(共36张PPT)
第1课时 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
一
二
三
一、细胞呼吸的概念及本质
1.细胞呼吸的本质: 。?
2.场所: 。?
3.原料: 等有机物。?
4.结果:分解为 或者 ,并且释放出
的过程。?
5.分类:根据是否有氧参与,可分为
和 。?
糖等有机物的氧化分解
细胞内
糖类
无机物
小分子有机物
能量
需氧呼吸
厌氧呼吸
一
二
三
预习反馈
1.判断正误。
(1)细胞呼吸是细胞吸收O2,释放CO2的一种气体交换过程。( )
(2)细胞呼吸的底物只有葡萄糖,通过呼吸将葡萄糖分解为无机物或小分子有机物。( )
(3)细胞呼吸是一系列的化学反应过程,能为生命活动提供能量。( )
×
×
√
一
二
三
2.下列关于细胞呼吸的理解,正确的是( )
A.细胞呼吸都需要氧气
B.同一个体的细胞呼吸方式必定相同
C.需氧呼吸型生物的细胞也能进行厌氧呼吸
D.细胞呼吸的本质是彻底氧化分解有机物并释放能量
C
解析:细胞呼吸中需氧呼吸需要氧气,而厌氧呼吸不需要氧气,A项错误;同一个体的细胞呼吸方式不一定相同,如人体剧烈运动时,有的细胞进行需氧呼吸,有的细胞进行厌氧呼吸,B项错误;某些需氧呼吸型生物的细胞在缺氧时也能进行厌氧呼吸,C项正确;细胞呼吸的本质是氧化分解有机物并释放能量,将有机物分解成无机物或小分子有机物,不一定彻底氧化分解有机物,D项错误。
一
二
三
二、需氧呼吸的过程
1.概念
必须有 参加,把糖分子氧化成 和
。?
2.具体过程
氧
二氧化碳
水
细胞溶胶
线粒体基质
内膜
2
丙酮酸
[H]
二氧化碳
[H]
一
二
三
少量
少量
大量
C6H12O6
6CO2
一
二
三
预习反馈
1.判断正误。
(1)需氧呼吸是氧化还原反应,每个阶段都需要氧气参与。( )
(2)绿色植物吸入的O2用于细胞呼吸中形成CO2。( )
(3)需氧呼吸过程中生成的[H]可在线粒体内与氧结合生成水。( )
(4)需氧呼吸的三个阶段均能产生和消耗[H]。( )
(5)骨骼肌细胞的线粒体能利用葡萄糖进行需氧呼吸产生二氧化碳和水。( )
×
×
√
×
×
一
二
三
2.需氧呼吸过程中产生能量最多的时期是( )
A.形成二氧化碳时
B.产生[H]时
C.形成水时
D.形成三碳化合物时
C
解析:需氧呼吸的第三阶段释放大量能量,此阶段氧气与[H]结合形成水。
一
二
三
三、厌氧呼吸的类型及过程
1.概念:细胞在 条件下,将糖分子分解成 或
,并释放少量能量的过程。?
2.类型
(1)乳酸发酵
②具体过程
无氧
乳酸
乙醇和CO2
2C3H6O3
丙酮酸
少量[H]
乳酸脱氢
一
二
三
(2)乙醇发酵
①总反应式:C6H12O6
+2CO2+能量?
②具体过程
2C2H5OH
丙酮酸
少量[H]
乙醛
一
二
三
预习反馈
1.判断正误。
(1)厌氧呼吸发生时,有机物中的能量大部分未被释放。( )
(2)人体剧烈运动时呼出的CO2来自需氧呼吸和厌氧呼吸。( )
(3)厌氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程。( )
(4)玉米植株进行厌氧呼吸时得到的产物是乳酸。( )
(5)人体肌肉细胞厌氧呼吸所产生的乳酸被运至肾脏再生成葡萄糖。( )
√
×
×
×
×
一
二
三
2.下列有关厌氧呼吸的叙述,错误的是( )
A.产生少量ATP
B.可产生水
C.可释放二氧化碳
D.在细胞溶胶中进行
B
解析:厌氧呼吸过程中由于有机物分解不彻底,只在第一阶段释放少量能量,产生少量ATP,A项正确;厌氧呼吸过程中,葡萄糖只能分解形成乳酸或乙醇和二氧化碳,不能产生水,B项错误;厌氧呼吸过程中,葡萄糖能分解形成乙醇和二氧化碳,C项正确;厌氧呼吸的场所是细胞溶胶,即在细胞溶胶中进行,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
细胞呼吸的本质
问题情境
18世纪,法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气,并且把细胞呼吸比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现,细胞呼吸的实质是细胞内有机物的氧化分解,并且释放能量。
思考并讨论以下问题。
1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点?
?
?
?
提示:都是物质的氧化分解过程;都能产生二氧化碳等产物,并且都释放出能量。
探究点一
探究点二
探究点三
2.细胞呼吸能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗?为什么?
?
?
?
?
3.在无氧条件下,细胞还能够通过细胞呼吸释放能量吗?
?
?
?
提示:不能。若细胞呼吸像燃料在体外剧烈燃烧,则组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解,能量会迅速地释放出来,细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
提示:在无氧条件下,细胞能够通过厌氧呼吸来释放能量。但是,厌氧呼吸比需氧呼吸释放的能量要少许多。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
(2020浙江1月选考改编,12)酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示,①~③为相关生理过程。下列叙述正确的是( )
A.①释放的能量大多贮存在有机物中
B.③进行的场所是细胞溶胶和线粒体
C.发生①③时,CO2释放量大于O2吸收量
D.发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③
D
探究点一
探究点二
探究点三
解析:①为糖酵解,释放的能量大部分以热能的形式散失,A项错误;③表示需氧呼吸的第二、三阶段,仅发生在线粒体中,B项错误;发生①③时,CO2释放量等于O2吸收量,C项错误;酵母菌在低氧环境下,需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
导师点睛从细胞呼吸概念入手明确细胞呼吸的本质
(1)细胞呼吸的内涵:不是气体交换,是细胞内有机物的分解过程。
(2)分解的底物来源:既可是糖类,也可是油脂等其他有机物。
(3)分解的结果:若是需氧呼吸,则是一种氧化还原反应,产物为无机物,彻底释放能量;若是厌氧呼吸,则是一种不彻底的物质分解过程,产物为CO2和小分子有机物,只有少部分能量被释放出来,大部分能量仍然留在有机物中。
(4)细胞呼吸的意义:为生命活动提供能量。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列有关细胞呼吸的说法,正确的是( )
A.细胞呼吸是细胞中葡萄糖的一系列氧化分解
B.细胞呼吸是细胞与环境间的气体交换
C.种子库中贮存的风干种子不进行细胞呼吸
D.高等植物既能进行需氧呼吸,也能进行厌氧呼吸
D
解析:细胞呼吸是指生物体内糖类等有机物(主要是葡萄糖)在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成无机物或小分子有机物,并且释放出能量的过程,A、B两项错误;种子库中贮存的风干种子新陈代谢弱,但仍进行细胞呼吸,C项错误;高等植物在有氧的情况下进行需氧呼吸,在氧气不足或无氧的条件下进行短暂的厌氧呼吸,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
2.细胞呼吸对生命活动意义重大,下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.细胞呼吸必须有水和氧气的参与才能释放储存在有机物中的能量
B.线粒体是需氧呼吸与厌氧呼吸都有的反应场所
C.细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解释放能量
D.线粒体是需氧呼吸的主要场所,细胞呼吸的ATP都是在线粒体中产生的
C
解析:厌氧呼吸不需要有水和氧气的参与,也能分解有机物,释放少量的能量,A项错误;线粒体是需氧呼吸的反应场所,厌氧呼吸只发生在细胞溶胶中,B项错误;细胞呼吸的实质是有机物的氧化分解释放能量,供生命活动需要,C项正确;线粒体是需氧呼吸的主要场所,细胞呼吸的ATP主要是在线粒体中产生的,也有少量在细胞溶胶中产生,D项错误。
探究点一
探究点二
探究点三
需氧呼吸的概念及过程
问题情境
需氧呼吸是生物体内高效的产能方式,某同学学习了需氧呼吸的基本内容之后,绘制了一幅需氧呼吸概念图(如下)。
探究点一
探究点二
探究点三
请分析该同学绘制的概念图,思考并回答以下问题。
1.需氧呼吸主要发生在线粒体中,思考线粒体有哪些结构特点与其功能相适应?
