1、高考生物,新高考专用,专题五细胞呼吸,考点一有氧呼吸和无氧呼吸,一、探究酵母菌的呼吸方式,1.实验材料酵母菌,2.实验设计思路对比实验,易混易错对比实验的各组都是实验组,通过对实验结果进行比较分析来探究自变量对实验对象的影响,也称为相互对照实验。,3.实验装置1)质量分数为10%的NaOH溶液可吸收空气中的CO2,从而证明使澄清石灰水变浑浊的CO2都来自酵母菌的有氧呼吸。2)乙装置中,B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,目的是使酵母菌消耗尽瓶中的O2,保证CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。3)实验中还可用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2。,4.实验结果及产物检测澄清石灰水浑浊程度:甲
2、乙;溴麝香草酚蓝溶液变黄所需时间:甲乙;B瓶中可检测到酒精。,易混易错(1)葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,应适当延长酵母菌培养时间以耗尽溶液中的葡萄糖。(2)实验所用的葡萄糖溶液应在使用前煮沸,目的是灭菌,排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。,5.实验结论:酵母菌既可进行有氧呼吸,又可进行无氧呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2多且快;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。,二、细胞呼吸的类型及原理1.分类:依据细胞呼吸过程是否需要O2的参与,可分为有氧呼吸和无氧呼吸。2.真核生物有氧呼吸1)过程,知识归纳(1)葡萄糖不能直接进入线粒体被分
3、解,必须在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被分解。(2)有氧呼吸中产生的H(NADH,还原型辅酶)用于还原O2生成水。(3)线粒体内膜向内折叠形成嵴,嵴增大了膜面积,为有氧呼吸有关的酶提供了更多附着位点。,2)反应式及各物质的来源或去向CO2在第二阶段产生,是由丙酮酸和水反应生成的,场所是线粒体基质。第三阶段中H和O2结合生成水,所以细胞呼吸产生的水中的氧全部来自O2,场所是线粒体内膜。有氧呼吸过程中,反应物和生成物都有水,反应物中的水参与第二阶段的反应,而生成物中的水是有氧呼吸第三阶段由H和O2结合生成的。3)能量去向:大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中。,疑难突破思考动物
4、吸入18O标记的18O2后,能否在其呼出的CO2中检测到18O?提示可以。18O2中的18O可经有氧呼吸第三阶段转移到O中,再经第二阶段转移到C18O2中。,3.无氧呼吸1)场所:细胞质基质。2)反应式产生酒精:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量产生乳酸:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量,3)过程,易混易错无氧呼吸过程中,H、ATP只在第一阶段产生,H用于第二阶段丙酮酸的还原。,4)能量去向能量,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.原核生物无线粒体,只能进行无氧呼吸。()2.人在剧烈运动时细胞中产生CO2的场所在细胞质基质。()3.无氧呼吸只释放少量能量
5、,大部分能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。()4.有氧条件下,线粒体可将葡萄糖彻底氧化分解。()5.人体成熟红细胞有氧呼吸的每个阶段都能产生ATP,而它的无氧呼吸则只有第一阶段能产生ATP。()6.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。(),答案1.需氧型的原核生物虽无线粒体,但能进行有氧呼吸,场所为细胞质基质和细胞膜。2.人在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸都能进行,无氧呼吸产生乳酸不产生CO2,有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2。3.4.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分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被
