(共26张PPT)
1.酵母菌:单细胞真菌,有氧和无氧条件下均能生存,属于兼性厌氧菌。
2.实验操作及分析
第3节 细胞呼吸的原理和应用
必备知识 清单破
知识点 1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验装置 有氧呼吸装置
无氧呼吸装置
自变量控制 间歇通入空气保证有氧环境 酵母菌培养液先封口放置一
段时间,营造无氧环境
因变量 检测 CO2 ①石灰水浑浊度较高; ②溴麝香草酚蓝溶液由蓝变
绿再变黄所需时间较短 ①石灰水浑浊度较低;
②溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄所需时间较长
酒精 酸性重铬酸钾溶液不变色 酸性重铬酸钾溶液变为灰绿
色
结果分析 产生大量的CO2 产生酒精和少量的CO2
结论 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸; ②酵母菌在有氧条件下可产生CO2,在无氧条件下产生CO2和酒精 易错分析
(1)本实验中两个组别都是实验组,是一个对比实验。
(2)NaOH溶液的作用:吸收CO2,排除空气中CO2对实验结果的干扰。
(3)不能依据是否产生CO2来判断酵母菌的呼吸方式,因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产
生CO2 。
1.概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二
氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
2.场所:细胞质基质、线粒体。
知识点 2 有氧呼吸
3.过程
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
物质变化 葡萄糖 2丙酮酸+4[H] 2丙酮酸+6H2O 6CO2+20[H] 6O2+24[H] 12H2O
产能情况 少量能量 少量能量 大量能量
4.总反应式
(1)生成物H2O中的O全部来自O2,发生在有氧呼吸的第三阶段。
(2)生成物H2O可在有氧呼吸第二阶段被再利用。
(3)生成物CO2中的O来自葡萄糖和反应物H2O。有氧呼吸第一阶段葡萄糖生成丙酮酸,有氧
呼吸第二阶段丙酮酸和H2O生成CO2。
易错分析
(1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行
无氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝细菌,其细胞中含有与有氧呼
吸有关的酶。
5.有氧呼吸能量利用的特点:释放能量多、转化效率高、能量逐级释放。
1.概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.过程
知识点 3 无氧呼吸
第一阶段(与有氧呼吸第一阶段相同) 葡萄糖 2丙酮酸+4 [H]+少量能量 第二 阶段 产生酒精 2丙酮酸+4[H] 2C2H5OH(酒精)+2CO2 绝大多数植物细胞、
酵母菌等
产生乳酸 2丙酮酸+4[H] 2C3H6O3(乳酸) 动物骨骼肌的肌细胞、马铃薯块茎细胞、甜菜块根细胞、乳酸菌等
4.葡萄糖中能量的去向分析
5.总反应 式
特别提醒
(1)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。
(2)无氧呼吸并不一定在无氧条件下发生,在低氧环境下也可以发生。
1.细胞呼吸的概念: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,释放能量并生成ATP的过程。
2.细胞呼吸是生物体代谢的枢纽
在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢
形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类
和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
知识点 4 细胞呼吸
知识点 5 细胞呼吸原理的应用
应用 原理
土壤松土、稻田定期排水 ①促进根细胞的有氧呼吸,从而促进根细胞
对无机盐的吸收等;
②避免无氧呼吸产生酒精毒害细胞
包扎伤口选透气敷料、伤口较深应及时就医 避免厌氧病原菌的繁殖
零上低温、低氧储存水果、蔬菜 减弱细胞的呼吸作用,减少有机物消耗
酿酒、制作酸奶等 利用微生物的无氧呼吸
提倡慢跑等有氧运动 防止无氧呼吸产生过多乳酸,避免肌肉酸胀乏力
特别提醒
