新高考2023届高考生物一轮复习讲义第3单元第3课时细胞呼吸的方式和过程新人教版.pdf
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1、第 3课 时 细 胞 呼 吸 的 方 式 和 过 程【课 标 要 求】说 明 细 胞 通 过 细 胞 呼 吸 将 储 存 在 有 机 分 子 中 的 能 量 转 化 为 生 命 活 动 可 以 利 用 的 能 量。考 点 一 探 究 酵 母 菌 细 胞 呼 吸 的 方 式 基 础 提 炼 通 读 实 验 内 容 1.实 验 材 料 厂 生 物 类 型:真 菌(真 核 生 物)酵 母 菌+代 谢 类 型:异 养 兼 性 厌 氧 型 L 呼 吸 类 型:有 氧 呼 吸 和 无 氧 呼 吸 2.实 验 步 骤(1)配 制 酵 母 菌 培 养 液(酵 母 菌+葡 萄 糖 溶 液)。(2)检 测 C O
2、 Z产 生 的 多 少 的 装 置 如 图 所 示。目 的 是 沽 除 空 乞 中 的 C。?先 密 封 荥 接 就 7球(或 气/质 量 分,10%的 卜 溶 液 置 一 段 小 放 为 南 4aOH 甚 养 装 方 间 存 连 通,目 的 是 耗 不 B 中 氧 乞 A A,母 澄 清 酵 母 澄 清,培 的 石 菌 培 的 石:液 灰 水 养 液 灰 水 置 甲 装 置 乙(3)检 测 酒 精 的 产 生:从 A、B 中 各 取 2mL酵 母 菌 培 养 液 的 滤 液,分 别 注 入 编 号 为 1、2 的 两 支 试 管 中 f 分 别 滴 加 0.5mL溶 有 0.1g重 中 酸
3、钾 的 浓 硫 酸 溶 液 振 荡 并 观 察 溶 液 的 颜 色 变 化。3.实 验 现 象 条 件 澄 清 石 灰 水 的 变 化/出 现 变 化 的 快 慢 重 铭 酸 钾 的 浓 硫 酸 溶 液 甲 组(有 氧)变 混 浊 程 度 血/快 无 变 化 乙 组(无 氧)变 混 浊 程 度 低/慢 出 现 灰 绿 色 4.实 验 结 论(1)酵 母 菌 在 有 氧 和 无 氧 条 件 下 都 能 进 行 细 胞 呼 吸。(2)在 有 氧 条 件 下 产 生 大 量 CO2,在 无 氧 条 件 下 进 行 细 胞 呼 吸 产 生 邂 血。-教 材 隐 性 知 识(D 源 于 必 修 iPw:
4、由 于 葡 萄 糖 也 能 与 酸 性 重 铭 酸 钾 反 应 发 生 颜 色 变 化,因 此,应 将 酵 母 菌 的 培 养 时 间 适 当 延 长 以 耗 尽 溶 液 中 的 葡 萄 糖。(2)源 于 必 修 1P92“科 学 方 法”:对 比 实 验 中 两 组 都 是 实 验 组,两 组 之 间 相 互 对 照。教 材 中 对 比 实 验 的 实 例 有:(填 序 号)。探 究 酵 母 菌 细 胞 呼 吸 的 方 式;鲁 宾 和 卡 门 的 同 位 素 标 记 法 实 验;赫 尔 希 和 蔡 斯 采 用 放 射 性 同 位 素 标 记 T2噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验;比 较
5、 过 氧 化 氢 在 不 同 条 件 下 的 分 解。考 向 突 破 强 化 关 键 能 力 考 向 探 究 酵 母 菌 的 呼 吸 方 式 1.甲、乙 两 组 同 学 拟 用 下 面 装 置 探 究 细 胞 在 有 氧 和 无 氧 条 件 下 CO2的 产 生 量,为 此 展 开 了 如 下 讨 论.你 认 为 其 中 最 不 合 理 的 观 点 是()A.图 中 A 用 以 除 去 充 入 的 C02,以 所 充 气 体 中 是 否 含 氧 作 为 自 变 量 而 不 是 是 否 充 气 B.若 图 中 B 是 酵 母 菌 培 养 液,因 其 在 不 同 条 件 下 繁 殖 速 度 不 同
