山東省2019高考生物 第3單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（2）細(xì)胞呼吸導(dǎo)學(xué)案（含解析）新人教版必修1.doc

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第2講　細(xì)胞呼吸 李仕才 考綱要求 全國(guó)卷五年考情 1.細(xì)胞呼吸(Ⅱ) 2017卷ⅠT30,2017卷ⅡT29,2016卷ⅡT29,2014卷ⅡT29 2014卷ⅡT6,2013卷ⅡT3,2012新課標(biāo)T29 2.實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌的呼吸方式 無(wú)考題 考點(diǎn)一| 細(xì)胞呼吸的類(lèi)型和過(guò)程 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第46頁(yè)) [識(shí)記—基礎(chǔ)梳理] 1．細(xì)胞呼吸 (1)概念：指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。 (2)類(lèi)型：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。 2．有氧呼吸 (1)概念：是指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。 (2)過(guò)程 (3)寫(xiě)出有氧呼吸的反應(yīng)式，標(biāo)明氧原子的來(lái)源和去路 3．無(wú)氧呼吸 (1)場(chǎng)所：全過(guò)程是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。 (2)過(guò)程 (3)寫(xiě)出無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式 ①C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 [教材邊角知識(shí)]　必修1　P94“相關(guān)信息”,C6H12O6和丙酮酸分解產(chǎn)生的[H]代表的物質(zhì)是什么？ 【提示】　[H]代表的是還原型輔酶Ⅰ(NADH)。 1．判斷正誤 (1)在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP。(√) (2)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。() 【提示】　[H]與氧結(jié)合生成水的過(guò)程發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。 (3)線粒體將葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。() 【提示】　在線粒體中參與氧化分解的是丙酮酸。 (4)無(wú)氧呼吸能產(chǎn)生ATP，但沒(méi)有[H]的生成過(guò)程。() 【提示】　無(wú)氧呼吸第一階段產(chǎn)生[H]。 (5)檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)過(guò)程中是否產(chǎn)生CO2可判斷其呼吸方式。() 【提示】　酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生CO2。 (6)有氧呼吸第二、三階段都能產(chǎn)生大量ATP。() 【提示】　有氧呼吸第二階段產(chǎn)生少量的ATP。 (7)乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生[H]，第二階段消耗[H]。(√) 2．據(jù)圖思考 (1)反應(yīng)①②③④中，必須在有氧條件下進(jìn)行的是②，可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是①②④(填序號(hào))。 (2)糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，其原因是什么？ 種子在有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生了水。 (3)如果有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比為1∶3。 [理解—深化探究] 1．填表比較有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 類(lèi)型 項(xiàng)目　　 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 是否消耗氧氣 消耗 不消耗 反應(yīng)場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)物 CO2和水 酒精和CO2或乳酸 能量產(chǎn)生 大量 少量 相同點(diǎn) ①都是氧化分解有機(jī)物釋放能量并生成ATP的過(guò)程 ②第一階段完全相同 2．分析細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來(lái)源與去路 項(xiàng)目 來(lái)源 去路 [H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O； 無(wú)氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水； 無(wú)氧呼吸：還原丙酮酸生成酒精和CO2或乳酸 ATP 有氧呼吸：三個(gè)階段都產(chǎn)生；無(wú)氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生 用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 3．分析細(xì)胞呼吸中能量的釋放與去向 4．填寫(xiě)下表所列生物細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物 生物 無(wú)氧呼吸產(chǎn)物 植物 大多數(shù)植物細(xì)胞，如根細(xì)胞 酒精和CO2 馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等 乳酸 動(dòng)物 骨骼肌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等 乳酸 微生物 乳酸菌等 乳酸 酵母菌等 酒精和CO2 [運(yùn)用—考向?qū)歖 考向1　考查有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程和場(chǎng)所 1．如圖所示的圖解表示真核細(xì)胞呼吸的部分過(guò)程，可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生的是(　　) A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②④ B　[圖中①是有氧呼吸的第二、三階段，發(fā)生在線粒體中；②和③表示兩種類(lèi)型的無(wú)氧呼吸，均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；④表示ATP的合成和利用，可以發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。] 2．(2018泰安二模)將酵母菌處理獲得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。