果蔬和种子储存的水分条件有所不同。种子应干燥储存,果蔬需在合适湿度条件下储存(保
鲜)。
知识辨析
1.有氧条件下,线粒体可将葡萄糖彻底氧化分解,是否正确
不正确。葡萄糖不能进入线粒体,有氧条件下,葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解。
2.用18O标记葡萄糖,18O在有氧呼吸中的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→水,是否正确
不正确。有氧呼吸中,18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2,而生成物H2O中的O全部来自O2。
3.人体产生CO2的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸,产生CO2的场所为线粒体基质,是否正确
正确。人体无氧呼吸的产物是乳酸(无CO2产生),人体只能通过有氧呼吸产生CO2,产生CO2的场所为线粒体基质(有氧呼吸第二阶段)。
4.不彻底的氧化分解中,葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失,是否正确
不正确。不彻底的氧化分解(无氧呼吸)中,葡萄糖大部分能量未被释放,留存在酒精或乳酸中。
提示
提示
提示
提示
5.马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸的过程不能生成ATP,是否正确
不正确。无氧呼吸第一阶段可以释放少量能量,产生少量ATP。无氧呼吸第二阶段不释放能量。
6.若动物细胞呼吸消耗的O2量等于生成的CO2量,则细胞只进行有氧呼吸,是否正确
不正确。若动物细胞呼吸消耗的O2量等于生成的CO2量,细胞可能只进行有氧呼吸,也可能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,因为动物无氧呼吸不产生CO2。
7.酵母菌呼吸作用产生CO2的阶段不一定伴随着ATP的合成,是否正确
正确。酵母菌呼吸作用产生CO2,可以发生在有氧呼吸第二阶段,也可以发生在无氧呼吸第
二阶段。如果是无氧呼吸第二阶段,则没有ATP的合成,而有氧呼吸第二阶段伴随着ATP的合
成。
提示
提示
提示
关键能力 定点破
定点1 比较细胞的有氧呼吸和无氧呼吸
有氧呼吸(彻底的氧化分解) 无氧呼吸(不彻底的氧化分解)
不 同 点 场所 细胞质基质、线粒体(主要) 细胞质基质
条件 O2、多种酶等 多种酶等
产物 全为无机物:CO2和H2O 含有有机物:乳酸或酒精和CO2
ATP产生阶段 一(少量)、二(少量)、三(大量) 一(少量)、二(不产生)
能量去路 热能(主要)、合成ATP 乳酸或酒精中的化学能(主要)、热能、合成ATP
相 同 点 过程 第一阶段完全相同,并且都在细胞质基质中
进行
实质 分解有机物,释放能量
意义 为生物体提供能量,是生物体代谢的枢纽
1.O2浓度对细胞呼吸强度的影响
(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,对无氧呼吸有抑制作用,对有氧呼吸有促进作用。
(2)曲线模型及解读
定点2 影响细胞呼吸速率的环境因素及应用
Q 只进行无氧呼吸
Q→P 无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强
P CO2释放总量最少,细胞呼吸总体强度最弱
R及以后 无氧呼吸停止,只进行有氧呼吸
S及以后 有氧呼吸基本不变(受呼吸酶数量等因素的
影响)
(3)应用:低氧条件(P点)可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,延长果蔬的保鲜时间。
2.CO2浓度、温度、含水量对细胞呼吸的影响
CO2浓度 温度 含水量
原理 CO2是细胞呼吸的产
物,随着CO2浓度的增
大,CO2对细胞呼吸的
抑制作用增强 温度通过影响呼吸酶
的活性来影响呼吸速
率 水既是反应物,又是生成物;在一定范围内,细胞呼吸随含水
量的增加而加快,超过一定范围,细胞呼吸会受到抑制
曲线图
应用 粮食、水果储藏时,
适当增大CO2浓度可
以抑制细胞呼吸,减
少有机物的消耗 ①在零上低温条件下
储藏蔬菜、水果; ②温室中栽培蔬菜
时,夜间适当降低温
度,可减弱细胞呼吸,
减少有机物的消耗,
提高蔬菜的产量 ①种子浸泡,有利于
萌发;
②种子晒干,有利于
储藏
1.有氧呼吸和无氧呼吸在底物、生成物上的数量关系
定点3 细胞呼吸类型的判断及测定(以葡萄糖为呼吸底物)
数量关系 外界气体量变化
有氧呼吸 葡萄糖(消耗)∶O2(吸收)∶