6、 影 响 实 验,可 换 成 苹 果 小 块 C.图 中 C 若 是 澳 麝 香 草 酚 蓝 溶 液,可 用 变 色 所 用 的 时 间 比 较 CO2的 产 生 量 D.若 在 有 氧、无 氧 条 件 下 产 生 等 量 的 CO?,说 明 在 两 种 条 件 下 底 物 的 消 耗 量 相 等 答 案 D解 析 在 有 氧 呼 吸 的 过 程 中,每 消 耗 Imol的 葡 萄 糖 就 会 消 耗 6mol0”同 时 产 生 6moic0刀 在 无 氧 呼 吸 过 程 中,每 消 耗 Imol的 葡 萄 糖,会 产 生 2moic02,若 在 有 氧、无 氧 条 件 下 产 生 等 量 的
7、 C02,说 明 无 氧 条 件 下 底 物 的 消 耗 量 多 于 有 氧 条 件 下 底 物 的 消 耗 量,D 错 误。2.为 探 究 酵 母 菌 的 呼 吸 方 式,在 连 通 CO2和 G 传 感 器 的 100mL锥 形 瓶 中,加 入 40mL活 化 酵 母 菌 和 60mL葡 萄 糖 培 养 液,密 封 后 在 最 适 温 度 下 培 养。培 养 液 中 和 C0?相 对 含 量 变 化 见 下 图。下 列 有 关 分 析 错 误 的 是()培 养 液 气 体 相 对 含 量/%A.3-卜,酵 母 菌 的 有 氧 呼 吸 速 率 不 断 下 降 B.友 时,培 养 液 中 葡
8、萄 糖 的 消 耗 速 率 比 小 时 快 C.若 降 低 10 培 养,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 倍 酸 钾 溶 液 后 变 成 灰 绿 色 答 案 C解 析 在 小 一 友 时 刻,单 位 时 间 内 氧 气 的 减 少 速 率 越 来 越 慢,说 明 酵 母 菌 的 有 氧 呼 吸 速 率 不 断 下 降,A正 确;。时 刻,培 养 液 中 氧 气 的 含 量 不 再 发 生 变 化,说 明 酵 母 菌 基 本 不 再 进 行 有 氧 呼 吸,此 时 主 要 进 行 无 氧 呼 吸,力 和
9、 力 3产 生 C O?的 速 率 基 本 相 同,因 此 心 时,溶 液 中 消 耗 葡 萄 糖 的 速 率 比 时 快,B正 确;图 示 所 给 温 度 是 最 适 温 度,此 时 酶 的 活 性 最 高,反 应 速 率 最 快,因 此 若 降 低 温 度,氧 气 相 对 含 量 达 到 稳 定 时 所 需 要 的 时 间 会 变 长,C错 误;据 图 可 知,酵 母 菌 进 行 了 无 氧 呼 吸,无 氧 呼 吸 过 程 会 产 生 酒 精,酒 精 与 酸 性 重 倍 酸 钾 溶 液 反 应 后 变 成 灰 绿 色,D正 确。考 点 二 细 胞 呼 吸 的 方 式 和 过 程 梳 理 归
10、 纳 夯 实 必 备 知 识 1.有 氧 呼 吸(1)概 念: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 二 氧 化 碳 和 水,释 放 能 量,生 成 大 量 ATP的 过 程。(2)过 程 葡 萄 糖 第 一|阶 段 场 所:细 胞 质 基 质 物 质 变 化(反 应 式):C(,H12O.A2C3HIO,+41HI 产 能 情 况:少 量 能 量 一 场 所:线 粒 体 基 质-酶 物 质 变 化(反 应 式):2 a H Q W H q史 6CO2+20H、产 能 情 况:少 量 能 量 一