用超聲波將線粒體破碎，線粒體內(nèi)膜可自然形成小膜泡，將各結(jié)構(gòu)或物質(zhì)進(jìn)行純化處理。含有下列結(jié)構(gòu)(或物質(zhì))的四支試管在適宜溫度下不能產(chǎn)生CO2的是(　　) A．葡萄糖＋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B．丙酮酸＋小膜泡 C．丙酮酸＋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) D．丙酮酸＋線粒體基質(zhì) B　[酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可以利用葡萄糖進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2，A錯(cuò)誤；小膜泡是由線粒體內(nèi)膜形成的，故可以進(jìn)行有氧呼吸的第三階段，產(chǎn)生水，但是不能直接利用丙酮酸產(chǎn)生CO2，B正確；酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可以利用丙酮酸進(jìn)行無(wú)氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，C錯(cuò)誤；酵母菌可以利用丙酮酸在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，D錯(cuò)誤。] 1．線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，但部分原核生物無(wú)線粒體，也能進(jìn)行有氧呼吸。 2．無(wú)線粒體的真核生物(或細(xì)胞)只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，如蛔蟲(chóng)、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等。 3．不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 4．細(xì)胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在ATP中。 5．人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只是有氧呼吸產(chǎn)生的，人體無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無(wú)CO2。 6．脂肪進(jìn)行有氧呼吸時(shí)消耗O2的量≠產(chǎn)生CO2的量。脂肪與葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。 考向2　有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的綜合考查 3．(2018山西名校聯(lián)考)下列關(guān)于人體細(xì)胞呼吸(呼吸底物為葡萄糖)的敘述，正確的是(　　) A．有氧條件下，肌肉細(xì)胞吸收與釋放的氣體量相等 B．成熟的紅細(xì)胞主要是通過(guò)有氧呼吸來(lái)產(chǎn)生ATP C．有氧或無(wú)氧條件下，神經(jīng)元產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所相同 D．劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸會(huì)破壞內(nèi)環(huán)境的pH A　[有氧條件下，肌肉細(xì)胞消耗的氧氣量等于產(chǎn)生的CO2量，A正確；成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，因此通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP，B錯(cuò)誤；神經(jīng)元無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不產(chǎn)生CO2，C錯(cuò)誤；正常情況下，人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生乳酸通過(guò)血漿中緩沖物質(zhì)的緩沖作用，pH會(huì)保持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，D錯(cuò)誤。] 4．(2018山西名校聯(lián)考)下表是蘋(píng)果在有氧條件下，測(cè)得O2消耗量和CO2產(chǎn)生量的關(guān)系。下列推測(cè)不正確的是(　　) 氧濃度(%) a b c d e CO2產(chǎn)生量(mol/min) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0 O2消耗量(mol/min) 0 0.5 0.7 1.2 3.0 A．氧濃度為a時(shí)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP在細(xì)胞質(zhì)中形成 B．氧濃度為b時(shí)，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無(wú)氧呼吸的1/3 C．氧濃度為c時(shí)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精的量為0.6 mol/min D．氧濃度為d時(shí)，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵 D　[氧濃度為a時(shí)，由于O2的消耗量為0，說(shuō)明此時(shí)蘋(píng)果只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，其場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A正確；氧濃度為b時(shí)，有氧呼吸消耗氧氣為0.5，CO2產(chǎn)生量為0.5，葡萄糖消耗為0.5/6，無(wú)氧呼吸CO2產(chǎn)生量為0.5，葡萄糖消耗量為0.5/2，因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無(wú)氧呼吸的1/3，B正確；氧濃度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量為1.3－0.7＝0.6，所以蘋(píng)果產(chǎn)生C2H5OH的量為0.6 mol/min，C正確；氧濃度為d時(shí)，O2的消耗量為1.2，故有氧呼吸消耗的葡萄糖為0.2；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2為0.4，故無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖為0.2，消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精發(fā)酵，D錯(cuò)誤。] (2018濟(jì)南一中期中)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如圖所示。據(jù)圖中信息推斷錯(cuò)誤的是(　　) A．氧濃度為a時(shí)酵母菌沒(méi)有進(jìn)行有氧呼吸，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B．當(dāng)氧濃度為b和d時(shí)，酵母菌細(xì)胞呼吸的過(guò)程會(huì)不同 C．