol葡萄糖可产生 mol ATP
氧化分解 释放 生成 。
第一阶段从 到 完全相同。
五、细胞呼吸的意义:
为生命活动 ;其中间产物为其他化合物的合成 。
六、细胞呼吸的应用
1、有氧呼吸原理的应用





(1)包扎伤口应选用透气的材料,其目的是为了抑制 ;
(2)及时松土有利于根系对 的吸收;
(3)稻田定期排水有利于根系的有氧呼吸,防止无氧呼吸产生 而发生烂根、死亡;
(4)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量的 ;
(5)制作食醋、味精
2、无氧呼吸原理的应用
(6)乳酸菌发酵制作酸奶, 发酵酿酒;
(7)破伤风芽孢杆菌可通过 进行大量繁殖,较深的伤口需及时清理并注射破伤风抗毒血清;
(8)适当 条件下保存粮食、蔬菜、水果,以减少有机物的消耗;
(9)制葡萄酒时,初期进行 呼吸,使酵母菌大量繁殖,发酵时严格控制 环境,促
进酵母菌的 呼吸。
2



七、影响细胞呼吸的环境因素
(1)温度:通过影响 来影响呼吸强度。它是外界环境影响呼吸作用的主要因素。
(2)氧气:对有氧呼吸:在一定范围内,随着O
2
浓度增加,有氧呼吸强度也 ,但由于呼吸
酶和 浓度的限制,O
2
浓度增加到一定程 度,有氧呼吸强度不再增加;对无氧呼吸:随着
O
2
浓度增加,无氧呼吸受到的 作用加强。
(3)二氧化碳:浓度过高时会 细胞呼吸。
(4)水分:在一定范围内随含水量的增加细胞呼吸 。
【考点考向】
一、判断细胞呼吸的场所、过程、产物
例1 (2016上海15) .人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内
葡萄糖氧化分解的产 物有
①酒精 ②乳酸 ③CO
2
④H
2
O ⑤ATP
A.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤
例2(2012安徽理综,2 9)为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞质
基质和线粒体,与酵母菌 分别装入A-F试管中,加入不同的物质,进行了如下实验(见下表)
试管编号
细胞质基质 线粒体 酵母菌
A B

C D

E F

加入的物质

- +

- +

+ +

葡萄糖

丙酮酸

氧气

+ -

+ -

+ -

- -

+ -

+ -

注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质
(1)会产生CO
2
和H
2
O的试管有 ,会产生酒精的试管有 ,根据试管 的实验结果
可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)
(2)有氧呼吸产生的[ H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过
程没有影响 ,但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,表明DNP使分布在 的
酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中,葡萄糖的氧化分解 (填“能”或“不能”)继续进行。
二、判断细胞呼吸方式
1、根据反应物或产物判断 2、根据CO
2
和O
2
物质的量的关系
反应物或产物
消耗了O
2

产生了H
2
O
有酒精或乳酸
无CO
2
的释放
细胞呼吸方式
一定存在有氧呼吸
一定存在有氧呼吸
一定存在无氧呼吸
一定为乳酸型无氧呼吸
细胞呼吸方式
CO
2
和O
2
物质的量的关系
CO
2=
O
2

CO
2>
O
2

CO
2<
O
2

细胞呼吸方式
只进行有氧呼吸
两类呼吸并存,
差值为无氧呼吸量
可存在脂质物质氧化分解
3、根据场所判断(真核细胞或生物)
(一些原核细胞虽无线粒体,但可进行有氧呼吸)

只在细胞质基质中 无氧呼吸

有线粒体参与 有氧呼吸(或两类呼吸并存)


图示 分析 结论
4、酵母菌的呼吸类型判断及图形的分析
A 点 只产生 CO
2
,不消耗 O
2
只进行无氧呼吸
无氧呼吸速率= 两种呼吸同时存在且
B 点
有氧呼吸速率 CO
2
的总释放量最低
反应发生场所
C 点以后 CO
2
的产生量=O
2
的吸收量 只进行有氧呼吸
D 点

3

O
2
浓度>10% 只进行有氧呼吸
AC 段 CO
2
的产生量>O
2
的吸收量 两种呼吸同时存在



例3测定下列哪一项,可简便且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式?( )
A.有无酒精生成 B.有无水生成
C.有无有机物消耗 D.O
2
消耗量与CO
2
生成量的比值
例4以下甲、乙两图都表示 某植物的非绿色器官CO
2
释放量和O
2
吸收量的变化,下列相关叙述错误的 是(