CO2(释放)=1∶6∶6 不变
产酒精的无氧呼吸 葡萄糖(消耗)∶CO2(释放)∶
酒精(产生)=1∶2∶2 增多
产乳酸的无氧呼吸 葡萄糖(消耗)∶乳酸(产生)=
1∶2 不变
2.细胞呼吸类型的判断
判断依据 呼吸类型
物质的 关系 不消耗O2,释放CO2 产酒精的无氧呼吸
不消耗O2,不释放CO2 产乳酸的无氧呼吸(或细胞已死亡)
O2消耗量=CO2释放量 有氧呼吸(或有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸)
O2消耗量CO2释放量=酒精产生量 产酒精的无氧呼吸
CO2释放量>酒精产生量 有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
场所(真 核细胞) 只在细胞质基质中进行 无氧呼吸
有线粒体参与 有氧呼吸(或有氧呼吸和无氧呼吸)
反应物 和产物 消耗O2 一定存在有氧呼吸
产生水 一定存在有氧呼吸
产生酒精或乳酸 一定存在无氧呼吸
不释放CO2 产乳酸的无氧呼吸(或细胞已死亡)
判断依据 呼吸类型
3.利用液滴移动法测定细胞呼吸方式
装置 示意图
分析 ①NaOH溶液:吸收CO2,保持容器中CO2量不变(CO2量=0); ②着色液滴移动的距离代表O2的消耗量 ①蒸馏水:作对照,不能吸收O2和CO2;
②着色液滴移动的距离代表CO2产生量与O2消耗量的差值
结果 分析 着色液滴左移:存在有氧呼吸 着色液滴不移动:不存在酒精发酵
着色液滴不移动:不存在有氧呼吸 着色液滴右移:存在酒精发酵
特别提醒
(1)以上分析只考虑呼吸底物全为葡萄糖,且不考虑其他环境因素影响。
(2)气温的变化也会影响着色液滴的移动,其影响可通过设置对照组来进行测定(用等量煮熟
种子代替发芽种子,其余均与装置二相同)。
(3)与糖类相比,脂肪C、H含量多,O含量少,以脂肪为底物进行有氧呼吸时需要更多的O2,且O2
消耗量>CO2释放量。第2课时 细胞呼吸的类型及应用
基础过关练
题组一 比较有氧呼吸和无氧呼吸
1.甜瓜是一种耐淹性较强的植物。如图表示水淹后甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法错误的是( )
A.酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的细胞质基质中
B.Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能产生少量ATP
C.图示Ⅰ过程在有氧情况下也存在
D.酵母菌细胞和果蝇细胞中分别含有酶a和酶b
2.如图为细胞呼吸过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.①④③为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a和c分别是丙酮酸和O2
B.水果的保鲜需加快①和②过程,减慢③过程
C.催化反应①和②的酶均存在于细胞质基质中
D.提倡有氧运动是防止剧烈运动产生大量的e对人体细胞造成伤害
3.(易错题)如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A.人细胞呼吸产生的CO2量多于吸收的O2量
B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸
C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路
D.有氧呼吸和无氧呼吸是两个完全不相同的过程
4.无氧运动能增加肌肉体积,增强肌肉力量,但无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸痛。下图是乳酸在人体内的代谢过程。下列叙述错误的是( )
A.无氧运动会引起肌肉酸痛,其消除离不开肝组织的代谢活动
B.肌肉细胞无氧呼吸过程中既有NADH的消耗,也有NADH的合成
C.上述过程可以避免乳酸损失以及防止乳酸堆积引起的酸中毒
D.肌肉细胞无氧呼吸过程中,葡萄糖分子中的大部分能量以热能形式散失
题组二 细胞呼吸原理的应用
5.利用酵母菌细胞呼吸的原理,在混有麦芽、葡萄糖或粮食的发酵罐内通过控制通气可以生产出各种酒。下列说法不正确的是( )
A.为增加酒的产量,生产中应持续通入O2
B.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中产生CO2的场所不同
C.温度、葡萄糖浓度等对酵母菌细胞呼吸的速率有影响
D.“控制通气”指发酵前期通气便于酵母菌繁殖,后期不通气形成无氧环境
