高三一轮复习课件第9讲 细胞呼吸(共65张PPT)
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高三一轮复习课件第9讲 细胞呼吸(共65张PPT)

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资料简介
第9讲 细胞呼吸课 标 展 示 素 养 链 接 1.说明生物通过细胞 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。 2.探究酵母菌的呼吸 方式。 1.生命观念——物质与能量观:细胞呼吸是有机 物氧化分解、释放能量的过程。 2.科学思维——分类与比较:比较有氧呼吸和无 氧呼吸的场所和过程的不同。 3.科学探究——实验设计与结果分析:探究有氧 和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式。 4.社会责任——社会应用:细胞呼吸的原理在生 产和生活中的应用。考点一 细胞呼吸的类型和过程 考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用 考点三 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 及呼吸类型、速率的测定方法细胞内 + 糖 类 + 水 CO2 能 量 呼吸作用(本质) 高等动物的呼吸现象和呼吸作用 O2 O2 呼吸(现象) 呼吸器官 血液循环 血液循环呼吸器官 气体运输 +CO2有机物在__________的催化下,在温和的条件下氧化分解,能量逐步 释放出来,没有出现剧烈的发光、发热现象。 一、细胞呼吸的概念 是指有机物在细胞内经过一系列的____________,生成二氧化碳或 其他产物,释放出能量并生成_______的过程。 氧化分解  ATP  考点一 细胞呼吸的类型和过程 二、细胞呼吸的本质: 种类:________________。 酶 氧化分解 有氧呼吸和无氧呼吸 三、细胞呼吸的特点: __________有机物释放能量。 四、细胞呼吸的意义: 1)为生命活动提供能量。主要用于热能散失和维持体温恒定;储存 于ATP中,水解后释放能量用于细胞分裂、矿物质吸收等生命活动。 2)为体内其他化合物合成提供原料。如丙酮酸,可以通过氨基酸转 换作用合成丙氨酸,也可以在肝脏中合成肝糖元或者葡萄糖等有氧呼吸是指细胞在 的参与下,通过多种酶的催化作用, 把葡萄糖等有机物 ,产生二氧化碳和水,释放 能量,生成 的过程。 考点一 细胞呼吸的类型和过程 一.有氧呼吸 1.概念: 氧 彻底氧化分解 大量ATP 有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,其主要场所是 ,还有 。 有氧呼吸分为三个阶段,每个阶段都有相应的酶催化。 线粒体 细胞质基质 2. 场所:2ATP 热 线粒体 细胞质基质 第一阶段:葡萄糖的初步分解 (1)场所: C6H12O6 酶 + 4[H] + 能量(少量)2C3H4O3 2丙酮酸 酶 葡萄糖 4[H] 能 ① (2)物质变化: (3)能量: 少量(2molATP) 细胞质基质2丙酮酸 酶 葡萄糖 4[H] 能 2ATP 热 线粒体 细胞质基质 ② 酶 6CO2 + 20[H]+能量(少量)2C3H4O3 + 6H2O 20[H ] 6H2O 6CO2 酶 能 2ATP 热 第二阶段:丙酮酸彻底分解 (1)场所: ① (2)物质变化: (3)能量: 少量(2molATP) 线粒体基质2丙酮酸 酶 葡萄糖 4[H] 能 2ATP 热 线粒体 细胞质基质 6CO2 ② 6H2O 酶 能 2ATP 热 ③ 酶 12H2O + 能量(大量)24[H] + 6O2 20[H ] 12H2O 6O2 酶 能 热 34ATP 第三阶段:氧的参与 ① (1)场所: (2)物质变化: (3)能量: 大量(34molATP) 线粒体内膜有 氧 呼 吸 的 过 程 图 解有氧呼吸过程的具体反应 第一阶段: C6H12O6 丙酮酸 C3H4O3 第二阶段: 2丙酮酸 + 6H2O 酶 第三阶段: 24[H] + 6O2 2丙酮酸 + 4[H] + 能量 6CO2 + 20[H] + 能量酶 12H2O + 能量酶 (大量) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量酶 总反应式: 一部分的能量以热能形式散失(约60%);另一部分转移到 ATP中(约40%)。注 :这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实 际上是辅酶Ⅰ(NAD+)转化为还原型辅酶Ⅰ(NADH), [H]作为一种活泼的还原剂,为了简化,就用带有中括号 的[H]来表示。有氧呼吸三个阶段的比较 1.能量:三个阶段都有能量的释放(即都有ATP生成),但以第 三阶段释放的能量最多 2.场所:第一阶段在细胞质基质中,第二阶段发生在线粒体 基质中,第三阶段发生在线粒体内膜上。 3.原料:第一阶段消耗C6H12O6,第二阶段消耗水,第三阶段 才消耗氧气,作用是氧化[H],生成水。 4.水的消耗:有氧呼吸的第二阶段, 线粒体的基质 水的产生:有氧呼吸的第三阶段, 线粒体的内膜 5.CO2的产生:有氧呼吸的第二阶段, 线粒体的基质原核生物细胞内无线粒体,能否进行有氧呼吸? 原核生物细胞能进行有氧呼吸。有的原核生 物,如硝化细菌、根瘤菌,虽然没有线粒体,但 却含有全套与有氧呼吸有关的酶,这些酶分布在 细胞质基质和细胞膜上,因此,这些细胞是可以 进行有氧呼吸的。有的原核生物如乳酸菌、产甲 烷杆菌、破伤风芽孢杆菌等,没有与有氧呼吸有 关的酶,因此,只能进行无氧呼吸。