高考生物一轮复习学案专题10 ATP的主要来源细胞呼吸解析版全国通用 17页

专题10 ATP的主要来源-细胞呼吸 考纲浏览　‎ ‎1.细胞呼吸(Ⅱ)；‎ ‎2.探究酵母菌的呼吸方式。‎ 课前预习 一、细胞呼吸的方式 ‎1、细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。‎ ‎2、有氧呼吸 ‎⑴反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量。‎ ‎⑵过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体 线粒体 反应物 葡萄糖 丙酮酸和水 ‎[H]和氧气 生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP 能量 少量 少量 大量 ‎3、无氧呼吸 ‎⑴反应式：‎ ‎①转化成乳酸的反应式：C6H12O6 ‎2C3H6O3＋能量。‎ ‎②分解成酒精的反应式：C6H12O6 ‎2C2H5OH＋2CO2＋能量。‎ ‎⑵过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。‎ 思考：参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？‎ 细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。‎ 二、探究酵母菌的呼吸方式 ‎1．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于_兼性厌氧菌。‎ ‎2．检测CO2的产生：可使用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液，CO2可使后者发生的颜色变化是由蓝变绿再变黄。‎ ‎3．检测酒精的产生：可使用橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下其与酒精发生化学反应，变成灰绿色。‎ 思考　(1)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？‎ 直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是控制酶合成的DNA不同。‎ ‎(2)呼吸作用分阶段进行有什么意义？‎ 可使能量逐步释放，对保持生物体的体温稳定有重要意义。‎ 课堂讲解 考点一　有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 ‎1、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 ‎⑴有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解 ‎⑵过程分析：‎ ‎①无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。‎ ‎②有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来自于O2。‎ ‎③有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。‎ ‎2、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 类型 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要O2、酶和适宜的温度 不需要O2，需要酶和适宜的温度 反应场所 第一阶段在细胞质基质中，第 二、三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质中 分解产物 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 不 同 点 释放能量 释放大量能量 释放少量能量 特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分 解，能量没完全释放 其实质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要；第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同 相互联系 提醒　 (1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)无氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(4)原核生物无线粒体，仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。‎ ‎3、相关曲线的分析及应用 ‎⑴酵母菌细胞呼吸类型的判断：‎ ‎①若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（图中A点）。‎ ‎②若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在（图中AC段）。‎ ‎③若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。‎ ‎④B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。‎ ‎4、影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：‎ ‎⑴呼吸速率与温度的关系（如图）：‎ ‎①最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。‎ ‎②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。‎ ‎⑵呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：‎ ‎①O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。‎ ‎②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在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。‎ ‎⑶呼吸速率与含水量的关系（如图）：‎ ‎①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 ‎②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。‎ 例1、(2012·吉林市期末)下图表示某植物种子在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化，则相关的分析错误的是(　　)。‎ A．氧浓度为a时，只进行无氧呼吸 B．氧浓度为b时，无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多 C．氧浓度为c时，较适于贮藏该植物器官 D．氧浓度为d时，细胞产生的ATP全部来自线粒体 答案：D 解析：分析图形，a时氧浓度为0，只进行无氧呼吸；b时，有氧呼吸产生CO2为3，消耗葡萄糖的量为0.5，无氧呼吸产生CO2量为8－3＝5，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为2.5；氧浓度为c时，呼吸产生CO2量最少，则消耗有机物最少，较适于贮藏；氧浓度为d时，细胞进行有氧呼吸，产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体。‎ 知识拓展：根据CO2释放量与O2消耗量判断细胞呼吸类型(以细胞呼吸底物为葡萄糖为例)‎ ‎(1)无CO2释放 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，本类呼吸在密闭空间内不引起气压的变化。‎ ‎(2)CO2释放量＝O2消耗量 细胞只进行有氧呼吸或同时进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸，由C6H12O6＋6O2＋6H2O12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O6‎2C3H6O3＋能量，可以看出，反应过程中O2消耗量与CO2释放量相等，此时如在密闭的空间内，细胞呼吸也不引起气压变化。‎ ‎(3)CO2释放量>O2消耗量 细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸及有氧呼吸两种呼吸方式。‎ C6H12O6＋6O2＋6H2O12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O62CO2＋‎2C2H5OH＋能量，当有氧呼吸和无氧呼吸强度相等时，＝；若>，无氧呼吸强度比有氧呼吸强，反之，有氧呼吸强度强。‎ 特别提示　(1)乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等，无氧呼吸产物为乳酸，均不产生CO2。‎ ‎(2)所有生物细胞，呼吸过程中若有H2O生成，一定来自有氧呼吸过程。因为无氧呼吸两种方式均不产生H2O。‎ 变式训练1、(2011·安徽卷)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时乙烯产生量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，t1C瓶温度，B瓶温度＝C瓶温度，则________________；‎ 若B瓶温度>C瓶温度，A瓶温度＝C瓶温度，则________________；‎ 若________________，则________________。‎ ‎(6)某同学也想以酵母菌为实验材料探究相关问题，请你帮他设计探究性实验课题名称：________________。‎ ‎14、 (2012·深圳模拟)下图表示生物体内部分物质之间的转化关系，请据图作答。‎ ‎(1)a～d四个生理过程中，人体不能进行的过程除a外，还包括________，原因是缺乏________。硝化细菌将CO2转化为C6H12O6时，所利用的能量来自________________。‎ ‎(2)水稻叶肉细胞内，a过程中H2O→O2的部位是叶绿体中的________，伴随该过程的能量转化反应式为__________________________________。‎ ‎(3)酵母菌产生CO2的场所是________________。‎ ‎(4)请填写检测酵母菌呼吸产物时所用试剂和颜色反应比较表：‎ 被检测的物质 试剂 现象(颜色)‎ CO2‎ 澄清的石灰水 混浊 溴麝香草酚蓝水溶液 ‎①________‎ 酒精 重铬酸钾的浓硫酸溶液 ‎②________‎ 答案：(1)b　相关的酶　NH3等氧化释放出的化学能 ‎(2)类囊体薄膜(基粒)　ADP＋Pi(磷酸)＋能量ATP 醇发生化学反应，变成灰绿色。‎ ‎15、(2012·苏北四市联考)某校生物兴趣小组在学习了“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：‎ ‎(1)甲、乙两组的实验变量是________，实验中需控制的无关变量主要有____________________。‎ ‎(2)酵母菌产生CO2的场所是________________________。‎ ‎(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：‎ 实验步骤：‎ ‎①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；‎ ‎②一段时间后观察________的变化。‎ 实验结果预测和结论：‎ ‎①如果__________________________________________________________，‎ 则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；‎ ‎②如果___________________________________________________________，‎ 则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