6.细胞呼吸的原理广泛应用于生活和生产中,下列说法正确的是( )
A.鲜荔枝在低氧、干燥和零下低温中,可延长保鲜时间
B.选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以保障伤口细胞进行有氧呼吸,避免乳酸堆积
C.及时松土透气既可以促进植物根系对无机盐的吸收,又可以防止“烂根”
D.提倡慢跑等有氧运动,原因之一是人体细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,积累大量的乳酸和二氧化碳,会使肌肉产生酸胀乏力的感觉
7.将广柑储藏于密闭的土窑中,储藏时间可以达到4~5个月;利用大窑套小窑的办法,可使黄瓜储藏期达到3个月,这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于自体保藏法的叙述,错误的是( )
A.在密闭环境中,O2浓度越低,CO2浓度越高,储藏效果越好
B.自体保藏法是一种简便的果蔬储藏法,但其易受外界环境的影响
C.自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
D.在自体保藏法中,如能使温度保持在适度低温,储藏时间会更长
8.草莓果实含有多种有机物且含水量高,深受人们的喜爱。为了在运输途中做好草莓果实的保鲜,某生物研究小组探究了不同储藏温度对草莓果实呼吸作用强度的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)该实验根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄所需时间的长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用有无CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的依据,理由是 。
(2)研究表明,随储藏温度的升高,草莓果实的鲜重逐渐下降,原因是 。
(3)利用细胞呼吸的原理,请提出有利于草莓果实物流的措施
(答出两条即可)。
(4)另一研究小组通过查阅资料发现:用一定的低温处理果实可以延迟果实在常温保鲜过程中的后熟作用(由采收成熟向食用成熟过度的过程),从而延长保鲜时间,这种低温效应称为“冷激反应”。为探究草莓果实保鲜技术,请根据以上信息拟定一个探究实验,并简要说明实验思路。
实验目的: 。
实验思路: 。
能力提升练
题组 细胞呼吸的原理和应用
1.以葡萄糖为呼吸底物时,在不同的条件下,不同生物细胞呼吸作用方式不同。下列对呼吸作用有关的判断不正确的是( )
A.若CO2的释放量多于酒精的产生量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
B.若CO2的释放量多于O2消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C.若CO2释放量等于O2消耗量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
D.若既不释放CO2,也不消耗O2,则说明该细胞已经死亡
2.肿瘤细胞通过无氧呼吸产生能量的方式称为“瓦博格效应”,生长迅速的肿瘤细胞即使在氧气充足的条件下也会发生“瓦博格效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦博格效应”发生的场所是细胞质基质
B.“瓦博格效应”产生丙酮酸的过程与有氧呼吸第一阶段相同
C.当获得等量能量时,“瓦博格效应”导致生长迅速的癌细胞消耗葡萄糖比正常细胞多
D.消耗等量的葡萄糖,生长迅速的癌细胞产生的能量比正常细胞多
3.(多选题)如图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,下列说法不正确的是( )
A.该曲线图也可表示人体肌肉细胞在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化
B.在P点细胞产生ATP的场所既有细胞质基质又有线粒体
C.若图中的AB段与BC段的距离等长,说明该器官有氧呼吸消耗葡萄糖的量等于无氧呼吸消耗葡萄糖的量
D.Q点时细胞不进行有氧呼吸,对应O2浓度最利于水果、蔬菜的保存和运输
4.灌溉不均匀容易使植物根系供氧不足,造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受力不同,根系细胞中与无氧呼吸有关的酶活性越高,其耐受力越强。研究人员采用无土栽培的方法,研究了低氧胁迫对黄瓜品种A、B根系细胞呼吸的影响,在第6天时,检测根系中丙酮酸和酒精的含量如下表。