11、 场 所:线 粒 体 内 膜 物 质 变 化(反 应 式):24H+6O2-12H2。I 产 能 情 况:大 量 能 量(3)写 出 有 氧 呼 吸 总 反 应 式(标 出 氧 元 素 的 来 源 与 去 向)I I I I 1CH12O(,+6H2O+6O22 2 2 H Q+6 c 0 4 能 量(4)能 量 转 换:葡 萄 糖 中 稳 定 的 化 学 能 转 化 为 ATP中 活 跃 的 化 学 能 和 热 能。提 醒 有 氧 呼 吸 的 场 所 并 非 只 是 线 粒 体;真 核 细 胞 有 氧 呼 吸 的 场 所 是 细 胞 质 基 质 和 线 粒 体;原 核 细 胞 无 线 粒 体
12、,有 氧 呼 吸 在 细 胞 质 和 细 胞 膜 上 进 行。2.无 氧 呼 吸(1)概 念:无 氧 呼 吸 是 指 细 胞 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:全 过 程 都 是 在 细 胞 质 基 质 中 进 行 的。(3)过 程 第 一 阶 段 葡 萄 糖 旦 丙 酮 酸+H+少 量 能 量 第 二 阶 段 产 酒 精 H+丙 酮 酸 圆+酒 精+C02大 多 数 植 物、酵 母 菌 等 产 乳 酸 H+丙 酮 酸-星 乳 酸 高 等 动 物、马 铃 薯 块 茎、甜 菜 块
13、根、乳 酸 菌 等(4)产 物 不 同 的 原 因 直 接 原 因:酸 不 同。根 本 原 因:基 因 不 同 或 基 因 的 选 择 性 表 达。-教 材 隐 性 知 识(1)源 于 必 修 9 3“相 关 信 息”:细 胞 呼 吸 过 程 中 产 生 的 田 是 还 原 型 辅 酶 I 程 ADH)的 简 化 表 示 方 法。(2)源 于 必 修 IP,相 关 信 息”:无 氧 呼 吸 过 程 中,葡 萄 糖 中 的 能 量 主 要 储 存 在 乳 酸 或 酒 精 中:而 彻 底 氧 化 分 解 释 放 的 能 量 主 要 以 热 能 的 形 式 散 失 了。(3)源 于 必 修 IPM“
14、小 字 部 分”: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。(4)源 于 必 修 1P端“思 维 训 练”:科 学 家 就 线 粒 体 的 起 源,提 出 了 一 种 解 释:有 一 种 真 核 细 胞 吞 噬 了 原 始 的 需 氧 细 菌,二 者 在 共 同 繁 衍 的 过 程 中,需 氧 细 菌 进 化 为 宿 主 细 胞 内 专 门 进 行 细 胞 呼 吸 的 细 胞 器。3.有 氧 呼 吸 与 无 氧 呼 吸 中 H 和 ATP的 来 源 和 去 路(1)有 氧 呼 吸 过 程 中 的 H、ATP的 来 源 和 去 路 来
15、 源(有 氧 呼 吸 第 一 阶 段:_ 有 氧 呼 吸 第 三 阶 段:丙 酮 酸+水 f H 医 曾 有 氧 呼 吸 第 二 阶 段:川+。2 4氏 0)产(有 氧 呼 吸 第 一、二、三 阶 段 均 产 生 ATP)用 于 各 项 生 命 活 动(2)无 氧 呼 吸 过 程 中 的 H、ATP的 来 源 和 去 路 无 氧 呼 吸 中 的 H 和 ATP都 是 在 第 一 阶 段 产 生 的,场 所 是 细 胞 质 基 质。其 中 H 在 第 二 阶 段 被全 部 消 耗。4.细 胞 呼 吸 方 式 的 判 断(以 真 核 生 物 以 例)(1)依 据 反 应 方 程 式 和 发 生 场
