1、第第8 8讲讲ATPATP与细胞呼吸与细胞呼吸第三单元第三单元2023内容索引强基础强基础 增分策略增分策略增素能增素能 精准突破精准突破悟考情悟考情 演练真题演练真题研专项研专项 前沿命题前沿命题知考向明考情提素养重考能全国卷内容要求1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质2.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量3.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式生命观念通过对ATP的结构和功能、细胞呼吸类型和过程的学习,建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点科学思维通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断,培养对问题进行推理,并做出合理判断的能力近五
2、年全国卷考情2020全国(2)、2019全国(2)、2019全国(4)、2019全国(29)、2018全国(30)、2018全国(4,30)、2018全国(29)科学探究通过“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验,掌握对生物学问题进行初步探究的能力强基础强基础 增分策略增分策略一、一、ATPATP的结构及功能的结构及功能1.ATP的结构和功能 C、H、O、N、P腺嘌呤磷酸基团高能磷酸键 磷酸基团腺苷APPP高能磷酸键高能磷酸键少直接能源物质助学巧记 能源与能源物质 2.ATP和ADP的相互转化过程比较 细胞质基质 叶绿体线粒体细胞质基质 线粒体光能(或太阳能)放能暗反应3.ATP产生量与O2供应量之
3、间的关系模型曲线分析 大多数进行有氧呼吸的生物 哺乳动物成熟红细胞 旁栏边角(必修1 P90“拓展题”)植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都是以ATP作为能量“通货”的,说明 。 提示 生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同的起源 易错辨析(1)(2019全国,2C)马铃薯块茎无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。()(2)(2018全国,1A)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。()(3)(2018全国,2A)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。()无氧呼吸产生丙酮酸的过程可生成ATP。 细胞增殖过程需消耗能量。 (4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。()(5)含有两
4、个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一。()淀粉水解成葡萄糖时,没有ATP生成。 ATP去掉两个磷酸基团后生成的物质为RNA基本组成单位之一,即腺嘌呤核糖核苷酸。应用提升下列几种常见化合物的化学组成中,请写出“”中所对应的含义。提示 一磷酸腺苷AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸;腺嘌呤;DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸;RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸;腺苷;腺苷;DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸;转运RNA中的腺嘌呤。二、细胞的呼吸方式与过程二、细胞的呼吸方式与过程1.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验原理变混浊溴麝香草酚蓝灰绿色(2)实验过程及分析 NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水重铬酸钾变
5、混浊快变混浊慢2.有氧呼吸(1)概念:是指细胞在氧的参与下,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,释放能量,生成的过程。 二氧化碳和水大量ATP(2)过程 线粒体基质大量能量(3)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路: 。 (4)放能:1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至中,其余能量则以热能形式散失。 (5)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸是在的条件下进行的;有机物中的能量是的;一部分能量储存在中。 ATP温和逐步释放ATP3.无氧呼吸 细胞质基质乳酸酒精和CO2 2C2H5OH+2CO2 4.不同生物无氧呼吸产物 乳酸基因酒精+
