高三生物复习教案专题四：生命的物质变化和能量转换2（4_3 细胞呼吸） 9页

生命科学专题学案 课 题 专题四：生命的物质变化和能量转换（4.3 细胞呼吸）‎ 学习目标 1、 阐明细胞呼吸的概念、类型、场所；【重点】‎ 2、 了解细胞呼吸的生理意义以及在生产、生活实践中的运用；‎ 3、 理解有氧呼吸与无氧呼吸的区别、概念、总反应式过程；【重点】‎ 4、 掌握细胞呼吸相关习题的计算。【难点】‎ 学 习 内 容 第一环节【回扣基础 构建网络】‎ 导学：细胞呼吸（4.3）‎ 实质：氧化分解 ，释放 ‎ ‎ __________‎ 类型 ‎ __________‎ 意义：为生物生命活动供能 ‎1、呼吸作用 ‎2、糖的有氧分解：‎ 右图表示有氧呼吸过程 ‎① ‎ ‎② ‎ ‎③线粒体内膜上的电子传递链 写出有氧呼吸过程中产物名称 A C ‎ D E ‎ R ‎ ‎3、糖的有氧分解和无氧分解过程比较 类型 ‎ 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 场所 ‎ 、 （主要）　‎ ‎ 　‎ 条件 ‎　需氧、酶等 不需氧、需酶　‎ 产物 氧化彻底，产物CO2和H2O　‎ 氧化不彻底，产物 或 　‎ 释放能量 ‎　大量 少量 联系 第一阶段都在 内进行；都需要 ；中间产物都是 。‎ ‎4、梳理总结 ‎（1）有氧分解反应式 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（2）无氧分解反应式 ‎ ‎ ‎（酵母菌缺氧、高等植物根系水淹）‎ ‎ ‎ ‎（乳酸菌、动物骨骼肌、马铃薯块茎缺氧）‎ ‎ [判一判]‎ ‎1．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应 (　　)‎ ‎2．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度 (　　)‎ ‎3．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质 (　　)‎ ‎4．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 (　　)‎ 第二环节【突破考点 提炼方法】‎ 考点一：有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系 ‎【典例引领】‎ ‎1、细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述错误的是 (　 　)‎ A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④‎ B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②‎ C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多 D．乳酸菌细胞内，过程①产生H+，过程③消耗H+‎ ‎【考点剖析】‎ ‎1．有氧呼吸三个阶段的比较 比较项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 反应物 生成物 产生ATP量 与氧的关系 ‎2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 注意　(1)有H2O生成一定是 ，有CO2生成一定不是 发酵。‎ ‎(2)部分真核生物细胞无线粒体，只能进行 ，如蛔虫。‎ ‎(3)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 不同，根本原因在于控制酶合成的 不同。‎ ‎(4)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。‎ ‎(5)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物 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 对细胞有毒害作用。‎ ‎【对位训练】‎ ‎1．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(　 　)‎ ‎①图解中的a、b两物质依次是H2O和O2　②图解中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体　③图解中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖　④1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生6分子水　⑤图示过程在有光和无光的条件下都能进行　⑥用18O标记葡萄糖，则产物CO2‎ 中会检测到放射性　⑦若葡萄糖进入线粒体，可在酶的作用下生成CO2和H2O A． ‎①⑤⑥ B．①③⑥⑦ C．②③④⑦ D．②④⑤⑥‎ 考点二：细胞呼吸的影响因素及应用 ‎【典例引领】‎ ‎2．某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如下图所示，t1、t2表示10 ℃～30 ℃之间的两个不同温度。下列分析正确的是(　 　)‎ A．与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏 B．与t2相比，t1时乙烯产生最高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏 C．t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1＞t2，t1时不利于叶片贮藏 D．t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1＜t2，t1时不利于叶片贮藏 ‎【考点剖析】细胞呼吸的影响因素 ‎1．内部因素 ‎(1)植物种类：阳生>阴生 ‎(2)发育阶段：幼苗、开花期>成熟期 ‎(3)不同部位：生殖器官>营养器官 ‎2．外界因素 ‎(1)温度：温度通过影响与呼吸作用相关的 的活性而影响呼吸作用。一般而言，在一定范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而 。