A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的
是乙图中的A点
B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的
是乙图中的CD段
C.甲图的a、b、c、d四个浓度中c
是最适合贮藏的
D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生

例5根据酵母菌的细胞呼吸方式判断装置1、2中液滴移动的方向,预测结果及结论:








(1) 1左移、2不动: ;
(2) 1不动、2右移: ;
(3) 1左移、2右移: 。
(4)在上述这个装置中,若把酵母菌改为乳酸菌,液滴移动有何变化
(5)若采用以上装置研究绿色植物的细胞呼吸,在外界条件上应特别注意

三、
影响细胞呼吸的环境因素及应用

因素 原因 图解 应用
①最适温度时,细胞呼吸最强
②超过或低于最适温度呼吸酶
活性降低,甚至变性失活,细胞
呼吸受抑制


①低温下贮存蔬菜、水果
②大棚蔬菜夜间适当降温,降低呼吸
消耗,提高产量
O
2


O
2
浓度低时,无氧呼吸占优势;
随O
2
浓度增大,无氧呼吸逐渐
被抑制,有氧呼 吸不断加强;但
当 O
2
浓度达到一定值后,随 O
2
浓度增大,有 氧呼吸不再加强
(受呼吸酶数量、ADP、磷酸等因
素的影响)
从化学平衡的角度分析:CO
2

度增加,呼吸速率下降

①适当降低氧气浓度以抑制呼吸消
耗,延长蔬菜、水果的保鲜时间
②中耕松土增加根的有氧呼吸
③医疗上选用透气的消毒纱布或松软
的“创可贴”包扎伤口,可抑制厌氧

病原菌的繁殖
蔬菜和水果的保鲜中,增加 CO
2
浓度,
保鲜效果更好
CO
2





在一定范围内,细胞呼吸速率随
含水量的增加而加快,随含水量
的减少而减慢
——
在作物种子贮藏时,将种子风干,以
减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗

合理施肥
矿质 有些矿质元素是酶的激活剂,影
元素 响与细胞呼吸有关的酶的活性

4



例6
(2013海南,9)在温度、光照等适宜条件下,将消毒后有生活力的小麦种子一直浸 没在无菌水中,
会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析,合理的是( )
A.缺乏胚芽生长所必需的营养物质 B.不能通过光合作用合成有机物
C.呼吸作用产生的能量均以热能释放 D.呼吸作用的产物对其产生毒害作用
例7(2013安徽理综,3)如图为每10粒水稻种子在成熟过程
中干物质和呼吸速率变化的示意图。 下列分析不正确的是
( )
A.种子干物质快速积累时期,呼吸作用旺盛
B.种子呼吸速率下降有利于干物质合成
C.种子成熟后期脱落酸含量较高,呼吸速率下降
D.种子成熟后期自由水减少,呼吸速率下降
四、
实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.实验原理
(1)酵母菌是一种单细胞 菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于 菌,因此
便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
(2)CO
2
可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由 变 再变 。根据石灰
水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养液中 CO
2
的产生情况。
(3) 色的重铬酸钾溶液,在 性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成 色。
(真 兼性厌氧 蓝 绿 黄 橙 酸 灰绿)
2.实验步骤:
(1)制备酵母液:取两份新鲜酵母,每份10g,分别放入两个编好号的锥形瓶中,再向瓶中分别
加入2 00mL质量分数为5%的葡萄糖溶液,制成酵母发酵液,简称酵母液。
(2)实验装置
装置1: 装置2







10%的NaOH溶液 酵母液A瓶 澄清的石灰水 酵母液B瓶 澄清的石灰水
(3)检测
①使用澄清石灰水检测CO
2
的生成:比较单位时间内两种装置中石灰水混浊的程度。
②检测酒精的生成
取3支试管,标上1、2、3号。向1、2、3号试管中各加入0.1g ,再分别向3
支试管小心地加入0.5mL ,振荡,待溶液冷却后备用。将 装置1和装置2中的酵母液取
出,分别过滤,将滤液盛在3支干净的试管中。各取出2 mL滤液,分别加入1、2、试管中,3号试管
加 对照,振荡试管。观察试管内颜色变化。(重铬酸钾 浓硫酸 蒸馏水)
3.实验结果
两装置中石灰水都 ,但装置 中浑浊程度高且速度快; 号试管中溶液由
橙色变成灰绿色, 试管不变色。(变浑浊 1 2 1号和3号)
4.实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二
氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生 酒精,还产生少量的二氧化碳。