6、CO2 5.细胞呼吸原理的应用(1)有氧呼吸原理的应用包扎伤口时应选用透气的材料,以厌氧菌(如破伤风芽孢杆菌)的无氧呼吸。 慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免因剧烈运动导致氧不足,使肌细胞因产生大量乳酸。 稻田定期排水、及时松土等有利于根系细胞的,防止幼根因缺氧而变黑、腐烂。 抑制无氧呼吸有氧呼吸(2)无氧呼吸原理的应用利用粮食等通过发酵可以生产各种酒。 破伤风芽孢杆菌只能进行呼吸,较深的伤口需及时清理并注射破伤风抗毒血清等。 利用发酵制作酸奶、泡菜等。 酵母菌无氧乳酸菌旁栏边角1.(必修1 P92“结论、交流和应用2”)检测汽车司机是否喝酒的方法是让司机呼出的气体直接接触到载有用的硅胶。
7、 2.(必修1 P94“相关信息”)细胞呼吸中的H实际上是氧化型辅酶(NAD+)转化成的。 3.(必修1 P93“图5-9”拓展)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段被利用?产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成?提示 浓硫酸处理过的重铬酸钾 提示 还原型辅酶(NADH) 提示 有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用。产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。易错辨析(1)(2021全国甲,2D)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。()(2)(2020山东,2B)癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。()(3)(2018全国,4C)风干种子的细胞呼
8、吸强度高。()(4)(2018全国,5A)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。() 丙酮酸转化为乳酸的过程中不产生ATP。 与风干前相比,风干种子的细胞呼吸强度低。 (5)2017全国,29(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸。()(6)乳酸菌无氧呼吸的第二阶段需ATP水解提供能量。()(7)若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸。() 乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下转化成乳酸,此过程既不产生ATP,也不消耗ATP。若细胞既不吸收O2也不放出CO2,可能进行的是产生乳酸的无氧呼吸。长句应答1.(必修1
9、 P95“资料分析”拓展)水果、蔬菜和种子的储存条件有何不同?2.(必修1 P94)葡萄糖在无氧呼吸过程中产生的能量去向及释放能量去向是什么?提示 水果、蔬菜需要在低温(零上)、低氧、高CO2浓度、适宜水分条件下储存;种子需要在低温、低氧、高CO2浓度、干燥条件下储存。提示 葡萄糖在无氧呼吸过程中产生的能量大部分储存在酒精和乳酸中,少部分释放,而释放的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中。增素能增素能 精准突破精准突破主题一主题二主题三能力解读主题一主题一 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP主题一主题二主题三命题解读主题一主题二主题三考向探究考向1ATP结构、功能1.将标记的32
10、P注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定其放射性,下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是()A.代表ATP中的“A”,ATP脱去成为腺嘌呤核糖核苷酸B.和之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联C.ATP中磷酸基团很快就会被32P标记,但是ATP的含量基本不变D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快主题一主题二主题三答案 A解析 代表腺嘌呤,而ATP中的“A”代表腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的,A项错误;和之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联,B项正确;ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成,但是ATP的含量基本不变,故磷酸基团很快就会被32P标记,C项正确;细胞癌变
11、后细胞代谢增强,ATP和ADP的转化加快,D项正确。主题一主题二主题三考向2ATP与ADP的相互转化下图是生物界中能量“通货”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是()A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖B.食物为ATP“充电”指的是细胞呼吸分解食物中的有机物产能C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要主题一主题二主题三答案 B解析 图中的M指的是腺嘌呤,N指的是核糖,A项错误;食物为ATP“充电”指的是通过细胞呼吸分解有机物产生能量并储存在ATP中,B项正确;光合作用产生的ATP用于暗反应,不能用于胞吞和胞吐,C项错误;ATP的“充电”需