总之,大多 数原核生物能进行有氧呼吸。 葡 萄 糖 丙 酮 酸[H ] 少量能量 乙醇 脱氢酶 乳酸 脱氢酶 酒精 + CO2乳酸 酶 二、无氧呼吸 1.场所:细胞质基质 2.过程图解:2ATP 热细胞质基质 第一阶段:葡萄糖的初步分解 场所:细胞质基质 C6H12O6 酶 + 4[H] + 能量(少量)2C3 H4O3 2丙酮酸 酶 葡萄糖 4[H] 能 ① 3.无氧呼吸的反应过程 ☆与有氧呼吸第一阶段相同2ATP 热 第二阶段:丙酮酸不彻底分解 2丙酮酸 酶 葡萄糖 4[H] 能 ① 2酒精 +2CO22乳酸 1mol葡萄糖分解为乳酸/酒精,释 能196.65kJ的能量,其中61.08KJ 的能量储存在ATP中,合成2molATP ,其余以热能散失。 2C3H4O3 酶 2C3H6O3(乳酸)4[H]+ 2C3H4O3 酶 + 2CO22C2H5OH4[H]+ 或者 注意:无氧呼吸第二阶段没有释放能量 场所:细胞质基质3.无氧呼吸的反应过程4.无氧呼吸的类型和反应式 场所:细胞质基质 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量 A.产生乳酸的无氧呼吸 例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块 茎、甜菜块根等) C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 B.产生酒精的无氧呼吸 例:大多数植物、酵母菌 酶 + + 少量能量少量能量6.无氧呼吸的意义: 无氧呼吸是指细胞 在条件下,通过的 催化作用, 把葡萄糖等有机物分解为 ,同时释 放出 ,生成少量 的过程。 5.无氧呼吸的概念 生物体在缺氧时进行无氧呼吸,以维持生物体正常 的生命活动的能量需要。 无氧 酶 不彻底的氧化产物 少量能量 ATP有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同 点 场所 条件 产物 能量 ATP 相同 点 过程 实质 意义 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 需O2 分解彻底,CO2、H2O 不彻底,酒精和CO2或乳酸 大量(2870KJ/mol) 少量(196.65KJ/mol) 38molATP 2molATP 第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同 氧化分解有机物,释放能量,产生ATP 为生物体生命活动提供能量;物质合成原料 考点三:有氧呼吸与无氧呼吸区别 氧能抑制无氧呼吸分析细胞呼吸中能量的释放与去向。 一般来说,如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多,会对细 胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下,随着 发酵产物(如酒精)的增多,营养物质的减少以及pH发生变化等 的影响,它的繁殖速率逐渐下降,死亡率逐渐上升,酒精发酵 最终就会停止,故葡萄酒的酒精度不会继续上升。 (教材P95“旁栏思考题”改编)用酵母菌酿制的葡萄酒,其酒精 度为何只能维持在12%~16%?易错提示: 1.无氧呼吸产生乳酸这反应主要发生在动物中,但并不绝对, 如马铃薯块茎和甜菜块根也会发生此反应。 2.酵母菌可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸。微生物的 无氧呼吸也称为发酵,但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。 3.有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生,无氧呼吸只在第一阶产生 ATP。 4.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,根本的原因是基因不同。 5.有H2O生成的一定是有氧呼吸,有CO2生成的可能是有氧呼吸, 也可能是无氧呼吸,但一定不是乳酸发酵。(1)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物 ——酒精或乳酸中。 (2)水稻等植物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。 (3)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟 的红细胞只能进行无氧呼吸。 (4)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、 硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 易错提示:不耗O2,但产生CO2,容器内气体体积增大: CO2释放量=O2消耗量,容器气体体积不变: 无CO2释放时,容器内气体体积不变: CO2 释放量>O2消耗量时: 有H2O生成一定有有氧呼吸;有CO2生成一定不是乳酸呼吸。 只进行产酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和乳酸无氧呼吸 同时进行产生酒精无氧呼吸和有氧呼吸 如何根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况 ? 只进行产生乳酸的无氧呼吸D  考向一 细胞呼吸的过程 (2019·乌鲁木齐高三第二次诊断)下列与细胞呼吸有关的叙述正确 的是(  ) A.