?
?
?
2.该同学绘制的图示中,①②③分别表示什么过程?
?
?
?
提示:①内膜向内折叠形成嵴,使内膜表面积大大增加;②内膜和基质中含有与需氧呼吸有关的酶。
提示:①表示第一阶段糖酵解,②表示第二阶段,③表示第三阶段。
探究点一
探究点二
探究点三
3.针对需氧呼吸的具体过程,分析以下内容。
(1)需氧呼吸中,[H]产生和参与反应分别发生在哪些阶段?
?
?
(2)需氧呼吸中,CO2在哪个阶段产生?
?
?
?
(3)需氧呼吸中,H2O参与反应和产生分别发生在哪些阶段?
?
?
?
提示:[H]产生的阶段:第一、二阶段。[H]参与反应的阶段:第三阶段。
提示:CO2是在第二阶段产生,是由丙酮酸和H2O反应生成的,场所是线粒体基质。
提示:H2O在第二阶段与丙酮酸反应;第三阶段[H]和O2结合生成H2O。
探究点一
探究点二
探究点三
(4)需氧呼吸中,O2参与反应发生在哪个阶段?此阶段的产物是什么?
?
?
(5)如果用同位素18O来分别标记A组的
中的O和B组中的18O2中的O,试分析A、B两组中的同位素18O最终会出现在哪种产物中。
?
?
?
?
提示:O2在第三阶段与[H]反应生成H2O。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
下列关于真核细胞中需氧呼吸相关酶的叙述,正确的是( )
A.与糖酵解有关的酶都分布在细胞溶胶中
B.与合成ATP有关的酶都镶嵌在线粒体膜上
C.与第二阶段有关的酶都分布在线粒体内膜上
D.与第三阶段有关的酶都分布在线粒体基质中
A
解析:糖酵解的场所是细胞溶胶,A项正确;真核细胞需氧呼吸三个阶段都产生ATP,B项错误;与第二阶段有关的酶分布在线粒体基质中,C项错误;与第三阶段有关的酶分布在线粒体内膜上,D项错误。
探究点一
探究点二
探究点三
易错提醒
有关需氧呼吸过程的几个易错点
(1)需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量能量在第三阶段产生),但大部分以热能形式散失掉,仅有一小部分能量转移到ATP中(厌氧呼吸大部分能量仍储存在乙醇或乳酸中)。
(2)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸。
(3)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行需氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,因为其细胞中含有与需氧呼吸有关的酶。
(4)需氧呼吸第三阶段需要氧气的直接参与,但是另外两个阶段需要有氧环境。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列有关人体细胞需氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.通过糖酵解,有机物中的能量大部分转化为热能
B.通过电子传递链,[H]与氧结合生成水,释放CO2和能量
C.1个葡萄糖分子中的能量大约是32个ATP分子中的能量
D.1个葡萄糖分子和2个丙酮酸分子彻底氧化后释放的能量不同
D
解析:通过糖酵解,葡萄糖分解为丙酮酸,有机物中的能量大部分没有释放出来,A项错误;通过电子传递链,前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水,释放大量能量,CO2在第二阶段产生,B项错误;需氧呼吸过程中,1个葡萄糖分子中的能量释放后,大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中,一般可以产生32个ATP分子,C项错误;葡萄糖分解为丙酮酸过程中释放能量,所以1个葡萄糖分子和2个丙酮酸分子彻底氧化后释放的能量不同,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
2.下图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是( )
A.②处发生需氧呼吸第二阶段
B.①处产生ATP
C.②处产生CO2
D.③处发生[H]与O2结合的反应
B
解析:分析示意图可知,①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质和线粒体内膜。需氧呼吸第二阶段的场所是②,该过程有CO2产生,而[H]与O2结合的反应在③上完成。物质氧化分解过程不能在①处进行,故①处不能产生ATP。
探究点一
探究点二
探究点三
厌氧呼吸的概念及过程
问题情境
1.苹果储藏久了,会闻到酒味,而马铃薯块茎储藏久了却闻不到酒味。请分析原因。
?
?
?
?
提示:苹果和马铃薯的储藏过程中进行了厌氧呼吸,苹果厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2,而马铃薯块茎厌氧呼吸的产物是乳酸。
探究点一
探究点二
探究点三
2.无土栽培是近几年迅速发展起来的一项栽培技术,是利用溶液培养法的原理,把植物生长发育所需要的各种矿质元素按一定比例配制成营养液,植物从培养液中吸收营养。但是这样往往会发生烂根现象。试分析:
(1)烂根现象发生的原因是什么?
?
?
(2)如何解决这一问题?
?
?
提示:水溶液中的溶氧量很少,很快被植物消耗完,根细胞进行厌氧呼吸产生乙醇,乙醇的积累杀死根细胞导致烂根。
提示:向培养液中定时通入空气。
探究点一
探究点二
探究点三
3.从细胞呼吸的产物分析,1
mol葡萄糖参与厌氧呼吸比参与需氧呼吸释放的能量少。试分析其原因。
?
?
