2021版高考生物讲练一轮复习讲 核心考点·全突破 1.5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸 含答案
小学生安全作文-关于元旦的谜语
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讲 核心考点·全突破
考点一 有氧呼吸和无氧呼吸
1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
(1)区别:
项目
条件
有氧呼吸
需要O
2
、酶和适宜的温度
适宜的温度
第一阶段:细胞质基
第一阶段:细胞质基质;第二阶段:线
场所
粒体基质;第三阶段:线粒体内膜
质基质
产物
能量
CO
2
、H
2
O
大量
酒精和CO
2
或乳酸
少量
有机物没有彻底氧
特点
有机物彻底氧化分解,能量完全释放 化分解,能量未完全
释放
(2)联系。
①第一阶段完全相同。
②分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动利用。
质;第二阶段:细胞
无氧呼吸
不需要O
2
,需要酶和
(3)意义。
①为生命活动提供能量。
②为体内其他化合物的合成提供原料。
2.有氧呼吸和无氧呼吸过程图解:
3.反应式分析:
(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路:
(2)反应物和产物。
①CO
2
:CO
2
是第二阶段产生的,由丙酮酸和水反应生成,产生场所是线
粒体基质。
②O
2
:O
2
参与了第三阶段,和[H]结合生成水
,产生场所是线粒体内膜。
③水: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,生成物中的水产生于第三阶段。
4.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路:
来 源 去 路
有氧呼吸
[H] 葡萄糖和水
无氧呼吸
葡萄糖
有氧呼吸 无氧呼吸
与O
2
结合
还原丙
生成H
2
O 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
5.不同生物无氧呼吸产物归纳
判断细胞呼吸方式的三大技巧
【典例】(201
9·全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现
象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述
正确的是 ( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
【解析】选B。马铃薯块茎细胞无
氧呼吸的产物只有乳酸,A项错误;
马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第二阶段由丙酮酸转化成乳酸,B项正确
;
无氧呼吸产生丙酮酸发生在第一阶段,该过程产生少量ATP,C项错误;
氧气浓度升高,抑
制无氧呼吸,不会增加酸味的产生,D项错误。
(2019·开封模拟)将苹果储
藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒
香。当通入不同浓度的氧气时,其O
2
的消耗量
和CO
2
产生量如表所示(假
设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是 (
)
氧浓度(%) a b c d e
CO
2
产生量(molmin)
1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O
2
的消耗量(molmin) 0
0.5 0.7 1.2 3.0
A.氧浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.氧浓度为c时,苹果产生C
2
H
5
OH的量为0.6
molmin
C.氧浓度为d时,消耗的葡萄糖中有14用于酒精发酵
D.氧浓度为b时,较适宜苹果的储藏
【解析】选C。氧浓度为a时,苹果的
细胞呼吸消耗的氧气量为0,表
明细胞只进行无氧呼吸,此时苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行,<
br>不在线粒体中进行,A正确;氧浓度为c时,苹果无氧呼吸产生的CO
2
量为1.3-0
.7=0.6 molmin,而产生C
2
H
5
OH的量与无氧呼吸产生的C
O
2
量相等,也为0.6
molmin,B正确;氧浓度为d时,有氧呼吸产生的
CO
2
量为1.2
molmin,消耗的葡萄糖为0.2
molmin;无氧呼吸产生
的CO
2
量为0.4
molmin,消耗的葡萄糖为0.2 molmin,故氧浓度为
d时,消耗的葡萄糖中有12用于酒
精发酵,C错误;氧浓度为b时,
呼吸作用强度最低,故在表格中氧浓度为b时较适宜苹果的储藏,D<
br>正确。
【加固训练】
1.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维
几乎不
含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有
关。下列叙述错误的
是 ( )
A.消耗等物质的量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的[H]少
B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATP
C.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉
D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体基质
【解析】选D。快肌纤维几乎不含线
粒体,说明快肌纤维主要进行无氧
呼吸,消耗等物质的量的葡萄糖,快肌纤维进行无氧呼吸比慢肌纤维<
br>进行有氧呼吸产生的[H]少,A项正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶
段相同,都是葡萄糖在细
胞质基质中产生丙酮酸、少量ATP和[H],B
项正确;短跑时快肌纤维进行无氧呼吸
,从而产生大量乳酸,使人体
产生酸痛感觉,C项正确;有氧呼吸在第三阶段产生大量ATP,这一阶<
br>段发生的场所是在线粒体内膜上,D项错误。
2.(2019·太原模拟)如图是[H]随化合
物在生物体内转移的过程,下面
对其分析不正确的是 ( )