當(dāng)氧濃度為c時(shí)，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精發(fā)酵 D．a(chǎn)、b、c、d不同氧濃度下，細(xì)胞都產(chǎn)生[H]和ATP C　[根據(jù)無(wú)氧呼吸反應(yīng)式可知，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精的量和CO2的量相等，氧濃度為a時(shí)，產(chǎn)生酒精的量等于產(chǎn)生CO2的量，表明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，A正確；當(dāng)氧濃度為b時(shí)，產(chǎn)生CO2的量大于酒精的量，說(shuō)明酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，而氧濃度為d時(shí)，產(chǎn)生酒精的量為零，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，B正確；由圖中數(shù)據(jù)可知，氧濃度為c時(shí)，2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精發(fā)酵，C錯(cuò)誤；無(wú)論有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生[H]和ATP，D正確。] 考點(diǎn)二| 影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第48頁(yè)) [理解—深化探究] 1．解讀溫度對(duì)細(xì)胞呼吸影響的曲線 (1)影響(如圖)：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過(guò)影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25～35 ℃之間。 (2)應(yīng)用 2．解讀氧氣對(duì)細(xì)胞呼吸影響的曲線 (1)影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對(duì)無(wú)氧呼吸過(guò)程有抑制作用。 ①O2濃度＝0時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。 ②0”或“<”)，原因是__________________________。 (3)如果B和C中都消耗了等質(zhì)量的有機(jī)物，記錄溫度計(jì)讀數(shù)為T(mén)B和TC，則TC________TB(填“>”或“<”)；如果B和C中都消耗了等質(zhì)量的有機(jī)物，記錄水珠移動(dòng)的距離為L(zhǎng)B和LC，則LB________LC(填“>”或“<”)，原因是_________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 [解析]　(1)A和B形成對(duì)照，變量為種子是否消毒，即種子表面是否有微生物；B和C形成對(duì)照，變量為種子的種類(lèi)。(2)B內(nèi)種子未消毒，單位時(shí)間內(nèi)呼吸作用強(qiáng)度大于A內(nèi)，消耗的氧氣多，同時(shí)兩者呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳都被氫氧化鈉溶液吸收，所以B內(nèi)外的壓強(qiáng)差大，玻璃管中水珠移動(dòng)的速率VATB，LC>LB。 [答案]　(1)種子是否消毒　微生物　種子的種類(lèi) (2)<　B內(nèi)種子未消毒，單位時(shí)間內(nèi)呼吸作用強(qiáng)度大于A內(nèi)，消耗O2多 (3)>　<　小麥種子中主要是淀粉，花生種子中脂肪較多，相同質(zhì)量的脂肪和糖類(lèi)，脂肪中H含量比糖類(lèi)高，氧化分解時(shí)耗氧多 　某校興趣小組為“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：向甲、乙兩氣球中分別注入10 mL含酵母菌的培養(yǎng)液、10 mL加熱煮沸后冷卻的含死的酵母菌的培養(yǎng)液，再向氣球中分別注入適量相等的氧氣，扎緊氣球，將氣球置于20 ℃的恒溫水浴中，記錄實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后燒杯中液面變化量。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是 (　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．甲、乙形成對(duì)照，以減少各種環(huán)境因素的變化帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差 B．實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始的較短時(shí)間內(nèi)氧氣充足，甲、乙兩燒杯內(nèi)液面不會(huì)發(fā)生明顯 變化 C．在較長(zhǎng)時(shí)間后，甲的液面下降，乙保持不變 D．該裝置還可以用來(lái)探究酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的最適溫度 C　[分析甲裝置：根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)方程式C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量可知，如果酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則氣球的體積不會(huì)發(fā)生變化；根據(jù)無(wú)氧呼吸的反應(yīng)方程式C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量可知，酵母菌無(wú)氧呼吸不消耗氧氣，但是產(chǎn)生二氧化碳，如果酵母菌進(jìn) 行無(wú)氧呼吸，則氣球的體積會(huì)增大。分析乙裝置：乙裝置內(nèi)加入的是10 mL加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養(yǎng)液，不會(huì)發(fā)生呼吸作用，如果氣球體積有所改變，則是由各種環(huán)境因素的變化引起的。甲、乙形成對(duì)照，可以減少各種環(huán)境因素的變化帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，A項(xiàng)正確。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)氧氣充足，甲裝置中酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，不會(huì)導(dǎo)致液面的改變，所以在開(kāi)始的一段時(shí)間甲、乙兩燒杯內(nèi)液面都沒(méi)有發(fā)生明顯變化，B項(xiàng)正確。在較長(zhǎng)時(shí)間后，由于甲裝置的酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，導(dǎo)致氣球的體積增大，所以甲燒杯內(nèi)液面升高，乙燒杯內(nèi)液面沒(méi)有發(fā)生變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤。該裝置還可以用來(lái)探究酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的最適溫度，D項(xiàng)正確。]