提示:因为厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2或者乳酸,有机物氧化分解不彻底,其大部分能量存留在乙醇或乳酸中未释放出来。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
(2019浙江1月学考,10)真核生物厌氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲过程中有ATP的生成
B.乙过程需要乳酸脱氢酶参与
C.丙过程可发生在人体肌肉细胞中
D.甲过程为乙、丙过程提供还原剂
C
解析:分析图示可知,甲表示糖酵解,产生少量ATP,A项正确;乙过程在乳酸脱氢酶的作用下,[H]将丙酮酸还原为乳酸,B项正确;人体厌氧呼吸不能产生乙醇和CO2,C项错误;甲过程产生[H],用于乙、丙过程中物质的还原,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
技巧总结细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列关于苹果果肉细胞厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.会有特殊分子携带氢和电子传递给氧生成水
B.无二氧化碳产生
C.丙酮酸直接被氢还原成乙醇
D.ATP只在厌氧呼吸的第一阶段产生
D
解析:厌氧呼吸没有氧气参与,不会生成水,A项错误;苹果果肉细胞厌氧呼吸产生乙醇和二氧化碳,B项错误;丙酮酸和[H]反应可产生乙醇和二氧化碳,C项错误;ATP只在厌氧呼吸的第一阶段产生,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
2.(2018浙江4月选考,12)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述,错误的是( )
A.将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B.在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C.乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到乙醇的气味
B
探究点一
探究点二
探究点三
解析:干酵母需要用温水化开,以保持酵母菌活性,酵母菌悬液加入葡萄糖溶液后要充分振荡,使葡萄糖与酵母混匀充分接触,利于发生反应,A项正确;在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境,利于乙醇发酵,B项错误;澄清石灰水可以检验CO2,若乙试管中的澄清石灰水变浑浊,说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2,C项正确;甲试管中的酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精,酒精具有挥发性,所以拔掉甲试管塞子后可闻到乙醇的气味,D项正确。(共42张PPT)
第2课时 探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
一
二
三
一、探究酵母菌的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因
酵母菌在 的环境中都能生活。不同环境中,酵母菌的呼吸方式不同, 和 均有差异。?
2.呼吸产物的检测
(1)检测CO2的产生:CO2可使澄清石灰水变 ,也可使
由 变 再变 。?
(2)检测酒精的产生:橙色的 ,在 条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成 。?
有氧和无氧
产物
能量
浑浊
溴麝香草酚蓝溶液
蓝
绿
黄
重铬酸钾溶液
酸性
灰绿色
一
二
三
预习反馈
1.判断正误。
(1)酵母菌能够进行需氧呼吸和乙醇发酵,与细胞内所具有酶的种类有关。( )
(2)橙色的重铬酸钾溶液与乙醇混合,会变成灰绿色。
( )
(3)探究酵母菌呼吸方式的实验中NaOH溶液和澄清石灰水的作用都是吸收CO2。( )
(4)在需氧呼吸的装置中,应将空气持续通入酵母菌培养液中以保障O2供应。( )
×
√
×
×
一
二
三
2.下列实验结果能够判断酵母菌细胞呼吸方式的是( )
A.二氧化碳是否使澄清的石灰水变浑浊
B.溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄
C.重铬酸钾溶液是否由橙色变为灰绿色
D.以上三项均可
C
解析:酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸均可释放二氧化碳,不能判断酵母菌细胞呼吸方式,A项错误;由于需氧呼吸和厌氧呼吸都能产生二氧化碳,所以检测溴麝香草酚蓝溶液是否由蓝变绿再变黄不能判断酵母菌细胞呼吸方式,B项错误;酵母菌厌氧呼吸产生的乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色,所以能够判断酵母菌细胞呼吸方式,C项正确。
一
二
三
二、影响细胞呼吸的因素
1.温度
通过影响 的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。?
呼吸酶
一
二
三
2.O2浓度
具体影响如下图所示:
图A表示O2浓度对 呼吸的影响。随O2浓度增加而受 ,O2浓度越高,抑制作用 ,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。?
图B表示O2浓度对 呼吸的影响。在一定范围内,随着O2浓度的增加,呼吸速率 ,但当O2浓度增加到一定值时,呼吸速率 。?
厌氧
抑制
越强
需氧
增强
不再增加
一
二
三
3.CO2浓度
在一定范围内,随CO2浓度的增加,细胞呼吸速率 。?
预习反馈
1.判断正误。
(1)给含有酵母菌的发酵液连续通气可以提高产酒量。( )
(2)适当降低温度和氧浓度有利于果蔬储藏。( )
(3)农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生酒精而烂根。( )
(4)创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的需氧呼吸。( )
下降
×
√
√
×
一
二
三
2.贮藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗,下列最适宜的贮藏条件是( )
A.低氧浓度、低CO2浓度、零下低温、干燥
B.高氧浓度、低CO2浓度、零下低温、干燥
C.低氧浓度、高CO2浓度、零上低温、一定湿度
D.完全无氧、高CO2浓度、零上低温、一定湿度
C
解析:要长时间贮藏水果,就要降低其细胞呼吸作用,减少有机物的消耗。在零上低温条件下,呼吸酶活性降低;低氧、高CO2状态下,细胞需氧呼吸弱,厌氧呼吸受到抑制,整个细胞呼吸强度处于最低状态,可以有效减少营养物质的消耗,但若温度低于零度,则会冻伤水果。此外湿度适中,减少水果中水分丢失,有利于保鲜。
一
二
三
三、细胞呼吸是细胞代谢的核心
1.细胞代谢类型:包括 代谢和 代谢。?
2.不同代谢途径分析
(1)糖代谢:多糖先被水解为 ,经糖酵解,最后被完全氧化成CO2和水。?
(2)脂肪代谢:脂肪先分解形成 和 ,
形成一个三碳化合物后进入糖酵解, 则进一步被分解。?
(3)蛋白质代谢:先分解为氨基酸,氨基酸脱去 后变成不同有机酸,最后被完全氧化。?
合成
分解
单糖
甘油
脂肪酸
甘油
脂肪酸
氨基
一
二
三
预习反馈
1.判断正误。
(1)糖类、蛋白质和脂肪均能通过相应途径进入细胞呼吸过程被氧化分解,释放能量。( )
(2)细胞合成代谢的产物能成为细胞生活、生长和修复所需要的物质。( )
√
√
一
二
三
2.当体内糖类物质不足时,氨基酸发生的生理作用为( )
A.脱氨基作用
B.脱水缩合作用
C.转氨基作用
D.含氮部分的氧化分解
A
解析:糖类是主要的能源物质,当体内糖类物质不足时,氨基酸就会氧化分解供能,即氨基酸会发生脱氨基作用,产生的不含氮部分会被氧化分解供能。
探究点一
探究点二
探究点三
探究酵母菌的呼吸方式
问题情境
1.结合对实验材料的选择和处理,探讨以下问题。
(1)配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌?
?
?
(2)为什么要将葡萄糖溶液煮沸,且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌?
?
?
?
提示:新鲜的酵母菌繁殖快,细胞代谢旺盛,实验效果明显。
提示:煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧,冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。
探究点一
探究点二
探究点三
(3)为什么要把装置放置在25~35
℃的环境下培养?
?
?
??
2.重铬酸钾可以检测有无乙醇存在。想一想,这一原理在日常生活中可能有什么用处。
?
?
?