12、要酶的催化,而“放能”同样需要酶的催化,D项错误。主题一主题二主题三3.(2020全国)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。 反应部位(1) 叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖丙酮酸等反应名称(2) 光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3) 化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4) (5) 主题一主题二主题三答案 (1)细胞质基质(2)无氧呼吸(3)光能(4)O2、NADPH(5)H2O、CO2解析 能产生ATP、乙醇、CO2的生理过程为无氧呼吸,无氧呼吸的场所为细胞质基质。叶绿体的类囊体膜是光合作用光反应的场所,光反应是指叶绿体中的色素吸收光能,
13、将水分解成O2和H(即NADPH),并将光能转化为ATP中的化学能。线粒体是有氧呼吸第二、第三阶段的反应场所,有氧呼吸的最终产物除ATP外,还有H2O和CO2。主题一主题二主题三考向3链接新高考ATP为主动运输供能原理分析4.下图表示ATP为主动运输供能的过程。参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活。下列叙述错误的是() 主题一主题二主题三A.此运输过程中Ca2+载体蛋白充当了ATP水解酶当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了B.在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,
14、这一过程伴随着能量的转移,这就使载体蛋白磷酸化C.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2+跨膜运输的速率答案 D解析 载体蛋白是蛋白质,加入蛋白质变性剂后其空间结构会发生改变,因此会降低Ca2+跨膜运输的速率,D项错误。主题一主题二主题三考向4其他直接能源物质5.生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们的结构和功能类似,但是具体用途有一定差异(如表)。下列相关推论最合理的是()高能磷酸化合物ATPGTPUTPCTP主要用途能量通货蛋白质合成糖原合成脂肪和磷脂的合成A.蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能B.GTP
15、分子中所有高能磷酸键断裂后,可得到鸟苷C.UTP分子水解掉1个磷酸基团后,可作为RNA的基本单位之一D.CTP在有脂肪和磷脂合成的场所含量很高主题一主题二主题三答案 A解析 分析表格信息可知,ATP是能量货币,所有需要能量的生命活动都可以由ATP直接提供能量,此外蛋白质的合成可由GTP提供能量,故蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能;GTP分子中所有高能磷酸键断裂后,可得到鸟嘌呤核糖核苷酸;UTP分子水解掉2个磷酸基团后,可作为RNA的基本单位之一;CTP在细胞内含量很少,在有脂肪和磷脂合成的场所CTP消耗和产生速度较快。主题一主题二主题三方法突破1.细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所主
16、题一主题二主题三主题一主题二主题三2.规避ATP认识的三个误区 主题一主题二主题三能力解读主题二主题二 细胞呼吸的类型及过程细胞呼吸的类型及过程主题一主题二主题三命题解读主题一主题二主题三考向探究考向1呼吸类型的判定1.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.有无酒精生成B.有无水生成C.有无有机物消耗D.O2消耗量与CO2生成量的比值主题一主题二主题三答案 D解析 O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确地测定,若二者比值等于1,则小麦种子进行的是有氧呼吸;若比值为0,则进行的是无氧呼吸;若比值在01之间,则有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。主题一主题二主题三考向2呼吸
17、作用过程2.下图为细胞呼吸过程简图,其中为不同过程,下列叙述错误的是()A.原核细胞的过程发生在细胞质基质中,真核细胞的过程发生在线粒体基质中B.酵母菌在有氧条件下会发生图中过程,无氧条件下发生图中过程C.图中H为NADH,过程不产生ATPD.催化过程的酶存在差异主题一主题二主题三答案 A解析 过程为有氧呼吸第三阶段,在真核细胞内发生在线粒体内膜上,A项错误;有氧条件下酵母菌会进行有氧呼吸,即图中过程,酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,即图中过程,B项正确;图中H存在的形式主要为NADH,无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,过程不产生ATP,C项正确;丙酮酸在不同酶的催化下生成不同