植物品种 品种A 品种B
处理条件 正常通气 低氧 正常通气 低氧
丙酮酸含量(μmol/g) 0.18 0.21 0.19 0.34
酒精含量(μmol/g) 2.45 6 2.49 4
(1)黄瓜根系细胞中产生丙酮酸和酒精的场所 (填“相同”或“不同”),酒精产生于无氧呼吸的第 阶段,该阶段 (填“有”或“没有”)能量的释放。
(2)据表中信息分析,在正常通气时,黄瓜根系细胞的呼吸方式为 ,判断理由是 。
(3)据表中数据分析,对低氧胁迫耐受力更强的是 品种,判断理由是 。
答案与分层梯度式解析
第2课时 细胞呼吸的类型及应用
基础过关练
1.B 2.C 3.C 4.D 5.A 6.C 7.A
1.B 无氧呼吸发生在细胞质基质中,酶a和酶b均存在于细胞质基质,A正确。Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段,该阶段不产生ATP,B错误。有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段相同,都是在细胞质基质中葡萄糖转化为丙酮酸,C正确。酵母菌进行产酒精的无氧呼吸,含有酶a;果蝇进行产乳酸的无氧呼吸,含有酶b,D正确。
2.C 分析题图过程:
过程 阶段 物质
① 有氧(无氧)呼吸的第一阶段 a为丙酮酸,c为[H]
④ 有氧呼吸的第二阶段 b为CO2
③ 有氧呼吸的第三阶段 d为O2
② 无氧呼吸的第二阶段 e为酒精
根据以上分析可知,A错误;水果的保鲜需降低总呼吸强度,尽可能多地保证水果中的有机物不被消耗,B错误;①为细胞呼吸的第一阶段,②为无氧呼吸的第二阶段,①②均发生在细胞质基质中,C正确;人体细胞进行无氧呼吸时产生的是乳酸,不会产生酒精,D错误。
3.C 人体细胞和酵母菌在不同条件下的呼吸方式如下所示:
人体细胞 酵母菌细胞
有氧 有氧呼吸产生CO2和H2O
无氧 无氧呼吸产生乳酸 无氧呼吸产生酒精和CO2
突破口:b在酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸中均产生→b为CO2→条件Y为有氧,物质a为H2O→条件X为无氧,c为乳酸,d为酒精,B错误。以葡萄糖为呼吸底物,人体细胞有氧呼吸O2消耗量=CO2产生量,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,故人体细胞呼吸产生的CO2量等于吸收的O2量,A错误。条件X下(无氧),酵母菌进行无氧呼吸,葡萄糖中能量的去路:储存于酒精中、储存于ATP中、以热能形式散失,C正确。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的,其他阶段不同,D错误。
归纳总结
细胞呼吸过程葡萄糖中能量的去向
4.D 据图可知,乳酸在肝脏中经过糖异生途径,重新生成葡萄糖,可以避免乳酸损失以及防止乳酸堆积引起的酸中毒,A、C正确;肌肉细胞无氧呼吸过程中,第一阶段会产生NADH,第二阶段消耗NADH,B正确;肌肉细胞无氧呼吸过程中,葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸中,D错误。
5.A 酒精是酵母菌无氧呼吸的产物,为增加酒的产量,不能持续通入O2,A错误;前期通气便于酵母菌大量繁殖,后期无氧环境有利于酒精生成,D正确;酵母菌有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2,无氧呼吸第二阶段在细胞质基质中产生CO2,B正确;温度(影响呼吸相关酶活性)、葡萄糖(底物)浓度等对酵母菌细胞呼吸的速率有影响,C正确。
6.C 水果应在零上低温、低氧、湿度适宜的条件下保存,A错误。选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈,B错误。松土透气有利于植物根细胞的有氧呼吸(为无机盐的吸收等提供能量),抑制无氧呼吸(避免产生酒精毒害细胞),C正确。人体细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,产生乳酸,但不产生CO2,D错误。
7.A 低氧环境比无氧环境储藏效果更好,A错误;自体保藏法易受温度、密闭程度等外界环境的影响,如能使温度保持在适度低温,储藏时间会更长,B、D正确;果蔬细胞呼吸会产生CO2,CO2增多会抑制自身的有氧呼吸作用,减少有机物的消耗,C正确。