提示:在25~35
℃的条件下,酵母菌中酶的活性最高,生命活动最旺盛,细胞呼吸明显,可保证实验效果。
提示:重铬酸钾可以检测有无乙醇存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是:让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的橙色重铬酸钾,如果呼出的气体中含有乙醇,就会变成灰绿色。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,有关叙述错误的是( )
A.装置甲和乙分别探究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸
B.A瓶中需加入NaOH溶液用于吸收空气中的CO2
C.可依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式
D.一段时间后向C瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾,颜色变为灰绿色
C
探究点一
探究点二
探究点三
解析:装置甲连接了气泵,可以用来探究酵母菌的需氧呼吸;装置乙没有接气泵,可以用来探究酵母菌的厌氧呼吸,A项正确;装置甲的A瓶中加入NaOH溶液,其作用是吸收空气中的CO2,以排除空气中CO2对实验结果的干扰,减少实验误差,B项正确;由于酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都能产生二氧化碳,所以不能依据澄清的石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式,C项错误;一段时间后,C瓶中酵母菌进行厌氧呼吸产生了乙醇,所以向C瓶的滤液中加入酸性重铬酸钾,颜色变为灰绿色,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
探究酵母菌呼吸方式的实验分析
1.实验装置设置
(1)有氧条件装置:第一个锥形瓶中盛放的试剂是10%NaOH溶液,其目的是使进入A瓶中的空气先经NaOH处理后,排除空气中CO2对实验结果的干扰。
(2)无氧条件装置:B瓶放置一段时间后才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接,其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉,确保产物CO2均来自酵母菌的厌氧呼吸(消耗B瓶中的氧气,防止酵母菌的需氧呼吸对实验结果的干扰)。
探究点一
探究点二
探究点三
探究点一
探究点二
探究点三
2.实验材料与检测
探究点一
探究点二
探究点三
3.实验结果与结论分析
(1)实验结果
探究点一
探究点二
探究点三
(2)实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生H2O和大量CO2;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生乙醇,还产生少量的CO2。
4.实验中注意事项
配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新鲜食用酵母菌。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,不正确的是( )
A.根据短时间内澄清石灰水变浑浊的程度,可检测CO2产生量的多少
B.根据酸性条件下乙醇使重铬酸钾变成灰绿色,可检测有无乙醇产生
C.根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短,可检测是否产生CO2
D.本实验的结论是:酵母细胞既可进行需氧呼吸,也可进行厌氧呼吸
C
探究点一
探究点二
探究点三
解析:由于CO2能使澄清的石灰水变浑浊,所以可根据单位时间澄清的石灰水变浑浊的程度,来检测CO2的产生速率,A项正确;乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色,所以根据酸性条件下乙醇使重铬酸钾变成灰绿色,可检测有无乙醇产生,B项正确;根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短,可检测CO2产生量的多少而不是检测是否产生CO2,C项错误;本实验的结论是:酵母细胞既可进行需氧呼吸,也可进行厌氧呼吸,属于兼性厌氧生物,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
2.某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型,实验装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.选用酵母菌作为实验材料是因为其能进行需氧呼吸和厌氧呼吸
B.甲装置加入油脂的作用是隔绝空气,属于对照组
C.乙装置中NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2
D.两装置均可以用溴麝香草酚蓝溶液替换澄清石灰水
B
探究点一
探究点二
探究点三
解析:选用酵母菌作为实验材料是因为其既可进行需氧呼吸又可进行厌氧呼吸,A项正确;甲装置加入油脂的作用是隔绝空气,甲和乙相互对比,因此不能说甲是对照组,B项错误;乙装置中NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2,排除对实验结果的干扰,C项正确;两个装置中的澄清石灰水的作用都是检测二氧化碳,溴麝香草酚蓝溶液也能检测二氧化碳,因此两装置均可以用溴麝香草酚蓝溶液替换澄清石灰水,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
影响细胞呼吸的因素分析
问题情境
蔬菜、水果在长期储藏时容易使有机物消耗,导致品质下降。目前市场上出现了一种新的“充氮保鲜”方法,其具体做法是:将蔬菜、水果等放在一个密闭容器内,排尽其中的空气,然后充入氮气,这样能有效地将蔬菜、水果等的保存期和保鲜期延长。
请思考以下问题。
1.通常情况下蔬菜、水果长期储存会使环境中的湿度增加,使微生物容易繁殖,可能导致果蔬的霉烂,试分析原因。
?
?
?
提示:主要是因为需氧呼吸产生水。
探究点一
探究点二
探究点三
2.在充氮无氧的环境中,植物细胞生命活动所需的能量依靠哪种呼吸方式提供?这种呼吸方式进行的场所具体是什么部位?
?
?
?
3.除充氮保鲜外,利用降低温度的方法也可以实现对蔬菜、水果等的长期保存,试分析原因。
?
?
?
提示:充氮无氧环境下,植物细胞进行厌氧呼吸,场所为细胞溶胶。
提示:低温降低了植物细胞内与呼吸有关酶的活性,从而减少了有机物的消耗。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
某植物器官的呼吸强度(用CO2释放量表示)与
O2吸收量的关系如图所示,分析正确的是( )
A.A点时释放的CO2全部是厌氧呼吸的产物
B.A点时细胞呼吸的产物中还有乙醇
C.B点时需氧呼吸和厌氧呼吸的CO2释放量相等
D.O2浓度越低,呼吸强度越小
B
解析:A点时该植物器官既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的产物是乙醇和二氧化碳,A项错误、B项正确;B点时只有需氧呼吸,C项错误;据图判断,当O2浓度为5%左右时,呼吸强度最小,D项错误。
探究点一
探究点二
探究点三
归纳提升
影响细胞呼吸的因素及相关曲线分析
1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:通过影响与细胞呼吸有关的酶
的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时,呼吸速率最大。
②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用
①零上低温下贮存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。
探究点一
探究点二
探究点三
2.O2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:O2是需氧呼吸所必需的,且O2对厌氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析
①O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸。
②0③O2浓度≥10%时,只进行需氧呼吸。
④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。
(3)应用
①中耕松土促进植物根部需氧呼吸。
②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓贮粮食、水果和蔬菜。
探究点一
探究点二
探究点三
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
(2)曲线
(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.(2018浙江11月选考,22)温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A.A—B段,温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程
B.B—C段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快
C.B点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多
D.C点时,细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中
B
探究点一
探究点二
探究点三
解析:糖酵解发生在细胞溶胶中,A项错误;B—C段,温度升高,酶的活性降低,酶发生热变性的速率加快,B项正确;B点时,呼吸速率最快,但氧仅与[H]结合,形成水,C项错误;细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,D项错误。
探究点一
探究点二
探究点三
2.有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的乙醇和CO2的量如表所示,下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时只进行需氧呼吸
B.b值对应的氧浓度为零
C.氧浓度为c时,经需氧呼吸产生的CO2为6
mol
D.氧浓度为d时,有1/3的葡萄糖用于乙醇发酵
A
探究点一
探究点二
探究点三
解析:氧浓度为a时,产生的乙醇量为0,说明此时酵母菌只进行需氧呼吸,A项正确;氧浓度为b时,产生CO2的量与产生乙醇的量相等,说明酵母菌只进行厌氧呼吸,此时氧浓度为0,B项正确;氧浓度为c时,经需氧呼吸产生的CO2为12.5-6.5=6(mol),C项正确;氧浓度为d时,有3
mol葡萄糖进行厌氧呼吸,有(15-6)÷6=1.5(mol)葡萄糖进行需氧呼吸,所以有2/3的葡萄糖用于乙醇发酵,D项错误。
探究点一
探究点二
探究点三
3.(2019浙江4月选考,15)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表:
下列叙述正确的是( )
A.溶液通氧状况与根细胞吸收
的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收
的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制
的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
D
探究点一
探究点二
探究点三
解析:溶液通氧状况,利于细胞进行需氧呼吸,产生大量能量,与根细胞吸收
的量有关,A项错误;温度过高,影响载体蛋白的活性,且对呼吸等代谢具有影响,B项错误;若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生乙醇,C项错误;细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP,可为离子吸收等耗能反应提供能量,D项正确。
探究点一
探究点二
探究点三
细胞呼吸是细胞代谢的核心
问题情境
图一表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况(1表示可溶性糖、2表示淀粉、3表示含氮化合物、4表示脂肪)。图二表示小麦种子成熟过程中蛋白质、葡萄糖、淀粉的含量和淀粉磷酸化酶(催化淀粉的生物合成)活性的变化。
探究点一
探究点二
探究点三
请思考以下问题。
1.油菜种子在成熟过程中,脂肪含量不断提高,而可溶性糖和淀粉含量不断下降,能够说明两者之间存在什么关系?