18、的产物,D项正确。主题一主题二主题三3.(2020全国甲)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是()A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2主题一主题二主题三答案 B解析 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,能够进行繁殖,A项不符合题意。酵母菌在无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段都有丙酮酸产生,B项符合题意。酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生乙醇和CO2,C项不符合题意。酵母菌在有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段都有CO2产生,D项不符合题意。主题一主题二主题三考向3呼
19、吸过程探究4.(2021山西大同调研)将酵母菌培养液进行离心处理,得到沉淀的酵母菌细胞,将沉淀的酵母菌细胞进行如下处理:向甲、乙、丙3个试管中同时滴入等量的葡萄糖溶液。在有氧条件下,最终产生CO2和H2O的试管是()A.甲B.乙C.丙D.乙和丙主题一主题二主题三答案 A解析 酵母菌在有氧条件下氧化葡萄糖可产生CO2和H2O,在有氧条件下氧化葡萄糖需在细胞质基质和线粒体两个结构中完成。上清液为细胞质基质,在无氧条件下能进行无氧呼吸,沉淀物为线粒体等细胞器,线粒体只能分解丙酮酸。故只有甲加入葡萄糖可产生CO2和H2O。主题一主题二主题三考向4呼吸方式探究5.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置。下列
20、说法错误的是()A.若要探究酵母菌的有氧呼吸,则应选择装置a、b、cB.在有氧或无氧的条件下,酵母菌细胞呼吸都会产生CO2C.b瓶中的溶液也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液,遇CO2的颜色变化为由黄变绿再变蓝D.检测d瓶中的产物可用酸性的重铬酸钾溶液,现象是出现灰绿色主题一主题二主题三答案 C解析 若要探究酵母菌的有氧呼吸,应选择装置a、b、c,其中c瓶中质量分数为10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2,b瓶中的澄清石灰水用于检测有氧呼吸产生的CO2,A项正确;酵母菌既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸,其中有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,B项正确;b瓶中的石灰水也可
21、以换成溴麝香草酚蓝水溶液,用于检测CO2,溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2会由蓝变绿再变黄,C项错误;d瓶中的酵母菌进行无氧呼吸,产物为酒精和CO2,酒精属于d瓶中的产物,在酸性条件下会使橙色的重铬酸钾溶液变成灰绿色,D项正确。主题一主题二主题三方法突破1.细胞呼吸中各物质的量的比例关系分析(以葡萄糖为底物)(1)有氧呼吸:C6H12O6 O2 CO2=1 6 6O2消耗量=CO2生成量。(2)无氧呼吸:C6H12O6 CO2 酒精=1 2 2酒精生成量=CO2生成量;C6H12O6 乳酸=1 2。(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸 有氧呼吸=3 1。(4)有氧呼吸和无氧呼吸同
22、时存在时,CO2释放量=有氧呼吸CO2释放量+无氧呼吸CO2释放量。主题一主题二主题三2.“三看法”判定细胞呼吸的方式 主题一主题二主题三主题一主题二主题三能力解读主题三主题三 细胞呼吸的影响因素及应用细胞呼吸的影响因素及应用主题一主题二主题三命题解读主题一主题二主题三角度一、细胞呼吸影响因素分析角度一、细胞呼吸影响因素分析考向探究考向1O2、温度对呼吸过程的影响1.为探究酵母菌细胞呼吸的方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是()A.t1t2,酵母
23、菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10 培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色答案 C 主题一主题二主题三考题点睛 主题一主题二主题三2.下图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,下列叙述错误的是()A.与A点相比,B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低B.与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30 和35 之间D.O2浓度不变,A点时适当提高温度,细胞有氧呼吸速率可能增大主题一主题二主题三答案 C解析 当O2浓度相对值为60