6、彻底氧化分解。5.无线粒体的真核细胞(如人体成熟红细胞、蛔虫细胞等)不能进行有氧呼吸。6.,考点二影响细胞呼吸的因素和应用,一、内部因素,二、外部因素(以细胞呼吸底物是葡萄糖及产酒精的无氧呼吸为例),1.O2浓度1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2可抑制无氧呼吸,促进有氧呼吸。2)图像,图中各点表示的生物学意义Q点:不消耗O2,产生CO2只进行无氧呼吸。P点:O2吸收量=CO2生成量只进行有氧呼吸。QP段(不包含Q、P点):CO2生成量O2吸收量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。R点:CO2生成量最少组织细胞呼吸作用最弱。AB段=BC段,说明此时有氧呼吸与无氧呼吸CO2释放量相等,则此时有氧呼吸
7、消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。应用:在保存蔬菜、水果时,应选择R点对应的O2浓度。,2.温度1)原理:影响酶的活性。2)图像3)应用:零上低温储藏果蔬;大棚种植时适当增大昼夜温差以减少夜间有机物的消耗,提高产量。,3.水分1)原理:在一定范围内,自由水含量高,代谢旺盛。2)图像3)应用:将种子风干后储藏,降低自由水含量以抑制细胞呼吸;干种子萌发前进行浸泡处理以促进细胞呼吸。,三、细胞呼吸原理的其他应用1.用透气纱布或透气“创可贴”包扎伤口:抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。2.酿酒:早期通入空气利于酵母菌增殖,中期密封使酵母菌无氧呼吸产生酒精。3.提倡慢跑等有氧运动,避免肌细胞进行
8、无氧呼吸产生大量乳酸。,4.土壤松土1)有利于好氧微生物的生长繁殖,促使这些微生物对土壤有机物进行分解,产生矿质元素和CO2等,为植物生长所利用。2)可提高土壤含氧量,促进根细胞有氧呼吸,为主动运输矿质元素提供能量。3)避免根细胞无氧呼吸产生大量酒精(或乳酸),对根系造成毒害。5.生活中利用酵母菌制作馒头、面包,利用乳酸菌制作泡菜、酸奶等。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.水稻长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。()2.贮藏水果时为减少有机物的消耗,应放在完全无氧的环境中。()3.根细胞呼吸作用的强度影响其对离子吸收的种类。()4.O2浓度为零时,细胞呼吸强度等于
9、零。()5.酸奶胀袋是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。(),答案1.2.贮藏水果时为减少有机物的消耗,应放在低氧(低温、一定湿度)的环境中。3.根细胞呼吸作用的强度影响其对离子吸收的速率。4.O2浓度为零时,酵母菌等细胞可进行无氧呼吸,其呼吸强度不为零。5.乳酸菌无氧呼吸不产生气体,只产生乳酸。,提升细胞呼吸类型的判断及计算,1.判定细胞呼吸方式(多以葡萄糖为底物)以植物细胞呼吸作用为例,为了避免光合作用气体变化对呼吸作用的影响,以下数量关系为活细胞在黑暗条件下进行的呼吸作用。,2.“液滴移动法”判断生物呼吸类型1)实验装置2)测定呼吸速率的指标及原理指标:细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量
10、或O2吸收量来表示。原理:甲中通过细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2时,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气压减小,刻度管内水滴左移,左移距离即为有氧呼吸耗氧量。乙中水滴移动距离为呼吸作用释放的CO2与消耗的O2的差值。,3)实验结果和结论,易混易错(1)为防止光合作用的干扰,测定绿色植物组织呼吸速率时,需遮光处理。(2)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测发芽种子进行消毒处理。(3)为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟),其他条件均不变。知识归纳以葡萄糖为底物的细胞呼吸需要明确的几个等量关系(1)CO2释放总量=有氧呼吸释放的
11、CO2量+无氧呼吸释放的CO2量。(2)O2吸收量=有氧呼吸释放的CO2量。(3)酒精产生量=无氧呼吸释放的CO2量。,应用长句表达题答题思路:“现象原因”类解题方法这一类试题的形式是给出某一现象或结果,要求回答出现这些现象(或结果)的原因。解题思路 1)在题干中找“起因”和“结果”。2)找“媒介”,顺推法或逆推法找出“媒介”,其来源于题干或者教材中的相关知识。起因从题干中寻找变化的原因。结果从题干中寻找最终出现的现象。媒介从起因和结果进行推导,通过文中信息或教材知识思考:起因会导致什么变化(承前),结果的变化又是由什么导致的(启后)。,答题模式 起因+媒介(承前、启后)+结果,例题讲解 例细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是。解题思路起因呼吸抑制剂结果根细胞对K+的吸收速率降低媒介“承前”:呼吸抑制剂能量供应不足;“启后”:根细胞对K+的吸收速率降低根细胞逆浓度梯度吸收K+,是主动运输,需要消耗能量,答案呼吸抑制剂会导致根细胞呼吸受抑制,使能量供应不足,而根细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输,需要消耗能量。,