5



例8如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中不正确的是( )

A.两个装置均需置于相同且适宜的温度下 B.装置乙在Ⅲ处可观察到有酒精生成
C.装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接 D.装置甲中NaOH的作用是吸收空气中的CO
2

例9(2013•江苏,17) 将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式
的实验,下列相关操作错误的是( )
A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a
B.经管口3取样检测酒精和CO
2
的产生情况
C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查
D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通
例10.(
2015安徽理综29) 科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密 闭容器内蓝莓果实
的CO
2
的生成速率的变化,结果见图1和图2。









(1)由图可 知,与25℃相比,0.5℃条件下果实的CO
2
生成速率较低,主要原因是________ __________
______________________;随着果实储存时间的增加,密 闭容器内的 浓度越来越高,抑制了果实
的细胞呼吸。该实验还可以通过检测 的浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:称取两等份同一品种 的蓝莓果实,分别装入甲、乙
两个容积相同的瓶内,然后密封将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃的条 件下储存,每隔一段时间测定各
瓶中的CO
2
浓度记录实验数据并计算CO
2
的生成速率。为使试验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上
述实验方案(不考虑温度因素) 。
a. ,
b. 。

【课后练习】
1、在有氧呼吸过程中,进入细胞中的氧将( )
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳
③在线粒体中被消耗 ④在线粒体与细胞质基质中被消耗
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2、参加800米跑比赛时,人体产生的CO
2
来自( )
A.无氧呼吸 B.细胞质基质和线粒体
C.有氧呼吸 D.无氧呼吸和有氧呼吸
3、绝大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸,这是因为( )
①产生的酒精对细胞有毒害作用 ②产生的乳酸对细胞有毒害作用
③没有专门的无氧呼吸结构 ④产生的能量太少
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
6



4、甲图是细胞呼吸示意图,乙图是某细胞器结构示意图.下列说法正确的是( )
A.①②④阶段均放出少量能量
B.水参与第④阶段的反应,该过程发生在乙图中的b处
C.人体细胞分解等量的葡萄糖,③阶段释放CO
2
的量是④阶段的13
D.①⑤分别发生在乙图中的a、c处
5、下列关于植物细胞呼吸的叙述中,正确的是( )
A.细胞呼吸的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜
B.是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C.高等植物进行有氧呼吸,不能进行无氧呼吸
D.种子库中储存的风干种子不进行细胞呼吸
6、人体内氢随化合物在生物体内代谢转移的过程如右图所示。下
列分析中合理的是
A.①过程发生在核糖体中,水中的H只来自于一NH
2

B.在缺氧的情况下,③过程中不会发生脱氢反应
C.M物质是丙酮酸,④过程不会发生在线粒体中
D.在氧气充足的情况下,②③进程发生于线粒体中
7、某实验室用两种方式利用酵母菌发酵 葡萄糖产酒。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有
氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中每 小时测定两发酵罐中氧气和酒精物质的量,记录数据并绘成
下面的坐标图(如图所示)。据此下列说法正 确的是( )


A.在实验过程中甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳之比为6∶5
B.甲发酵罐最终的酒精产生量高于乙罐,是因为前期酵母菌大量增殖
C.甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行无氧呼吸
D.实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量

8、有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液,当通入不同浓度的氧气
时,其产生的酒精和 CO
2
的量如下图所示(两种细胞呼吸速率相
等),在氧浓度为 a 时( )
A.酵母菌只进行无氧呼吸
B.23 的葡萄糖用于无氧呼吸
C.13 的葡萄糖用于无氧呼吸
D.酵母菌停止发酵
9、(2013课标II,3)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是
A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸
B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码
C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同
7