24、时,有氧呼吸的速率在30 时比20 时的大,说明与A点相对值相比,B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低,A项正确。当O2浓度相对值为20时,C点升高温度,有氧呼吸速率会增大,所以温度影响有氧呼吸速率;当温度为15 时增加O2浓度,有氧呼吸速率也会增大,所以O2浓度也会影响呼吸速率,B项正确。分析题图可知,在20 、30 、35 三个温度条件下,30 条件下O2充足时有氧呼吸速率最高,说明有氧呼吸的最适温度在2035 之间,而不是位于30 和35 之间,C项错误。从图中可以看出,30 时可能最接近酶的最适温度,如果酶的最适温度是31 ,则适当升高温度会提高呼吸速率,D项正确。主题一主题二主题三3.(
25、2021河北石家庄模拟)把马铃薯块茎依次放在空气、氮气和空气中各储藏一周,在实验室中测定其CO2的释放速率,实验结果如上图所示。下列叙述正确的是()A.在第1周马铃薯块茎只进行了有氧呼吸B.在第2周马铃薯块茎暂时没有细胞呼吸C.马铃薯块茎无氧呼吸不产生CO2D.第3周马铃薯块茎的无氧呼吸先增强后减弱主题一主题二主题三答案 C解析 马铃薯块茎进行无氧呼吸不产生CO2,根据CO2的释放速率无法确定是否进行无氧呼吸,A项错误。在纯氮气环境中,马铃薯块茎只进行无氧呼吸,不产生CO2,B项错误。马铃薯块茎的无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,C项正确。由图可知,第3周马铃薯块茎的有氧呼吸先增强后减弱,D项错
26、误。主题一主题二主题三考向2多种因素综合影响数据分析4.为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是()温度/O2含量/%0.11.03.010.020.040.036.23.61.24.45.45.31031.253.75.921.533.332.92046.435.26.438.965.566.23059.841.48.856.6100.0101.6主题一主题二主题三A.根据变化规律,表中10 、O2含量为1.0%条件下的数据很大可能是错误的B.零下低温、O2含量为3
27、.0%是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合C.O2含量从20.0%上升至40.0%时,O2含量已不再是呼吸速率的限制因素D在20 条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱答案 B解析 分析表格数据可知,温度为3 、O2含量为3.0%时,CO2释放量最少,细胞呼吸速率最低,是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合,零下低温会冻伤菠菜叶,不适于储藏,B项错误。主题一主题二主题三考向3内部因素影响新情境信息题5.(2021河南联考)某实验小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响,对体外培养的成肌细胞加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR,可一定程度地反映细胞呼
28、吸情况),设置对照组(Ad-GFP组)、实验组Ad-ROCK1组(ROCK1过度表达)两组进行实验,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是()主题一主题二主题三(寡霉素:ATP合成酶抑制剂;FCCP:作用于线粒体内膜,线粒体解偶联剂,不能产生ATP;抗霉素A:呼吸链抑制剂,完全阻止线粒体耗氧。)A.加入寡霉素后,OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量B.FCCP的加入使细胞耗氧量增加,细胞产生的能量均以热能形式释放C.ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸,而不增加ATP的产生量D.抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸,无法产生H和CO2主题一主题二主题三答案 A解析 该实验的目的是探究细
29、胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响,据图分析,加入寡霉素和抗霉素A后,OCR都下降,加入FCCP后,OCR上升。图中加入寡霉素前可代表细胞的正常OCR,即基础呼吸,寡霉素是ATP合成酶抑制剂,加入寡霉素后,OCR降低的值可代表有氧呼吸第三阶段用于ATP合成的耗氧量,A项正确;由图可知,加入FCCP后,OCR值升高,细胞耗氧量增加,又因为FCCP可作用于线粒体内膜,使线粒体不能产生ATP,故线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放,而细胞质基质和线粒体基质中产生的能量还可储存在ATP中,B项错误;据图分析可知,ROCK1过度表达增加了细胞的基础呼吸,细胞基础呼吸增加,细胞中
30、ATP的产生量也会增加,C项错误;加入抗霉素A后呼吸链被抑制,会使H积累从而使细胞只能进行无氧呼吸,但无氧呼吸也会产生H,故仍能产生H,D项错误。主题一主题二主题三方法突破典型细胞呼吸曲线的解读主题一主题二主题三角度二、细胞呼吸原理在生产、生活中的应用角度二、细胞呼吸原理在生产、生活中的应用考向1低氧、低温储存果蔬1.(2021河北改编)齐民要术中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是()主题一主题二主题三A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B.