进行无氧呼吸的细胞不含线粒体 B.破伤风杆菌的大量繁殖需要有氧呼吸提供能量 C.人体无氧呼吸形成酒精的过程发生在细胞质基质中 D.糖类彻底氧化分解的产物可通过自由扩散运出细胞   [解析] 酵母菌细胞含有线粒体,但是在无氧条件下也可以进行无氧呼吸,A 错误;破伤风杆菌是厌氧菌,其繁殖需要的能量来自无氧呼吸,B错误;人体 无氧呼吸产生乳酸,不产生酒精,C错误;糖类彻底氧化分解的产物是二氧化 碳和水,都可通过自由扩散运出细胞,D正确。易错提醒 (1)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体 ①原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 ②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 (2)细胞呼吸中有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但对动 物和人体而言,有CO2生成一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸产物为乳 酸。 (3)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无 氧呼吸,如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等,一些原核生物无线粒体,但可进行 有氧呼吸。 (4)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解,必须在细胞质基质中被分解为丙酮酸 后才能进入线粒体被分解。(2019年·湖南省岳阳市高考生物一模)下表是某种植物种子在甲、 乙、丙三种不同的条件下萌发,测得的气体量的变化结果。下列 说法正确的是(  ) D   CO2释放量 O2吸收量 甲 12 0 乙 8 6 丙 10 10 A.在甲条件下进行产生CO2和乳酸的无氧呼吸 B.在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖多于无氧呼吸 C.在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值 D.在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体 考向二 细胞呼吸类型的判断及相关计算[解析] 甲条件下只释放二氧化碳,不消耗氧气,所以只进行无氧呼吸,种 子的无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精,A错误;乙条件下,二氧化碳的释 放量大于氧气的消耗量,说明有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。由表格数据可 知,CO2的释放量为8 mol,而O2的吸收量为6 mol,因为有氧呼吸消耗氧气的 量等于释放的二氧化碳的量,所以吸收6 mol的氧气就释放6 mol的二氧化碳, 这样无氧呼吸释放的二氧化碳就是8 mol-6 mol=2 mol,根据有氧呼吸的 方程式释放6 mol的二氧化碳需要消耗1 mol的葡萄糖,根据无氧呼吸的方程 式释放2 mol的二氧化碳需要消耗1 mol的葡萄糖,所以乙条件下,有氧呼吸 消耗的葡萄糖和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多,B错误;丙条件下,二氧化 碳的释放量等于氧气的消耗量,故只进行有氧呼吸。表格中的数据无法说明 丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值,C错误;乙条件下有氧呼吸和无氧呼 吸同时进行,有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳,故乙条件下释放的 CO2来自细胞质基质和线粒体,D正确。故选D。技巧点拨 1.判断细胞呼吸方式的三大依据:如图 2.呼吸作用中各物质之间的比例 关系(以葡萄糖为底物的细胞呼 吸) (1)有氧呼吸:葡萄糖:O2∶CO2 =1∶6∶6。 (2)无氧呼吸:葡萄糖:CO2∶酒 精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸= 1∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼 吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数 之比为1∶3。4.呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气 供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸 熵的关系。以下叙述中,正确的是(  ) A.呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱 B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度 C.为延长水果保存的时间,最好将氧分压调至C点 D.C点以后,细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化 B   [解析] 从题干中获取信息,理解呼吸熵是解题的关键。