10、一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中,并用带有两个
孔的塞子封口(如图所示) ,酵母菌-葡萄糖溶液的温度随时间慢慢地升
高,指示剂的颜色也开始改变(该指示剂遇酸变红)。下列 判断中,不正
确的是( )
A.保温瓶内的温度将逐渐升高
B.保温瓶中氧气的含量对酵母菌呼吸作用的类型有重要的影响
C.实验可用来测定酵母菌呼吸作用释放热量的变化
D.指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关,与葡萄糖的量有关
11、(2014 海南 卷)某豆科植物种子萌发过程中CO
2
释放和O
2
吸收速率的变化趋势如图所 示。据图回答问
题:
(1)在12~24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用 的主要方
式是________呼吸,该呼吸方式在细胞中发生的部位是____________,< br>其产物是____________。
(2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质 总量会________,主
要原因是
_________________________ _______________________________
______________ ______________________________________________。
(3)胚根长出后,萌发种子的________呼吸速率明显升高。
12、(2013福建 理综,26)为研究淹水时KNO
3
对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹< br>入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO
3
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。请回答:
(1)细胞有氧呼吸生成CO
2
的场所是 ,
分析图中A、B、C 三点,可知_________ 点
在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示,淹水时KNO3 对甜樱桃根有氧
呼吸速率降低有 作用,其
-1
中 mmol·L的KNO3 溶液作用效果最好。
(3)根 系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过
程中能否改用CO
2
作为检测有氧呼吸速率 的指标?
请分析说明 。
13、(2012·全国课标,29)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同 数
量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称量,计算每粒的平均干重,结果如图所示。
若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。


( 1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________,再通过________作用为种子萌发提供能量 。
(2)萌发过程中在________小时之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸速 率的平均干重
为________mg。
-1-1
(3)萌发过程中胚乳的部分营养 物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为_______mg·粒·d

(4)若保持 实验条件不变,120小时后萌发种子的干重变化趋势是________________,原因是
_ __________________________________________________ ____。
8



呼吸作用学案
答案

【知识梳理】一、有机物 氧化分解 CO
2
能量 ATP 二、有氧 无氧
三、1、氧 多种酶 葡萄糖 彻底 二氧化碳 水 能量 大量ATP
2、细胞质基质
3、双 内 嵴 增大内膜的表面积 内膜和基质 与有氧呼吸有关的酶 4、略

C
6< br>H
12
O
6
+6H
2
O+6O
2
― ―→6CO
2
+12H
2
O+能量 2870 1161 38 热能
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
反应物 葡萄糖 丙酮酸、H
2
O 【H】、O
2

生成物 丙酮酸、【H】、ATP CO
2
、【H】、ATP H
2
O、ATP
ATP生成量 2 2 34
是否需氧
不需 不需 需
参与
四、1、多种酶 不彻底 酒精 CO
2
乳酸 ATP 酒精 乳酸 2、略

3、C
6
H
12
H6
――→2C
3
H
6
O
3
(乳酸)+少量能量

C
6
H
12
O
6
――→2C
2
H
5
OH(酒精)+2CO
2
+少量能量
4、196.65 61.08 ATP 热能
5、
有氧呼吸 无氧呼吸
场所 细胞质基质、线粒体 细胞质基质
需氧 需 不需
产物 CO
2
、H
2
O 酒精和CO
2
或乳酸


能量 大量 少量
1mol葡萄糖可产生 38 1mol葡萄糖可产生 2 mol
产生ATP
mol ATP ATP


本质
过程
氧化分解 有机物 释放 能量 生成 ATP 。
第一阶段从 葡萄糖 到 丙酮酸 完全相同。
五 提供能量 提供原料
六、(1)微生物的无氧呼吸 (2)无机盐 (3)酒精(4)乳酸 (6)酵母菌
(7)无氧呼吸 (8)低氧 (9)有氧 无氧 无氧
七、(1)呼吸酶的活性(2)增加 呼吸底物 抑制 (3)抑制 (4)加强
【考点考向】例1 D 例2 (1)C,E B,F B,D,F (2)线粒体内膜 能
例3 D 例4 B
例5(1)只进行有氧呼吸(2)只进行无氧呼吸(3)有氧呼吸、无氧呼吸同时进行
(4)都不动 (5)保持黑暗条件 例6 D 例7 B 例8 B 例9 B
例10(1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO
2
O
2

(2)选取果实应成熟度应一致 2分) 每个温度条件下至少有3个平行重复实验
【课后练习】
1--5 ACBBA 6—10 CBBCD
11、(1)无氧 细胞质基质 CO
2
和乙醇
(2)减少 在此期间只有呼吸作用消耗有机物,没有光合作用合成有机物
(3)有氧
12、(1)线粒体基质 A
(2)减慢 30 (3)不能,因为无氧呼吸可能会产生 CO
2

13、(1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72~96 26.5 (3)22
(4)下降 幼苗呼吸作用消耗有机物,且不能进行光合作用


9











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