31、荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间答案 B解析 荫坑和气调冷藏库可通过低氧等条件有效降低细胞呼吸,从而减缓果蔬中营养成分和风味物质的分解;A项正确;有氧条件下丙酮酸才能进入线粒体被进一步分解,故缺氧条件下有氧呼吸第二、三阶段均受到抑制,B项错误;低温可降低细胞质基质和线粒体中与呼吸作用有关的酶的活性,从而减少有机物的消耗,C项正确;乙烯具有催熟作用,不利于果蔬的贮存,故及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间,D项正确。主题
32、一主题二主题三考向2生产实践应用2.(2021湖南)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是()A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用主题一主题二主题三答案 B解析 南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气,A项正确;
33、种子无氧呼吸会产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B项错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C项正确;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低, 从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D项正确。主题一主题二主题三考向3有氧运动3.大力开展全民健身运动,有利于提升国民身体素质。下列有关夏季晴天体育锻炼的时段选择及其原因分析,正确的是()A.傍晚:全天空气中O2浓度基本达到最高的时段,此时运动提供给锻炼者的O2
34、最充足B.中午:植物光合作用强度较大的时段,此时最有利于锻炼者做有氧运动C.清晨:全天空气中CO2浓度基本达到最高的时段,此时运动对提升细胞呼吸功能最有利D.深夜:深夜的气温较白天要低,此时身体内细胞呼吸较弱,运动时能量消耗较少主题一主题二主题三答案 A解析 傍晚是全天空气中O2浓度基本达到最高的时段,而且温度适中,此时能提供给锻炼者的O2最充足,A项正确;中午是植物光合速率较大的时段,单位时间内植物细胞释放到外界的O2较多,故此时空气中O2浓度较高,但夏季晴天中午时气温较高,不利于锻炼者做有氧运动,B项错误;清晨是全天空气中CO2浓度基本达到最高的时段,此时运动不利于锻炼者身体健康,C项错误
35、;深夜的气温较白天要低,但人的体温是相对恒定的,故深夜人体的细胞呼吸不会减弱,甚至还会由于气温降低,细胞呼吸增强,此时运动能量消耗更多,D项错误。主题一主题二主题三方法突破影响细胞呼吸的因素及应用(1)温度主题一主题二主题三(2)O2浓度 主题一主题二主题三(3)CO2浓度 主题一主题二主题三(4)水分悟考情悟考情 演练真题演练真题1.(2021广东)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如下图)。下列叙述正确的是()A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵
36、母菌已产生了CO2C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量答案 D解析 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下,与乙醇发生化学反应,变成灰绿色,其具体做法是取甲瓶中的滤液2 mL注入干净的试管中,再向试管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A项错误。CO2通入溴麝香草酚蓝水溶液中,颜色变化为由蓝变绿再变黄,B项错误。观察线粒体时需要用健那绿染液进行染色,C项错误。乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关,与酵母菌数量无关,D项正确。2.(2020全国)种子贮藏中需要控制呼吸作用
37、以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是()A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案 D解析 由题干可知,种子呼吸作用消耗的底物为葡萄糖。有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2,无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乙醇和2 mol CO2,因此,若呼吸作用产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只
38、进行无氧呼吸,A项正确。有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖和6 molO2产生6 mol CO2,因此,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等,B项正确。产乳酸的无氧呼吸,既不消耗O2,也不产生CO2,因此,若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放,C项正确。若细胞同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数;若同时进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的少,D项错误。3.(2020浙江7月选考,改编)下列关于细胞的有氧呼吸与无氧呼吸的叙述,正确的是()A.细胞的无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸的多B.细胞
39、的无氧呼吸在细胞质基质和线粒体内膜上进行C.细胞的有氧呼吸与无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸D.若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量答案 C解析 细胞的有氧呼吸是有机物彻底氧化分解,释放能量,产生大量ATP,细胞无氧呼吸的产物乳酸或乙醇中都含有能量,产生少量ATP,A项错误;细胞的无氧呼吸只在细胞质基质中进行,B项错误;细胞的有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段一样,葡萄糖被分解成丙酮酸,C项正确;提高苹果贮藏环境中的O2浓度会抑制苹果的无氧呼吸,不会增加酒精的生成量,D项错误。4.(2020山东)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下