16、 所 判 断 只 在 细 胞 质 基 则 无 氧 呼 吸 有 缓 桎 你 参 与 _ 直 邕 呼 吸 或 两 类 呼 吸 并 存 消 耗。2一 一 定 存 在 有 氧 呼 吸 依 反 应 物 和 产 物 产 生 H?0,一 定 存 在 有 氧 呼 吸 据 有 酒 精 或 乳 酸 一 定 存 在 无 氧 呼 吸/无 C0.2释 放 一 定 为 产 生 孚 戚 的 无 氧 呼 吸 C O2=O2只 进 行 有 氧 呼 吸,或 同 时 进 行 有 物 质 量 的 关 系 氧 呼 吸 和 产 生 乳 酸 的 无 氧 呼 吸 C025 J两 类 呼 吸 并 存,差 值 为 无 氧 呼 吸 量 国 5 存
17、 在 脂 质 等 的 氧 化 分 解(2)通 过 液 滴 移 动 法 探 究 细 胞 呼 吸 的 方 式 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 图 所 示(以 发 芽 种 子 为 例):容 器、U发 芽 _出 种 子 量 结 果 与 结 论-活 塞 着 色 液 滴 a 卜 活 塞 着 色 液 滴 k 刻 度 管 营 橡 皮 塞;_20%NaOH 发 芽 丁 溶 液 5 m L 种 子 Y裳 置 一 I IT T T T2 刻 度 管 橡 皮 塞-容 器-蒸 偏 水 5 mL专 置 二 实 验 结 果 结 论 装 置 一 液
18、滴 装 置 二 液 滴 不 动 不 动 只 进 行 产 生 乳 酸 的 无 氧 呼 吸 或 种 子 已 经 死 亡 不 动 右 移 只 进 行 产 生 酒 精 的 无 氧 呼 吸 左 移 右 移 进 行 有 氧 呼 吸 和 产 生 酒 精 的 无 氧 呼 吸 左 移 不 动 只 进 行 有 氧 呼 吸 或 进 行 有 氧 呼 吸 和 产 生 乳 酸 的 无 氧 呼 吸 左 移 左 移 种 子 进 行 有 氧 呼 吸 时,底 物 中 除 糖 类 外 还 含 有 脂 质 误 差 校 正:为 使 实 验 结 果 精 确,除 减 少 无 关 变 量 的 干 扰 外,还 应 设 置 对 照 装 置 三。
19、装 置 三 与 装 置 二 相 比,不 同 点 是 用“煮 熟 的 种 子”代 替“发 芽 种 子”,其 余 均 相 同。杵 活 塞 着 q 液 滴“亥 i度*L 橡 皮 塞 容 器 煮 熟 的-也-蒸 播 水 5 mL种 子 装 置 三 思 考 为 防 止 微 生 物 呼 吸 对 实 验 结 果 的 干 扰,应 将 装 置 进 行 灭 菌、所 测 种 子 进 行 消 毒 处 理。若 选 用 绿 色 植 物 作 实 验 材 料,测 定 细 胞 呼 吸 速 率,需 将 整 个 装 置 进 行 遮 光 处 理,否 则 植 物 的 光 合 作 用 会 干 扰 呼 吸 速 率 的 测 定。考 向 突
20、破 强 化 关 键 能 力 考 向 一 细 胞 呼 吸 过 程 的 综 合 分 析 3.(2022 济 南 市 高 三 模 拟)线 粒 体 呼 吸 链 主 要 由 线 粒 体 呼 吸 链 酶 组 成,由 于 线 粒 体 中 需 要 经 呼 吸 链 氧 化 和 电 子 传 递 的 主 要 是 NADH和 FADH”所 以 可 将 呼 吸 链 分 为 NADH氧 化 呼 吸 链 和 FADH2氧 化 呼 吸 链,下 图 是 这 两 条 呼 吸 链 相 关 路 径。据 图 分 析 以 下 说 法 不 正 确 的 是()延 胡 索 酸 A.线 粒 体 内 膜 向 内 折 叠 形 成 崎,为 细 胞 色