?
?
2.图二中曲线③表示什么?
?
?
提示:说明脂肪可能由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化而来。
提示:曲线③表示淀粉磷酸化酶的活性,在小麦种子成熟过程中,淀粉磷酸化酶可促进淀粉的生物合成,种子的干重将增加。
3.将小麦开花后第10天和第20天的种子分别制成组织样液,各取等量样液分别加入A、B两试管中,再各加入等量的本尼迪特试剂,经水浴加热后会出现什么现象?A、B试管的表现是否相同?
提示:两试管均出现红黄色沉淀,A试管颜色更深。
探究点一
探究点二
探究点三
典例剖析
如图显示蛋白质代谢的部分过程,其中X是( )
A.氨基
B.二碳化合物
C.碳链
D.CO2
A
解析:蛋白质水解成氨基酸后,通过脱氨基作用,分解为含氮部分和不含氮部分。其中含氮部分为氨基,可进一步合成尿素。
探究点一
探究点二
探究点三
活学活练
1.人体内脂肪和蛋白质共同的代谢终产物有( )
A.CO2和尿素
B.胆固醇和氨
C.尿素和尿酸
D.CO2和H2O
D
解析:脂肪是由C、H、O元素组成,经过氧化分解后代谢产物为二氧化碳和水;由于氨基酸中含有氨基,蛋白质的代谢终产物为尿素、水和二氧化碳。故人体内脂肪和蛋白质共同的代谢终产物有二氧化碳和水。
探究点一
探究点二
探究点三
2.脂肪酸和甘油可以进入肝脏进一步代谢。甘油在肝脏中转变成哪种物质后加入糖代谢途径?( )
A.丙酮酸
B.丙氨酸
C.氨基酸
D.核酸
A
解析:甘油不能直接加入糖代谢途径,只有在肝脏中转变为丙酮酸后才能加入糖代谢途径。第2课时 探究酵母菌的呼吸方式及影响细胞呼吸的因素
基础巩固
1.(2020嘉兴高一期末)细胞呼吸在生产生活中有许多应用。下列叙述正确的是( )
A.酿酒过程中要严格密封发酵罐
B.酸奶制作是利用乳酸菌的厌氧呼吸
C.新鲜蔬菜的最佳保存条件是干燥和无氧
D.种子商店中保存的种子已停止细胞呼吸
2.如果酵母菌利用葡萄糖进行厌氧呼吸产生6
mol的CO2,那么人进行需氧呼吸消耗等量的葡萄糖时,可形成CO2( )
A.2
mol
B.9
mol
C.18
mol
D.36
mol
3.经测定:蚕豆种子在萌发初期,CO2的释放量比氧气的吸收量大3~4倍(细胞呼吸的底物假设均为葡萄糖),这说明此时的蚕豆是( )
A.只进行需氧呼吸
B.厌氧呼吸消耗葡萄糖的量多于需氧呼吸
C.只进行厌氧呼吸
D.厌氧呼吸消耗葡萄糖的量少于需氧呼吸
4.需氧呼吸与厌氧呼吸的相同点是( )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应
A.①②④
B.②③⑤
C.②④⑤
D.①④⑤
5.(2020温州高一期末)若以葡萄糖为呼吸底物,则细胞呼吸前后会发生气体体积变化的是( )
A.乳酸菌在完全无O2条件下
B.苹果组织在O2不足条件下
C.马铃薯块茎在O2不足条件下
D.动物肌肉在O2不足条件下
6.将水果放在密封的地窖里,可以保存较长时间。地窖影响水果代谢的原因是( )
A.温度恒定,水果抵抗病虫害的能力强
B.温度适宜,水分容易保持
C.黑暗无光,不易引起早熟
D.二氧化碳浓度增加,抑制细胞呼吸
7.下图为某小组研究酵母菌和乳酸菌呼吸方式的实验示意图,培养一段时间后小油滴的移动方向是( )
A.不移动
B.向左移动
C.向右移动
D.先左后右
8.下图表示黑暗条件下温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列叙述错误的是( )
A.图甲中B点对应的温度下细胞呼吸最旺盛
B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性
C.图乙中DE段需氧呼吸逐渐减弱,EF段需氧呼吸逐渐增强
D.和D、F点相比,E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
9.(2020浙江名校协作体高二联考)为研究酵母菌的呼吸方式,某生物小组利用葡萄糖溶液培养酵母菌,制作了如图所示装置,管中的液滴可左右移动。下列叙述错误的是( )
A.若甲装置液滴移动,说明酵母菌进行了需氧呼吸
B.若乙装置液滴移动,说明酵母菌进行了厌氧呼吸
C.若甲装置液滴不动而乙装置液滴左移,说明酵母菌仅进行厌氧呼吸
D.若甲装置液滴左移而乙装置液滴不动,说明酵母菌仅进行需氧呼吸
10.图1是真核生物细胞呼吸的主要物质变化示意图,①~④表示其中的过程。图2、3分别表示O2浓度、温度对植物组织CO2释放速率的影响。据图回答下列问题。
(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等?
氧化分解成无机物或者小分子有机物,并且 的过程。?
(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是 (填标号),在线粒体中进行的过程是 (填标号)。图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是 (填“a”或“b”)。?
(3)人体肌肉细胞厌氧呼吸的终产物是 (用图1中物质名称回答)。肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服 的应急措施。?