A.①产生的[H]可在②过程中将三碳化合物还原
B.[H]经⑤转移到水中,其过程需氧气参与
C.能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦
D.长在向阳坡上的小麦比长在背阳坡上的小麦①过程旺盛
【解析】选C。图中①光反应产生
的[H]和ATP,可在②暗反应过程中
将三碳化合物还原,故A正确;在有氧呼吸的第三阶段,[H]
和氧气结
合形成水,故B正确;形成ATP的过程有光反应、无氧呼吸第一阶段、
有氧呼吸的三
个阶段,即①⑤⑥,故C错误;向阳坡光照强度比背阳
坡强,长在向阳坡上的小麦光反应速率较快,光合
作用速率也较快,
故D正确。
考点二 影响细胞呼吸的因素
1.内部因素:
基因酶
2.外部因素:
(1)温度、CO
2
浓度及H
2
O对呼吸速率影响的分析:
因素 温度 CO
2
浓度
高浓度的
围内,细
CO
2
对细
影响
影响呼吸酶的活性
机理
明显的抑
量的增加
制效应
而增强
曲线
模型
增加CO
2
仓前要进
的浓度,
实
零上低温下储存种子、蔬菜、水果,大棚可提高蔬
践
种植夜间适当降低温度
应用
的保鲜效
要进行浸
果
泡处理
菜和水果
子萌发前
理,干种
行晾晒处
粮食在收
胞呼吸有
度随含水
胞呼吸强
H
2
O
在一定范
(2)氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析。
①原理:O2
是有氧呼吸所必需的,且O
2
对无氧呼吸过程有抑制作用。
②曲线分析:
a.O
2
浓度=0时,只进行无氧呼吸。
b.0
浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
c.O
2
浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
d.O
2
浓度=5%时,有机物消耗最少。
③应用。
a.中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
b.无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
c.低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
【高考警示】
影响细胞呼吸的外界因素应用的两点提醒
(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。
①若需要增强细胞呼吸强度,可以采取供水、升温、高氧等措施。
②若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同。
①蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。
②种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。
【典例】如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。
下列有关叙述中不正确的是
( )
A.番茄果实细胞产生CO
2
的场所是线粒体和细胞质基质
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
【解题指南】解答本题时需:
(1)具备识图读图能力。
(2)了解影响细胞呼吸的因素。
【解析】选C。番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可
产生CO
2
,
场所分别是线粒体和细胞质基质,A项正确。由题图可以看出,8
℃时
黑暗条件下与光照条件呼吸强度差值比15 ℃时大,即抑制作用更强,
B项正确。由题图
可以看出,低温、光照条件下更有利于番茄果实的贮
存,C项错误。温度降低,呼吸酶的活性降低,细胞
呼吸减弱,D项正
确。
(1)种子、水果和蔬菜在储存时仍进行细胞呼吸,
从影响细胞呼吸的因
素方面考虑,保存种子、水果和蔬菜的环境条件是什么?
提示:低温、低氧。原因是低温、低氧可以降低细胞呼吸速率。
(2)若植物长期被水淹,容易出现烂根现象,原因是无氧呼吸产生酒精
等。
“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇,得到很多学者和专家的
推崇,它是指人体吸入的氧
气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。
如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的
关系。
结合所学知识,分析下列说法正确的是 ( )
段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.运动强度大于c后,肌
肉细胞CO
2
的产生量将大于O
2
的消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP
中
D.若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
【解析】选D。从图中乳酸
含量和O
2
消耗速率变化可判断,ab段为有
氧呼吸,bc段开始出现无氧呼吸,cd
段有氧呼吸和无氧呼吸并存,但
bc段有氧呼吸占优势,cd段有氧呼吸强度不再增加,无氧呼吸强度逐
渐上升,A项错误;运动强度大于c后,虽然无氧呼吸增强,但人体无
氧呼吸不产生CO
2
,有氧呼吸中CO
2
的产生量等于O
2
的消耗量,B项错
误;无氧呼吸的产物是乳酸,乳酸中仍储存有部分能量,C项错误;当
运动强度长时间
超过c点时,无氧呼吸产生的乳酸增加,会使肌肉酸
胀乏力,D项正确。
【加固训练】
甲、乙两图均表示氧浓度对细胞呼吸(底物为葡萄糖)的影响,下
列相关叙述中正确的是(
)
A.甲图中,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.甲图中,氧浓度为
d
时只进行有氧呼吸
C.乙图中,储存种子或水果时,A点对应的氧浓度最适宜
D.根据乙图可知,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
】选B。甲图中氧浓度为
a
时只释放CO
2
而不吸收O
2
,
说明此时
只进行无氧呼吸,产物是酒精和CO
2
,A错误;当氧浓度为
d时CO
2
释
放量等于O
2
吸收量,说明此时只进行有氧呼吸,B
正确;乙图中C点
时有机物消耗量最少,C点对应的条件最适于储存种子或水果,C错误;
氧气
没有抑制有氧呼吸的作用,D错误。
考点三 探究酵母菌的呼吸方式