21、 素 还 原 酶、细 胞 色 素 氧 化 酶 等 酶 的 附 着 提 供 了 场 所 B.NADH在 有 氧 呼 吸 的 前 两 个 阶 段 产 生,在 第 三 阶 段 消 耗 C.细 胞 呼 吸 产 生 的 NADH和 光 合 作 用 产 生 的 NADPH都 可 用 于 还 原 02D.辅 酶 Q 参 与 细 胞 的 有 氧 呼 吸 过 程,与 ATP的 形 成 关 系 密 切 答 案 C解 析 光 合 作 用 产 生 的 NADPH只 能 用 于 光 合 作 用 的 暗 反 应,而 不 能 用 于 还 原 氧 气,C 错 误。4.罗 哌 卡 因 能 抑 制 甲 状 腺 癌 细 胞 线 粒
22、 体 基 质 中 的 H(NADH等 分 解 产 生)向 线 粒 体 膜 间 隙 转 运,降 低 线 粒 体 内 膜 两 侧 的 酎 浓 度 差,从 而 抑 制 线 粒 体 ATP的 合 成,促 进 癌 细 胞 凋 亡。下 列 相 关 叙 述 错 误 的 是()A.有 氧 呼 吸 过 程 中 产 生 的 NADH主 要 来 自 第 二 阶 段 B.线 粒 体 内 膜 两 侧 的 射 浓 度 差 驱 动 ATP合 成C.罗 哌 卡 因 能 促 进 线 粒 体 对 氧 气 的 利 用 D.罗 哌 卡 因 可 通 过 抑 制 蛋 白 质 的 功 能 从 而 抑 制 的 运 输 答 案 C解 析 结
23、合 题 干 信 息 分 析 可 知,罗 哌 卡 因 能 抑 制 有 氧 呼 吸 第 三 阶 段 ATP的 合 成,因 此 应 该 是 抑 制 了 线 粒 体 对 氧 气 的 利 用,C错 误。5.与 传 统 的 水 稻、小 麦 等 粮 食 作 物 相 比,玉 米 具 有 很 强 的 耐 旱 性、耐 寒 性、耐 贫 瘠 性 以 及 极 好 的 环 境 适 应 性。玉 米 的 营 养 价 值 较 高,是 优 良 的 粮 食 作 物。下 图 是 玉 米 不 同 部 位 的 部 分 细 胞 呼 吸 流 程 图,下 列 相 关 叙 述 正 确 的 是()I*物 质 a物 质 c 玉 米 胚 玉 米 绿
24、叶 二 酒 精 国 型 里 产 生 现 象 d物 质 a+物 质 bA.晴 朗 夏 季 的 中 午,玉 米 叶 肉 细 胞 产 生 的 物 质 b 只 可 参 与 光 合 作 用 B.人 体 细 胞 中 也 可 产 生 物 质 c,c 进 入 血 浆 后,血 浆 pH也 会 基 本 稳 定 C.被 水 淹 的 玉 米 根 进 行 细 胞 呼 吸 时 葡 萄 糖 中 的 能 量 只 有 2 个 去 路 D.检 测 酒 精 时,试 剂 甲 可 以 是 溶 有 重 倍 酸 钾 的 盐 酸 溶 液 答 案 B解 析 由 题 图 可 推 知,物 质 a 为 C 02,物 质 b 为 水,晴 朗 夏 季
25、的 中 午,玉 米 叶 肉 细 胞 可 进 行 光 合 作 用,发 生 水 的 光 解,也 可 进 行 细 胞 呼 吸,水 在 有 氧 呼 吸 第 二 阶 段 参 与 反 应,A 错 误;检 测 酒 精 时.,试 剂 甲 可 以 是 溶 有 重 铝 酸 钾 的 浓 硫 酸 溶 液,不 能 用 盐 酸 溶 液 代 替 浓 硫 酸 溶 液,D错 误。考 向 二 细 胞 呼 吸 类 型 的 判 断 6.葡 萄 糖 和 脂 肪 是 细 胞 呼 吸 常 用 的 物 质,葡 萄 糖 中 的 氧 含 量 远 多 于 脂 肪,科 学 研 究 中 常 用 R Q(释 放 的 C O,体 积/消 耗 的 O z体
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