根据呼吸熵的含义可知,呼 吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强;B点氧分压大于A点,B点呼吸熵小 于A点,故B点有氧呼吸强度大于A点;C点时只进行有氧呼吸,有机物消耗较快,不 利于产品的保存;C点以后呼吸熵为1,细胞只进行有氧呼吸,在一定范围内,随着 氧分压的增大,细胞呼吸强度仍会加强。考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用 一、内因——遗传因素(决定酶的种类和数量) (1)不同种类的植物呼吸速率不同,如旱生植物小于 水生植物,阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物的不同生长发育时期呼吸速率不同,如 幼苗、开花期呼吸速率升高,成熟期呼吸速率下降。 (3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官 大于营养器官。1.温度 (1)影响原理:温度通过影响 ____________影响细胞呼吸速率。 (2)曲线分析: ①a点为该酶的____________,细胞呼吸速率最快。 ②温度低于a时,随温度降低,酶活性________,细胞呼吸受________。 ③温度高于a时,随温度升高,酶活性________,甚至变性失活,细胞呼吸 受抑制。 酶的活性  最适温度  下降  抑制  下降  考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用 二、外因 (3)实际应用: ①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可延长保鲜时间。 ②促进生长:温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可降低细胞呼吸, 减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量。①A点时,氧浓度为零,细胞只进行________。 ②氧浓度为0~10%时,随氧浓度的升高,无氧呼 吸速率________。 有氧呼吸  无氧呼吸  减慢  考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用 (1)影响原理:氧气促进________,抑制 无氧呼吸。 ③B点时,有氧呼吸释放的CO2量 无氧呼吸释放的CO2量;C、D点: 横坐标相同,无氧呼吸停止。 等于 ④氧浓度在0~20%时,随氧浓度升高,有氧呼吸速率逐渐________。 随氧浓度的升高,细胞呼吸速率________________,最后趋于稳定。 ⑤氧浓度为_______左右时,细胞呼吸强度最弱。 加快  先减慢后加快  5%  受线粒体酶的数量 限制,呼吸作用强 度不再增大 (2)曲线分析: 2.氧气浓度(3)实际应用: ①保鲜:低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。 ②促进生长:农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量,促进根部有 氧呼吸促进生长。 ③防止无氧呼吸:陆生植物长时间水淹,土壤中氧含量降低,植物因无 氧呼吸产生的酒精积累而烂根。 ④控制呼吸方式:制葡萄酒时,初期进行有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖, 发酵时严格控制无氧环境,促进酵母菌的无氧呼吸。 2.氧气浓度 这时植物组织有氧呼吸强度 很低而无氧呼吸又被抵制, 果蔬内有机物消耗少3.二氧化碳浓度 (1)影响原理:CO2是细胞呼吸的终产物,积 累过多会________细胞呼吸。 (2)曲线分析: 抑制  (3)实际应用: ①保鲜:地窖中CO2浓度高,有利于蔬菜水果的储存。 ②抑菌:薯片等食品充气保存,可抑制微生物的繁殖。 考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用4.水含量 (1)影响原理: ①各种生化反应需溶解在水中才能进行,自由水含量升高,新陈代谢 ________。 ②水是有氧呼吸的__________之一,含水量会影响细胞呼吸的进行。 加快  反应物  (2)实际应用: ①抑制细胞呼吸:晒干的种子自由水含量降低,细胞呼吸减慢,更有利 于储存。 ②促进细胞呼吸:浸泡有利于种子的萌发。 储存种子需要低氧、低温、干燥的环境 考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用1. 在酿酒业上的应用:先通气,让酵母菌进行有氧呼 吸,使其数量增加;然后隔绝空气,使其发酵,产生酒精。 2. 在农业生产上:中耕松土,促进根系的有氧呼吸,有利 于根系的生长及对矿质离子的吸收。 3. 在医学上:利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。 4. 在物质储存时:控制氧气的浓度,抑制其呼吸作用,减少有 机物的消耗。 细胞呼吸原理的应用 发酵技术 1.酿酒、制作面包等(酵母菌,兼性厌氧型) 2.生产酸奶、泡菜等(乳酸菌,厌氧型) 3.生产果醋(醋酸菌,好氧型细菌) 4.应用于垃圾、废水的处理(好氧型细菌) 5.利用发酵产生沼气 粮食储藏时,要注意降低温度和保持干燥,抑制细胞 呼吸,延长保存期限。 例:稻谷等种子含水量超过14.5%时,呼吸速率就会 骤然增加 ,释放出的热量和水分,会导致粮食霉变。 粮食储藏 三低:低温、低氧、低湿 果蔬保鲜 两低一高:低温、低氧、保湿 为了抑制细胞呼吸,果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低 温度等方法。 