1.实验原理:
2.实验步骤:
3.实验现象:
条件 澄清石灰水的变化 锥形瓶内溶液的变化
甲组 变混浊快
乙组 变混浊慢
4.实验结论:
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO
2
多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒
精和CO
2
。
【高考警示】
探究酵母菌细胞呼吸方式实验中的四点注意事项
(1)通入A
瓶的空气中不能含有CO
2
,以保证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CO
2
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是酵母菌无氧
呼吸产生的
CO
2
。
无变化
出现灰绿色
(3)甲、乙两组
为对比实验,设置的是有氧、无氧条件,不能用对照实
验的观点来分析甲、乙两组实验。
(4
)不同生物无氧呼吸的产物不同,直接原因是催化反应的酶不同,根
本原因是所含的基因不同。
5.细胞呼吸方式的实验探究拓展:
(1)实验装置(以萌发种子为例):
(2)实验原理。
①萌发种子的作用:萌发种子细胞呼吸吸收O
2
、释放C
O
2
都会影响装置
中气体的体积,进而导致着色液滴的移动。
②装置一中NaOH溶液的作用:吸收细胞呼吸产生的CO
2
。
③两装置中着色液滴移动及测定的呼吸方式:
比较项目 装置一 装置二
着色液
细胞呼吸 细胞呼吸释放CO
2
与吸收O
2
的
原因
滴移动
吸收O
2
差
方向 左移或不动 不动或右移
有氧呼吸 无氧呼吸
方式
(3)实验现象和结论:
实验现象 实验结论
测定的呼吸
装置一液滴 装置二液滴
不动
不动
左移
左移
不动
右移
右移
也进行无氧呼吸
不动 只进行有氧呼吸
无细胞呼吸
只进行无氧呼吸
既进行有氧呼吸,
说明:若测定生物材料进行无氧呼吸产生乳酸,则无法用此方法测定。
(4)物理误差的校正。
为排除温度、气压等无关变量的干扰,可设置对照装置。对照装置
与
装置二相比,不同点是用煮熟的种子代替发芽种子,其余均相同。
【典例
】(2018·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO
2
和
O
2<
br>传感器的100 mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖
培养液,密封后
在最适温度下培养。培养液中O
2
和CO
2
相对含量变化如
图。有关
分析错误的是( )
A.
t
1
→
t
2
,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B.
t
3
时,培养液中葡萄糖的消耗速率比
t
1
时
快
C.若降低10 ℃培养,O
2
相对含量达到稳定所需时间会缩短
D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
【解题指南】解答本题需要厘清两个关系:
关系一:培养液中O
2
的相对含量变化反映酵母菌的有氧呼吸。
关系二:培养液中CO
2
的相对含量变化反映酵母菌的有氧呼吸和无氧呼
吸。
【解析】选C。本题通过图形考查有氧呼吸、无氧呼吸的过程、影响细
胞呼吸的因素等。据图分
析可知,探究酵母菌呼吸方式的装置是封闭
的,
t
1
→
t
2
随着O
2
消耗,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降,A项正确;
t
3<
br>时,O
2
浓度几乎为0,酵母菌只进行无氧呼吸,
t
1
时,有
氧呼吸和无
氧呼吸同时进行,且
t
3
时培养液中CO
2
相对
含量远大于
t
1
时,所以消
耗葡萄糖的速率总是
t
3
>
t
1
,B项正确;此实验数据是在最适温度下获
得的,故降低10 ℃,
与细胞呼吸相关的酶的活性降低,O
2
相对含量达
到稳定所需时间变长,C项错误;该
实验装置在密闭的环境中无氧呼吸
产生了酒精,其培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色,
D项正确。
【易错提醒】本题易错选B项。培养液中葡萄糖的消耗速率要看
单位
时间内葡萄糖的消耗量,而不能根据图中纵坐标所标识的培养液气体
相对含量判断。通过细
胞呼吸的过程可知,产生相同含量的二氧化碳
时,无氧呼吸消耗的葡萄糖速率较大。
上题题干中锥形瓶“在最适温度下培养”的目的是什么?
提示:保持最适温度能最大限度降低温度条件的干扰,有利于酵母菌
进行细胞呼吸。
如图所示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.实验中细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CO
2
量
【解析】选D。题图装置通过
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CO
2
和O
2
两种气体的变化,所以通过在试管内加
入NaOH溶液来吸收CO
2
,消除C
O
2
对瓶内气压的影响,测出动物呼吸时
所消耗的氧气量,而不是直接测得动物呼吸时
所释放的CO
2
量,A正确,
D错误;将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温
度相对稳定,
B正确;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,C正确。
【加固训练】
1.如图所示两实验装置,用以研究在不同条件下酵母菌的细胞呼
吸,若在室温25
℃的环境中进行图中的实验,1 h后,两温度计的读
数可能是( )
A
B
C
D
装置1
26 ℃
27 ℃
27 ℃
30 ℃
装置2
27 ℃
24 ℃
25
℃
27 ℃
【解析】选D。装置1中酵母菌进行有氧呼吸释放大量的能量;装置2
中酵母菌进行无氧呼吸释放的能量较少,但两装置的温度均高于室温。
因此D选项正确。
2.
(2019·邵阳模拟)近几年,几起严重的醉驾事故引起了社会的广泛
关注。交警为检测司机是否存在
酒后驾驶的违章行为,检测司机呼出
的气体的试剂是( )
A.溴麝香草酚蓝水溶液
B.斐林试剂
C.重铬酸钾的浓硫酸溶液
D.澄清的石灰水 【解析】选C。橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精反应呈灰绿
色,利用此原理可检测酒精的
存在。
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