40、列说法错误的是()A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少答案 B解析 产生等量的ATP时,无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸消耗的多,A项正确;无氧呼吸的第二阶段丙酮酸转化为乳酸过程中不生成ATP,无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段,B项错误;无氧呼吸过程中丙酮酸被利用生成乳酸发生在细胞质基质中,C项正确;癌细胞主要进行无氧呼吸,其产生NADH的过程仅发生在第一阶段,因此消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常
41、细胞少,D项正确。5.(2019全国)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是()A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生答案 B解析 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,底物一般是葡萄糖,A项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的,B项正确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,即葡萄糖分解成丙酮酸的过程,可产生ATP,C项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无
42、氧呼吸产生乳酸,氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸的过程,D项错误。研专项研专项 前沿命题前沿命题细胞呼吸类型的确认或测定细胞呼吸类型的确认或测定把握方法“液滴移动法液滴移动法”探究细胞呼吸的方式探究细胞呼吸的方式(1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如下图所示。(2)实验原理 (3)结果分析与判定 (4)物理误差的校正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,设置如下图所示的装置丙(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与装置乙相同)。装置丙 提醒 (1)若所放材料为绿色植物,整个装置必须遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(2)为防止微生
43、物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测材料进行消毒处理。(3)如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液需煮沸、冷却,目的是灭菌,避免其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。专项突破 专项训练1.将酵母细胞研磨并除去ATP后,分别放入编号为、的锥形瓶中。将3个锥形瓶密封后,均置于20 水浴箱中,下图所示为不同处理和得到的相应结果。下列相关叙述正确的是()A.该实验的目的是探究酵母菌的细胞呼吸方式B.由实验结果可知锥形瓶和必定进行了无氧呼吸C.锥形瓶中的液滴向左移动说明酵母菌只进行了有氧呼吸D.实验结果说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖和ATP答案 D解析 分析题图可得出:与对照,其自变量是有无A
44、TP,和对照,其自变量是有无葡萄糖,液滴移动说明消耗氧气,液滴不移动说明不消耗氧气。该实验的目的是探究酵母菌进行有氧呼吸的条件,A项错误;由于酵母菌进行无氧呼吸的产物是CO2和酒精,而通过题中的实验装置无法确定锥形瓶和中是否进行无氧呼吸,B项错误;锥形瓶中的液滴向左移动说明酵母菌消耗了氧气,进行了有氧呼吸,但不能确定是否进行了无氧呼吸,C项错误;实验结果说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖和ATP,D项正确。2.某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异,设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料,每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,结果如表1所示。
45、请回答以下问题。表1有色液滴移动的距离/mm 生物时间/min0510152025萌发的种子0816232934蚯蚓04.5911.513.515.5(1)装置图中的Y溶液是,其作用是。设置乙装置的目的是。 (2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向(填“左”或“右”)移动,以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是。 (3)另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往(填“上”或“下”)移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的结果如表2所示:表2时间/min0510152025注射器量取的气体变化体积/mL01.53.04
46、.25.05.5分析数据可知,该段时间内小麦种子的有氧呼吸速率为,在此过程中,有氧呼吸的强度越来越。 答案 (1)NaOH溶液吸收实验过程中细胞呼吸产生的二氧化碳排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)(2)左0.9 mm/min(3)下0.22 mL/min弱解析 (1)甲、乙装置中所放置的Y溶液为NaOH溶液。用以吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,可以通过测量氧气量的变化测定呼吸速率,乙装置的作用是对照,可排除微生物及环境因素对实验的干扰。(2)实验开始后,若保持注射器的活塞不动,甲装置内进行有氧呼吸消耗氧气,有色液滴会向左移动。将蚯蚓的实验装置所测得的液滴移动的距离之差除以时间,即为液滴移动的速率,由表可知在最初的05 min和510 min内有色液滴移动的速率最大,为4.5/5=0.9(mm/min)。(3)甲装置内氧气被消耗,生成的二氧化碳被NaOH溶液吸收,气压下降,若要保持有色液滴的位置不变,需将注射器活塞往下移动;将量取的气体变化体积除以时间即为有氧呼吸速率,由表可知,在此过程中,有氧呼吸速率=5.5/25=0.22(mL/min);且此过程中,前10 min有氧呼吸速率较大,后15 min有氧呼吸强度逐渐减弱。本本 课课 结结 束束