8.答案 (1)溴麝香草酚蓝 草莓果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 (2)随着温度的升高,草莓果实有机物氧化分解加快,水分散失增多 (3)适当降低温度(零上低温);通入CO2或N2,减少O2含量等 (4)探究低温处理时间对草莓果实后熟时间的影响(或探究不同温度的低温对草莓果实后熟时间的影响) 将草莓果实平均分成若干组,一组不进行低温处理,其他组分别用相同低温处理不同时间,记录不同组草莓果实后熟所需要的时间(其他思路合理、对应实验目的也可)
解析 (1)CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色所需时间的长短,可以检测草莓果实细胞呼吸作用强度;但草莓果实有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,故不能用有无CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的依据。(2)由题图可知,随着温度的增加,草莓果实细胞呼吸强度增加,消耗有机物增多,水分散失增多,故随储藏温度的升高,草莓果实的鲜重逐渐下降。
(3)利用细胞呼吸的原理,提出有利于草莓果实物流的措施:
细胞呼吸原理 措施
温度可通过影响呼吸相关酶的活性来影响呼吸强度,进而影响草莓果实有机物的消耗 设法降低细胞呼吸强度,结合题图可知,适当降低温度(零上低温)有利于草莓果实物流
O2为有氧呼吸的反应物,CO2为细胞呼吸的产物 可通过减少O2的含量来降低呼吸强度,适当增加CO2的浓度抑制呼吸作用的进行
能力提升练
1.D 以葡萄糖为呼吸底物时,根据细胞呼吸反应式可知:
细胞呼吸方式 数量关系
有氧呼吸 O2消耗量=CO2释放量
产生酒精的无氧呼吸 不消耗O2,释放CO2,CO2释放量=酒精产生量
产生乳酸的无氧呼吸 不消耗O2,不释放CO2
若既不消耗O2也不释放CO2,有可能是该细胞进行产生乳酸的无氧呼吸,也可能是该细胞已经死亡,D错误。
2.D 据题可知,肿瘤细胞通过无氧呼吸产生能量的方式称为“瓦博格效应”,无氧呼吸的两个阶段均发生在细胞质基质,A正确。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同,B正确。正常细胞主要通过有氧呼吸获得能量,生长迅速的肿瘤细胞即使在氧气充足的条件下也会发生“瓦博格效应”,而无氧呼吸只在第一阶段产生少量能量,故消耗等量的葡萄糖,生长迅速的癌细胞产生的能量比正常细胞少;当获得等量能量时,生长迅速的癌细胞消耗的葡萄糖比正常细胞多,C正确,D错误。
3.ACD 分析题图中P、Q点如下所示:
Q 不消耗O2,只进行产生CO2和酒精的无氧呼吸,消耗有机物的量较多,且酒精会毒害细胞,不利于水果、蔬菜的保存和运输,D错误
Q→P 消耗O2,有氧呼吸不断加强,无氧呼吸逐渐被抑制
P O2吸收量=CO2生成量,只进行有氧呼吸
P点细胞只进行有氧呼吸,此时细胞产生ATP的场所既有细胞质基质(有氧呼吸第一阶段)又有线粒体(有氧呼吸第二、三阶段),B正确。
分析图中AB、BC、AC含义如下所示:
AC CO2总生成量(有氧呼吸+无氧呼吸)
BC 有氧呼吸O2吸收量(=有氧呼吸CO2生成量),设为x
AB 无氧呼吸CO2生成量
若AB=BC,代入呼吸作用中分子数量关系:
此时有氧呼吸消耗葡萄糖的量,C错误。
人体肌肉细胞的呼吸方式如下表:
无氧呼吸 不消耗O2,不生成CO2
有氧呼吸 O2吸收量=CO2生成量
可知人体肌肉细胞呼吸过程中,O2吸收量=CO2生成量,不能用题中曲线图表示,A错误。
4.答案 (1)相同 二 没有 (2)有氧呼吸和无氧呼吸 正常通气时有O2,根系细胞可以进行有氧呼吸,同时,酒精的产生说明根系细胞进行了无氧呼吸 (3)A 品种A在低氧条件下产生酒精的量更多,说明相关酶活性更高
解析 (1)产酒精的无氧呼吸分为两个阶段:
第一阶段 第二阶段
场所 细胞质基质 细胞质基质
过程 葡萄糖产生丙酮酸,释放能量 丙酮酸分解为酒精和二氧化碳,不释放能量
(2)有氧条件下,植物根系细胞通常可进行有氧呼吸;有酒精产生说明细胞存在无氧呼吸。无氧呼吸并不一定在无氧条件下发生,在低氧环境下也可以发生。(3)在低氧胁迫条件下,品种A根系中的酒精含量高于品种B,说明品种A产生的酒精更多,品种A催化丙酮酸分解为酒精的酶活性更高,对低氧胁迫耐受力更强。
1第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有氧呼吸
基础过关练
题组一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.下图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是( )