(4)根据图2和图3可知,在蔬菜保鲜贮藏中,应采取 和 的措施。?
能力提升
11.(2020杭州七县高二期末)如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,以下判断正确的是( )
A.N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等,说明其只进行需氧呼吸
B.由于M点能量散失最少,故是贮藏该器官的最适O2浓度
C.N点前细胞呼吸底物只是糖类,N点后细胞呼吸底物不只是糖类
D.M点时,产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
12.某同学在研究马铃薯块茎厌氧呼吸的产物时,设计了如下实验:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑,并向瓶中充入N2,装置示意图如图。下列说法不正确的是
( )
A.向锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境
B.若溴麝香草酚蓝溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞进行的是乙醇发酵
C.实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒
D.溴麝香草酚蓝溶液也可以换成澄清的石灰水
13.下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A.氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,厌氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等
14.为探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,研究人员进行了如下实验。
(一)材料用具:略。
(二)方法步骤:
组别
步骤1
步骤2
步骤3
步骤4
甲
清水浸辣椒种子
催芽、育苗及选择幼苗
正常条件下(不淹水)培养幼苗
测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)的酶活性
乙
?
淹水条件下培养幼苗
丙
CaCl2溶液浸辣椒种子
?
(三)实验结果:
(1)乙组步骤1的处理是 ;丙组步骤3的处理是 。?
(2)已知,LDH催化丙酮酸转化为乳酸,ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)。据实验结果分析:
①淹水导致辣椒幼苗根细胞厌氧呼吸 (填“增强”或“减弱”),从而 (填“促进”或“抑制”)根的生长。?
②若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液,并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液,则三组中,丙组提取液颜色变为 色,且程度最 (填“深”或“浅”)。?
③淹水条件下,适当施用C可减少根细胞厌氧呼吸产物 的积累,从而减轻其对根细胞的伤害。?
参考答案
第2课时 探究酵母菌的呼吸方式
及影响细胞呼吸的因素
基础巩固
1.B 解析
酿酒过程中,需要先通气,促进酵母菌大量繁殖,后密闭让其进行厌氧呼吸,产生更多的乙醇,A项错误;制作酸奶时,可利用乳酸菌进行厌氧呼吸产生乳酸,B项正确;干燥会使蔬菜失去水分,无氧条件可能会使蔬菜进行厌氧呼吸产生乙醇,不利于保存,蔬菜的保存要求低氧、湿度适宜,C项错误;晒干种子由于自由水减少,代谢减弱,有机物分解少,可以延长保存期限,但种子并未死亡,D项错误。
2.C 解析
1
mol葡萄糖厌氧呼吸产生的二氧化碳为2
mol,如果酵母菌利用葡萄糖进行厌氧呼吸产生6
mol的CO2,说明共消耗了3
mol的葡萄糖。1
mol葡萄糖需氧呼吸产生的二氧化碳为6
mol,所以
3
mol的葡萄糖进行需氧呼吸可形成CO2的量为6×3=18(mol)。
3.B 解析
当种子只进行需氧呼吸时,CO2的释放量∶O2的吸收量=1∶1,厌氧呼吸释放二氧化碳,但不吸收氧气。根据消耗的葡萄糖和二氧化碳释放的比例:需氧呼吸产生1
mol二氧化碳消耗的葡萄糖是1/6
mol;厌氧呼吸产生1
mol二氧化碳消耗的葡萄糖是1/2
mol可以看出,厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量多于需氧呼吸,B项正确。
4.C 解析
需氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体,厌氧呼吸发生在细胞溶胶中,①错误;需氧呼吸和厌氧呼吸都需要酶的催化,②正确;需氧呼吸需要氧,厌氧呼吸不需要氧,③错误;需氧呼吸的三个阶段和厌氧呼吸的第一阶段都产生ATP,④正确;需氧呼吸和厌氧呼吸第一阶段完全相同,即葡萄糖分解产生丙酮酸和[H],⑤正确。
5.B 解析
乳酸菌在完全无O2条件下进行厌氧呼吸,将葡萄糖分解为乳酸,没有CO2生成,所以细胞呼吸前后不会发生气体体积变化,A项错误;苹果组织在O2不足条件下,需氧呼吸与厌氧呼吸同时进行,在需氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等,在厌氧呼吸的过程中不消耗O2,有CO2生成,因此细胞呼吸前后会发生气体体积变化,B项正确;马铃薯块茎与动物肌肉在O2不足条件下,需氧呼吸与厌氧呼吸同时进行,在需氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等,在厌氧呼吸的过程中不消耗O2,产物为乳酸,没有CO2生成,所以细胞呼吸前后不会发生气体体积变化,C、D两项错误。
6.D 解析
密封的地窖中,二氧化碳浓度高,能够抑制水果的细胞呼吸(主要是抑制需氧呼吸),减少有机物的消耗。
7.C 解析
根据图示可知,左侧锥形瓶中,酵母菌厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳;右侧锥形瓶中,乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸。因此左侧气体增多,压强增大,小油滴向右移动。
8.C 解析
图甲中,B点对应的温度下,CO2释放速率最快,细胞呼吸最旺盛;温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率;图乙中,DE段随氧气浓度的增加,厌氧呼吸被抑制,逐渐减弱,需氧呼吸逐渐增强;图乙中,E点对应的氧浓度下,细胞呼吸速率最慢,更有利于贮藏水果和蔬菜。
9.C 解析
若甲装置液滴移动,说明酵母菌消耗了氧气,进行了需氧呼吸,A项正确;若乙装置液滴移动,说明酵母菌厌氧呼吸释放了二氧化碳,即酵母菌进行了厌氧呼吸,B项正确;若甲装置液滴不动,说明没有进行需氧呼吸,乙装置液滴右移,说明进行了厌氧呼吸,即酵母菌仅进行厌氧呼吸,乙装置中的液滴一般不会左移,C项错误;若甲装置液滴左移,说明酵母菌进行了需氧呼吸,乙装置液滴不动,说明没有进行厌氧呼吸,即酵母菌仅进行需氧呼吸,D项正确。
10.解析
(1)细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物氧化分解成无机物或者小分子有机物并且释放出能量的过程。(2)图1中,在细胞溶胶中进行的过程是①糖酵解,③④表示丙酮酸被[H]还原的过程,②丙酮酸的氧化过程在线粒体中进行;图2中O2浓度为a、b时,厌氧呼吸较强的是a,因为随着O2浓度的增加,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐被抑制。(3)人体肌肉细胞进行产生乳酸的厌氧呼吸;肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服机体暂时缺氧的应急措施。(4)在蔬菜保鲜贮藏中,应采取适当降低O2浓度和温度的措施来降低细胞呼吸强度。
答案
(1)有机物 释放出能量 (2)①③④ ② a (3)乳酸 暂时缺氧 (4)适当降低O2浓度 适当降低温度
能力提升
11.B 解析