‎ ‎(2)氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行 呼吸，在低氧条件下通常 呼吸与 呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起 作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而 。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧气浓度之间的关系，可用下图表示。‎ ‎①当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。‎ ‎②当氧气浓度在0～10%之间时，有氧呼吸与无氧呼吸共存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。‎ ‎③当氧气浓度大于或等于10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。‎ ‎④当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。‎ ‎⑤氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2‎ 的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为0。‎ ‎(3)水：在一定范围内，细胞的含水量越高，细胞呼吸作用越 。‎ ‎(4)CO2：在一定范围内，环境中CO2浓度越高，细胞呼吸越 。‎ ‎3．细胞呼吸原理的实践应用 ‎(1)用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的 呼吸。‎ ‎(2)酿酒时 ‎ ‎(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。‎ ‎(4)土壤松土促进根细胞 作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应 ；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生 而烂根。‎ ‎(5)贮存粮食、水果的条件—— (不是无氧)、 ；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。‎ ‎(6)提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生 使肌肉酸胀。‎ ‎【对位训练】‎ ‎2．关于细胞呼吸的叙述，正确的是 (　 　)‎ A．种子风干脱水后呼吸强度增强 B．土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱 考点三：探究酵母菌细胞呼吸的方式 ‎【典例引领】‎ ‎3．某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如右图)。下列分析错误的是(　 　)‎ A．滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果 B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降 D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中 排雷　(1)若将酵母菌换成萌发的种子，则气泡也是CO2；若换成“绿色植株幼苗”或“金鱼藻”并照光，则气泡可能为O2或CO2(与光照强弱有关)。‎ ‎(2)沸水与冷水：沸水可以杀灭微生物并尽可能减少里面的气体，如创造无氧环境，但要加特定微生物前需冷却到合适的水温后才能加入，否则会被高温杀死。冷水会改变环境温度，酶活性降低，代谢或生命活动减慢。‎ ‎【考点剖析】本实验的鉴定试剂及现象 试剂 鉴定对象 实验现象 澄清石灰水 CO2‎ 变混浊(据变混浊程度可确定CO2多少)‎ 溴麝香草酚蓝溶液（BTB溶液）‎ CO2‎ 蓝→绿→黄(据变色的时间快慢确定CO2的多少)‎ ‎【对位训练】‎ ‎3．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是 (　 　)‎ A．两个装置均需要在黑暗条件下进行 B．装置乙在Ⅲ瓶处可检测到有酒精生成 C．装置乙中应让Ⅱ瓶先静置一会再与Ⅲ瓶连接 D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ瓶处的CO2‎ ‎　‎ ‎4.下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是(　 　)‎ A．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸 B．假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 C．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 D．假设装置一、二中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸 ‎【难点突破】‎ ‎1、根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：‎ ‎(1)无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。‎ ‎(2)不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。‎ ‎(3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。‎ ‎(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：‎ ‎①若＝，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率 。‎ ‎②若>，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率 有氧呼吸。‎ ‎③若<，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 无氧呼吸。‎ 典例　4、将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是(　 　)‎ ‎ A．甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸 B．乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 C．丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少 D．丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体 第三环节 光合作用、细胞呼吸计算题类型及方略 题型一：通过计算，定性考查不同呼吸作用方式的强度 例1、经测定：豌豆种子在发芽早期，CO2的释放量比O2的吸收量大3～4倍，这说明此时的豌豆（　　）‎ A．只进行需氧呼吸　　　　B．只进行厌氧呼吸 C．需氧呼吸占优势　　　　D．厌氧呼吸占优势 题型二：通过计算，定量考查不同呼吸作用方式的强度 例2、现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的相对量如右图所示。请问，在氧浓度为a时的情况是（ ）‎ A．酵母菌只进行厌氧呼吸 B．被分解的葡萄糖中约33％用于厌氧呼吸 ‎ C．被分解的葡萄糖中约67％用于厌氧呼吸 D．酵母菌停止厌氧呼吸 题型三：围绕呼吸作用的反应式进行计算 例3、人们采用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油。若每吨玉米可转化为m吨葡萄糖，现有生产46吨酒精，理论上需要玉米（　　）‎ A．吨 B．吨 C．吨 D．90m吨 题型四：对同种细胞不同呼吸作用方式中原料与产物的计算 例4、处于平静状态和剧烈移动状态下的骨骼肌细胞，分解葡萄糖过程中消耗的O2与产生的CO2的体积比分别为（　　）‎ A．等于1、小于1　　　　　B．等于1、等于1‎ C．小于1、大于1　　　　　D．等于1、等于0‎ 题型五：以表格信息载体为背景，考查光合作用与呼吸作用时间不相等时的综合计算 例5、将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份，在不同温度下分别暗处理1h，再用适当的相同的光照射1h，测其重量变化（假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到下表的数据。请分析并回答问题：‎ 组 别 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 温度/℃‎ ‎27‎ ‎28‎ ‎29‎ ‎30‎ 暗处理后重量变化/mg ‎－1‎ ‎－2‎ ‎－3‎ ‎－1‎ 光照后与暗处理前重量变化/mg ‎+3‎ ‎+3‎ ‎+3‎ ‎+1‎ 根据本实验所测数据，该绿叶细胞呼吸速率最高的温度是 ；27℃时绿叶的净光合速率是 ‎ mg/h；30℃时总光合速率为： mg/h。‎ 题型六：以曲线信息载体为背景，考查光合作用与呼吸作用的综合计算 例6、右图表示某植物在不同温度下的光合速率和呼吸速率。对右图的分析中，正确的是（ ）‎ A．25℃时光合速率最大 B．35℃时呼吸速率最大 C．32℃时光合速率等于呼吸速率 D．35℃时仍能积累有机物 题型七：以文字信息题为背景，考查光合作用与呼吸作用中的计算 例7、一绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg；如给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg。请回答：‎ ‎（1）上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度是否相等？‎ ‎（2）在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是 　　 mg。‎ ‎（3）若一昼夜中先光照4小时，接着处置在黑暗的情况下20小时，该植物体内有机物含量的变化是 。‎ 题型八：以实验流程为背景，考查光合作用与呼吸作用中的计算 例8、从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片（见下图），称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中不正确的是 （ ）‎ A．叶圆片y比叶圆片x重 B．（y－x）g可代表光合作用中有机物的净增加量 C．在下午4时至10点这段时间内，呼吸作用的速率可表示为y－z D．假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为2y－x－z 题型九：以离体实验为背景，全面考查光合作用与呼吸作用中的计算 例9、有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量和呼吸作用中CO2的释放量，测定结果如下图所示：‎ A曲线表示：在15℃和30℃的条件下，叶绿体在不同光照条件下，每小时CO2的吸收量；B曲线表示：在不同温度条件下，线粒体呼吸作用每小时CO2的释放量。‎ 请分析回答下列问题（以下光合作用、呼吸作用强度都用CO2的吸收量或释放量表示）：‎ ‎（1）在温度为30℃，光照为8000勒克司的条件下，离体叶绿体的光合作用强度为　　μg／h／10g：在温度为15℃，光照为8000勒克司时，离体叶绿体的光合作用强度为　　　μg／h／10g。‎ ‎（2）离体线粒体在温度为15℃和30℃时的呼吸作用强度分别为　　　　　　μg／h／10g和　　　　　　μg／h／10g。‎ ‎（3）假定叶绿体和线粒体在叶肉细胞内的生理活性与离体状态下基本一致，在30℃条件下的叶肉细胞内既不吸收CO2也不释放CO2的光照强度为　　　　　　勒克司，此时光合作用正好补偿呼吸作用的消耗，呼吸作用所释放出的CO2正好用于　　　　　　。 ‎ ‎（4）假定离体叶绿体和线粒体在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000Lux时，光照10小时，然后转入无光条件下，温度也为30℃，10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖　　　　　‎ 毫克。如果黑暗条件下的温度平均为15℃，则10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖　　　　　毫克。‎ ‎ ‎