A.两个装置均需要置于黑暗条件下进行
B.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
C.装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间,再与Ⅲ连接
D.装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水
2.为了探究酵母菌的呼吸方式,有人设计了如图所示的实验装置。有关叙述正确的是( )
A.可以用酸性重铬酸钾溶液检测丁试管中是否有酒精
B.若向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变黄
C.向甲、丁中加入溴麝香草酚蓝溶液,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率
D.若甲和丁试管中溶液都变浑浊,则该实验不能判断酵母菌的呼吸方式
题组二 有氧呼吸的过程
3.如图为显微镜下某真核细胞中线粒体及周围的局部结构。下列相关叙述正确的是( )
A.结构①中发生葡萄糖的分解但不生成ATP
B.结构②上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O
C.结构③中[H]与O2结合生成水并释放大量能量
D.结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶
4.如图是真核细胞有氧呼吸的过程图解,据图回答:
(1)真核细胞有氧呼吸是从 的氧化分解开始的,全过程分为
个阶段,其中第一阶段发生的场所是 。
(2)真核细胞有氧呼吸过程中,进入线粒体的呼吸底物是 ;释放的CO2是在第 阶段 (场所)产生的;H2O是在第
阶段 (场所)形成的;产生能量最多的是第 阶段。
(3)真核细胞有氧呼吸中O2的作用是 ,写出有氧呼吸的总反应式: 。
能力提升练
题组 有氧呼吸的过程
1.(易错题)将酵母菌破碎后进行离心处理,然后在有氧的条件下进行以下模拟实验。下列叙述正确的是( )
A.甲、丙试管中可发生有氧呼吸全过程
B.乙试管中会产生CO2,产生的场所是线粒体基质
C.乙试管和丁试管中的细胞呼吸产物相同
D.因为有氧气存在,所以丁试管中会进行有氧呼吸
2.如图是真核细胞有氧呼吸的基本过程。下列说法正确的是( )
A.过程①和②发生的场所是细胞质基质
B.在氧气充足的条件下才能进行过程①
C.过程②产生的ATP比过程③多
D.图中的[H]在线粒体内膜被消耗
3.(多选题)如图是细胞有氧呼吸过程示意图,①②③代表有氧呼吸的不同阶段,a、b、c代表各阶段释放的能量。下列叙述不正确的是( )
A.葡萄糖在线粒体基质中经①②③阶段彻底氧化分解
B.给培养的动物细胞提供18O2,经过一段时间后,细胞中的二氧化碳和水可能含有18O
C.C的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→[H]→二氧化碳
D.用某种抑制线粒体内膜上ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞,其线粒体将不能产生ATP
4.有氧呼吸是大多数生物细胞呼吸的主要形式,研究人员进行了相关研究。请回答问题:
(1)有氧呼吸第一阶段的场所是 ,将1分子葡萄糖分解为2分子的 ,产生少量[H]。
(2)下图为有氧呼吸的部分过程示意图,图中B表示 膜。与A相比,B在结构上的特点是 ,这与其上可进行有氧呼吸第三阶段反应的功能密切相关。
(3)一般情况下,膜上的F0-F1蛋白复合物能够协助H+运输至线粒体基质,同时催化ATP的合成,推测该物质运输方式为 。研究发现,大鼠等生物的细胞中,H+还可通过UCP2蛋白运输至线粒体基质,此时线粒体内膜上ATP的合成速率将 。
(4)科研人员发现UCP2蛋白含量高的大鼠在摄入高脂肪食物时不会发生肥胖,请结合(3)的信息,推测这些大鼠未出现肥胖现象的原因: 。
答案与分层梯度式解析
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有氧呼吸
基础过关练
1.C 装置甲中酵母菌进行有氧呼吸,装置乙中酵母菌进行无氧呼吸。光照不影响酵母菌的细胞呼吸,故两个装置可在光照或黑暗条件下进行,A错误;装置甲中NaOH的作用是吸收空气中的CO2,确保使澄清的石灰水变浑浊的CO2只来自酵母菌的有氧呼吸,B错误;装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间,彻底消耗其中的O2,形成无氧环境,C正确;单位时间内,酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2更多,故装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度低于装置甲中的石灰水,D错误。