N点后O2的吸收量大于CO2释放量,说明消耗的有机物不只有糖类,因此N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量虽然相等,但此时不一定只进行需氧呼吸,A项错误;由图可知,M点时细胞中总CO2释放量最低,能量散失最少,适合贮藏该器官,B项正确;N点后,O2的吸收量大于CO2释放量,说明该器官呼吸作用过程中不只是氧化分解糖类物质,N点前细胞呼吸底物不能确定只有糖类,C项错误;M点时,需氧呼吸、厌氧呼吸共存,产生CO2的场所是细胞中的细胞溶胶、线粒体基质,D项错误。
12.B 解析
向锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境,使马铃薯块茎进行厌氧呼吸,A项正确;由于乙醇发酵过程产生二氧化碳,如果溴麝香草酚蓝溶液不变色,则说明马铃薯块茎细胞进行的厌氧呼吸的产物不是乙醇和二氧化碳,是乳酸,B项错误;为了消除马铃薯块茎碎屑上微生物的呼吸作用对实验结果的影响,实验前对马铃薯碎屑应该进行消毒处理,C项正确;溴麝香草酚蓝溶液可以换成澄清的石灰水,D项正确。
13.B 解析
氧浓度为a时,植物只进行厌氧呼吸,会消耗大量有机物且产生大量酒精,因此在a浓度下不适于贮藏该植物器官,故A项错误;氧浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8-3)÷2=2.5,而需氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6=0.5,可见该浓度下,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍,故B项正确;氧浓度为d时,植物只进行需氧呼吸,此时无厌氧呼吸,即厌氧呼吸最弱,故C、D两项错误。
14.解析
(1)依据单一变量的原则,由题干表格实验设计推知,甲、乙组对比探究淹水条件对辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,乙、丙组对比探究Ca2+对淹水条件下辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,故乙组步骤1的处理是清水浸辣椒种子,丙组步骤3的处理是淹水条件下培养幼苗。(2)由实验结果知,淹水条件下,LDH和ADH的量都增多,表明淹水条件导致辣椒幼苗根细胞厌氧呼吸增强,从而抑制根的生长。在酸性条件下,橙色的重铬酸钾和乙醇发生反应变成灰绿色,由三组实验结果推知,丙组含有乙醇最多,颜色最深。淹水条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累(乙醛对根细胞的伤害程度比乙醇大),从而减轻其对根细胞的伤害。
答案
(1)清水浸辣椒种子 淹水条件下培养幼苗
(2)①增强 抑制 ②灰绿 深
③乳酸和乙醛(只写乳酸也可)第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量
第1课时 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
基础巩固
1.酵母菌在面粉发酵过程中,产生的能使面团膨胀的物质是( )
A.乙醇
B.水
C.二氧化碳
D.氧气
2.在细胞呼吸过程中,若有CO2放出,则可推断此过程一定( )
A.是需氧呼吸
B.是厌氧呼吸
C.不是乙醇发酵
D.不是乳酸发酵
3.下列关于人体厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.氢和氧反应生成水
B.两个阶段都在细胞溶胶中进行
C.只有第二阶段可以生成ATP
D.葡萄糖分解产生乙醇和二氧化碳
4.(2020金华十校高二期末)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,下列叙述错误的是( )
A.出现酸味的原因是马铃薯块茎细胞通过厌氧呼吸产生乳酸
B.应将马铃薯块茎储藏在氧气浓度高的环境中,以减少酸味的产生
C.缺氧条件下,马铃薯块茎细胞中丙酮酸的还原需要乳酸脱氢酶的参与
D.缺氧条件下,细胞利用厌氧呼吸可以快速地利用葡萄糖产生ATP
5.下列关于人体需氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.电子传递链产生的ATP最多
B.第二阶段中O2与[H]结合生成水
C.与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上
D.丙酮酸在细胞溶胶中分解产生二氧化碳
6.测定下列哪一项,可简便且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式?( )
A.有无乙醇生成
B.有无水生成
C.有无有机物消耗
D.O2消耗量与CO2生成量的比值
7.细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。下列有关叙述正确的是( )
A.在线粒体内膜上进行
B.不产生CO2
C.必须在有O2条件下进行
D.形成大量ATP
8.下列关于细胞厌氧呼吸的叙述,错误的是( )
A.乳酸菌能进行厌氧呼吸,氧气对乳酸菌有毒
B.细胞通过厌氧呼吸可以快速地利用葡萄糖产生ATP
C.肌肉细胞进行厌氧呼吸时丙酮酸被丙酮酸脱氢酶还原成乳酸
D.人体细胞厌氧呼吸产生的乳酸运至肝脏再生成葡萄糖属于吸能反应
9.如图为需氧呼吸图解。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示三个阶段;X、Y表示产物。
(1)物质X的名称是 。?
(2)物质Y中的氧来自 。?
(3)释放的CO2是在第 阶段产生的;产生ATP最多的是第 阶段。?
(4)分别写出三个阶段进行的部位(要求:写完整):
Ⅰ ;Ⅱ ;Ⅲ 。?
(5)写出需氧呼吸的总反应式: 。?
(6)如果O2供应不足,则玉米的胚将C6H12O6分解的产物是 。?
能力提升
10.下列有关葡萄糖丙酮酸CO2过程的叙述中,正确的是( )
A.①②过程只能在真核细胞中进行
B.酵母菌细胞只有在有氧条件下才进行②过程
C.②过程在线粒体中进行,不能在细胞溶胶进行
D.无氧条件下丙酮酸在②过程中生成CO2的同时有乙醇生成
11.下图表示植物叶肉细胞内需氧呼吸的过程,①②③表示反应过程,X、Y、Z表示物质,下列叙述正确的是( )
A.过程①表示糖酵解,在线粒体基质进行
B.过程②的产物除了图示以外,还有ADP
C.过程③表示电子传递链,物质Y是H2O
D.物质X进入线粒体后用于还原O2
12.(2020嘉兴高二期末)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.细胞呼吸就是细胞内将糖类等有机物水解成无机物,并释放能量的过程
B.细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体基质和嵴
C.检测是否释放CO2,可以判断酵母菌的呼吸方式
D.人的肌肉细胞进行厌氧呼吸,为争取时间而消耗了较多能量
13.下图为生物体内细胞呼吸过程的图解,下列有关叙述正确的是( )
A.图中①②③④过程中均能产生ATP和[H],消耗等量的丙酮酸,②过程产生的ATP最多
B.①③④过程在细胞溶胶中进行,②过程只能在线粒体中进行
C.一个细胞内不可能同时进行③④过程
D.不同生物体内产生1
mol
CO2消耗的O2量相同
14.下表描述的是真核细胞中需氧呼吸和厌氧呼吸的位置及主要产物,相关选项正确的是( )
呼吸类型
需氧呼吸
厌氧呼吸
时间
第一阶段
第二阶段
第三阶段
第一阶段
第二阶段
位置
细胞溶胶
线粒体基质
线粒体内膜
细胞溶胶
细胞溶胶
主要产物
C3H4O3
CO2
H2O
C3H4O3
C3H6O3或C2H5OH+CO2
A.需氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关
B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自厌氧呼吸
C.厌氧呼吸产生C3H6O3和C2H5OH的过程中均有[H]剩余
D.细胞进行厌氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异
15.图甲为真核细胞不完整的呼吸作用示意图,图乙为其线粒体结构模式图。请据图回答下列问题。
(1)图甲中X代表的物质是 。?