2.C 酸性重铬酸钾溶液与酒精反应会变成灰绿色,据此分析:
乙试管 酵母菌进行有氧呼吸(产生CO2,无酒精产生) 加入酸性重铬酸钾后溶液颜色不发生变化
丙试管 用石蜡油封口,酵母菌进行无氧呼吸(产生CO2、酒精) 加入酸性重铬酸钾后溶液变成灰绿色,B错误
产生的酒精不会进入丁试管,A错误
CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,酵母菌有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,同一时刻甲和丁两个试管中CO2量不同,浑浊的程度不同,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率,依据澄清石灰水变浑浊的程度判断酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,C正确,D错误。
3.D 根据题图分析选项:
场所 ①细胞质基质 ③线粒体基质 ②线粒体内膜
发生反应 有氧呼吸第一阶段(分解葡萄糖、生成ATP) 有氧呼吸第二阶段(丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]) 有氧呼吸第三阶段([H]与O2结合生成水并释放大量能量)
选项 A错误 B、C错误
4.答案 (1)葡萄糖 三 细胞质基质 (2)丙酮酸 二 线粒体基质 三 线粒体内膜 三 (3)与[H]结合生成H2O,产生大量的能量 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
解析 真核细胞有氧呼吸的过程分为三个阶段:
场所 反应过程
第一阶段 细胞质基质 葡萄糖2丙酮酸+4[H]+少量能量
第二阶段 线粒体基质 2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量
第三阶段 线粒体内膜 6O2+24[H]12H2O+大量能量
能力提升练
1.B 有氧条件下,葡萄糖在细胞质基质被分解,葡萄糖不能进入线粒体;丙酮酸在线粒体基质中反应生成CO2,O2在线粒体内膜上反应生成水。由此可知,甲、丁试管中不发生有氧呼吸,乙试管中发生有氧呼吸第二、三阶段,丙试管中可发生有氧呼吸全过程,B正确。
2.D 由题图可知,过程①为有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质(不需要氧气参与,其发生与是否处在氧气充足条件下无关),甲代表丙酮酸,乙代表[H],B错误;过程②为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质,产生少量ATP,丁代表H2O,A错误;过程③为有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜([H]与O2结合生成H2O),产生大量ATP,丙代表H2O,C错误,D正确。
3.ACD ①过程(有氧呼吸第一阶段)发生在细胞质基质,葡萄糖不能在线粒体中分解,A错误。
18O2的 转移途径 18O2→O(有氧呼吸的第三阶段),O→C18O2(有氧呼吸的第二阶段),经过一段时间后,细胞中的二氧化碳和水可能含有18O,B正确
C的转移 途径 C6H12O6→丙酮酸(有氧呼吸第一阶段),丙酮酸→二氧化碳(有氧呼吸第二阶段),C错误
用某种抑制线粒体内膜上(发生有氧呼吸第三阶段)ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞,其线粒体内膜将不能产生ATP,但线粒体基质(进行有氧呼吸第二阶段)仍可产生ATP,D错误。
4.答案 (1)细胞质基质 丙酮酸 (2)线粒体内 向内腔折叠形成嵴 (3)协助扩散 降低 (4)UCP2含量高的大鼠ATP合成效率降低,需要分解更多的有机物满足自身的ATP需要
解析 对图中B膜及其上过程分析如下图:
线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,这与其上可进行有氧呼吸第三阶段反应的功能密切相关。UCP2含量高的大鼠ATP合成效率降低,需要分解更多的有机物满足自身的ATP需要,故发现UCP2蛋白含量高的大鼠在摄入高脂肪食物时不会发生肥胖。
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