(2)图甲中需氧呼吸过程包括 (填字母)阶段,其中产生能量最多的是 (填字母)阶段;氧气在 (填字母)阶段参与,其作用是 ?
。?
(3)图甲中C、D阶段发生的场所依次对应图乙中的 (填序号)。A阶段与产生E物质阶段合称为 ,写出该呼吸类型的总反应式: ?
。?
(4)经细胞呼吸,有机物中稳定的化学能大部分转变为 。?
(5)中耕松土的作用是促进 ,目的是 。消毒后用纱布包扎深而窄的伤口是利用了 原理。?
参考答案
第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量
第1课时 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
基础巩固
1.C 解析
面粉发酵过程中,酵母菌进行细胞呼吸产生CO2使面团膨胀。
2.D 解析
由分析可知,在呼吸作用过程中,若有CO2放出,则该呼吸方式可能是需氧呼吸,也可能是产生乙醇和二氧化碳的厌氧呼吸,但一定不是产生乳酸的厌氧呼吸。
3.B 解析
厌氧呼吸不产生水,A项错误;厌氧呼吸的两个阶段均在细胞溶胶中进行,B项正确;厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP,C项错误;人体细胞厌氧呼吸的产物只有乳酸,D项错误。
4.B 解析
马铃薯块茎厌氧呼吸的产物是乳酸,A项正确;氧气浓度较高时,马铃薯块茎细胞代谢旺盛,消耗更多有机物,因此应将马铃薯块茎储藏在低氧的环境中,降低需氧呼吸的强度,同时抑制厌氧呼吸,减少酸味的产生,B项错误;缺氧条件下,马铃薯块茎细胞中丙酮酸的还原需要乳酸脱氢酶的参与,C项正确;细胞通过厌氧呼吸可以分解葡萄糖,释放能量,所以能快速地利用葡萄糖产生ATP,在短时间内维持生命,D项正确。
5.A 解析
人体需氧呼吸第三阶段(电子传递链)产生的ATP最多(约为28个),A项正确;第三阶段中O2与[H]结合产生水,B项错误;与糖酵解有关的酶分布于细胞溶胶中,C项错误;丙酮酸进入线粒体分解产生二氧化碳,D项错误。
6.D 解析
O2消耗量与CO2生成量的比值可以简便、准确地测定,若二者比值等于1,则小麦种子进行的是需氧呼吸;若比值为0,则进行的是厌氧呼吸;若比值在0~1之间,则需氧呼吸和厌氧呼吸同时存在。
7.B 解析
细胞呼吸中,葡萄糖通过糖酵解被分解为丙酮酸,发生的场所是细胞溶胶,此过程不需要消耗O2,产生少量ATP,不产生CO2,B项符合题意。
8.C 解析
肌肉细胞进行厌氧呼吸时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被[H]还原为乳酸,故C项错误。
9.解析
(1)一分子葡萄糖在细胞溶胶中分解为2分子丙酮酸和少量[H],故物质X的名称是丙酮酸。
(2)Y是CO2,其中的氧来自葡萄糖和水。
(3)在需氧呼吸中释放的CO2是在第二阶段产生的;产生ATP最多的是第三阶段。
(4)需氧呼吸第一阶段在细胞溶胶中进行;第二阶段在线粒体基质中进行;第三阶段在线粒体内膜上进行。
(5)需氧呼吸的总反应式为:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。
(6)如果O2供应不足,则玉米的胚将进行厌氧呼吸,将C6H12O6分解成乳酸,并释放少量的能量。
答案
(1)丙酮酸
(2)葡萄糖和水
(3)二 三
(4)细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内膜
(5)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(6)乳酸
能力提升
10.D 解析
原核细胞也可以进行①②过程,A项错误;酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行②过程,并产生CO2,B项错误;若表示厌氧呼吸,则②过程发生在细胞溶胶中,C项错误;无氧条件下丙酮酸在②过程中生成CO2的同时有乙醇生成,D项正确。
11.D 解析
①表示糖酵解,在细胞溶胶进行,A项错误;图中X是[H],Y是二氧化碳,过程②表示第二阶段,③表示第三阶段,其产物除了图示外,还有ATP,B、C两项错误;[H]进入线粒体后用于还原O2,D项正确。
12.D 解析
细胞呼吸中的厌氧呼吸的产物中存在有机物,A项错误;厌氧呼吸产生CO2的场所是细胞溶胶,需氧呼吸CO2的场所是线粒体基质,B项错误;酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都产生CO2,C项错误;厌氧呼吸也能释放少量能量,是细胞为争取时间而消耗较多能量的方式,D项正确。
13.C 解析
图中①②③④过程中能产生ATP和[H]的只有①和②;原核生物无线粒体,其需氧呼吸只能在细胞溶胶中进行;有的生物进行需氧呼吸,有的生物进行厌氧呼吸,都有可能产生CO2,而厌氧呼吸不消耗O2。
14.A 解析
需氧呼吸各个阶段的反应都需要酶的催化,细胞不同位置存在的酶不同,决定了需氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行,A项正确;人体在剧烈运动过程中产生的CO2只能来自需氧呼吸,因为厌氧呼吸只产生乳酸,B项错误;厌氧呼吸第一阶段产生的[H],在第二阶段均被利用,C项错误;细胞进行厌氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的直接原因是细胞中酶的种类有差异,根本原因是细胞中遗传信息不同,D项错误。
15.解析
(1)根据题意分析可知,图甲中X代表的物质是丙酮酸。
(2)图甲中A、C、D表示需氧呼吸,其中产生能量最多的是需氧呼吸的第三阶段D;氧气参与需氧呼吸的第三阶段,其作用是与[H]结合,生成水,释放大量能量。
(3)图甲中C、D阶段分别表示需氧呼吸的第二和第三阶段,发生的场所依次是线粒体基质(图乙中的②)和线粒体内膜(图乙中的①)。E代表的物质是乙醇和二氧化碳,A阶段与产生E物质阶段合称为厌氧呼吸(乙醇发酵),发生的总反应式为:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量。
(4)细胞呼吸的实质是分解有机物释放能量,因此经过细胞呼吸,有机物中稳定的化学能被释放,但大部分转变为热能。
(5)中耕松土的作用是促进根细胞进行需氧呼吸,需氧呼吸可释放大量的能量,用于根主动转运吸收无机盐离子。消毒后用纱布包扎深而窄的伤口可抑制厌氧菌的生长繁殖。
答案
(1)丙酮酸
(2)A、C、D D D 与[H]结合,生成水,释放大量能量
(3)②① 厌氧呼吸(乙醇发酵) C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(4)热能
(5)需氧呼吸 为根主动转运吸收离子提供更多能量 厌氧呼吸