例:苹果、梨、柑、橘等果实在0~1℃时可储藏几个月不坏;荔 枝一般只能短期保鲜,但采用低温速冻等方法可保鲜6~8个月。 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜,也是利用水果自身产生 的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果 如图所示。下列叙述正确的是(  ) [解析] 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A 项错误,50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性 较高,有氧呼吸已将O2消耗完,之后仅进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加, B项正确、C项错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低, D项错误。 考向一 环境因素对细胞呼吸的影响 A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、 线粒体、叶绿体 B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭 罐中CO2浓度会增加 C.50 h后,30 ℃时有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时 慢,是因为温度高使酶活性降低 D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率 越大 B5.如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图,以下分析错误的是(   ) A.从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度 是B点对应的温度 B.乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸,曲线Ⅱ 表示无氧呼吸 C.乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用 的有机物主要是葡萄糖 D.乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是 受到温度或呼吸酶数量的限制 [解析] 甲图中B点温度下植物细胞呼吸相对速率最大,说明该温度下细胞呼吸最旺盛; 随着氧气浓度增大有氧呼吸增强,无氧呼吸减弱,故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸,曲 线Ⅱ表示有氧呼吸;细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖;有氧呼吸需要酶的参与, 温度会影响酶的活性,故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量限制,使曲线Ⅱ最终趋于平 衡。 B  C   选项 应用 措施 目的 A. 种子贮存 晒干 降低自由水含量,降低细胞呼吸 B. 乳酸菌制作酸奶 密封 加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵 C. 水果保鲜 零下低温 降低酶的活性,降低细胞呼吸 D. 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸,利于吸收矿质离子 考向二 细胞呼吸原理的应用 (2019·吉林省辽源市高三期末)细胞呼吸原理广泛应用于生产实 践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是(  ) [解析] 粮油种子的贮藏,必须降低含水量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,以减 少有机物的消耗,A正确;乳酸菌是严格厌氧的微生物,所以整个过程要严格密封,B正确;水果保 鲜的目的既要保持水分,又要降低呼吸作用,所以低温是最好的方法,但温度不能太低,C错误; 植物根对矿质元素的吸收过程是一个主动运输过程,需要能量和载体蛋白,植物生长过程中的松土, 可以提高土壤中氧气的含量,有利于根细胞的有氧呼吸作用,从而为根吸收矿质离子提供更多的能 量,D正确。6.(2019·福建福州期末)下列关于细胞呼吸原理及应用的叙述,正 确的是(  ) A.马拉松运动时,肌细胞无氧呼吸产生CO2 B.伤口较浅时,破伤风芽孢杆菌进行有氧呼吸繁殖快 C.中耕松土能促进根系细胞的有氧呼吸,有利于根吸收无机盐 D.利用酵母菌在持续通气的发酵罐中进行无氧呼吸可以生产酒精 C   [解析] 人体肌细胞进行无氧呼吸的产物为乳酸,不产生二氧化碳,A错误; 破伤风芽孢杆菌是厌氧菌,只进行无氧呼吸,B错误;中耕松土能增加土 壤中氧气含量,从而促进根系细胞的有氧呼吸,在细胞有氧呼吸过程中会 产生更多的ATP,能为主动运输吸收无机盐提供更多的能量,C正确;酵母 菌无氧呼吸的产物为酒精,若在发酵罐中持续通气,酵母菌将进行有氧呼 吸,大量繁殖,不产生酒精,D错误。3.酒精的检测 橙色的重铬酸钾溶液在 条件下与酒精发生反应,变 成 。 2. CO2的检测方法 (1)CO2使 变浑浊; (2)CO2使 。 一、实验原理 1.酵母菌是单细胞真菌,它属于 菌,进行有 氧呼吸产生水和CO2 ,无氧呼吸产生酒精和CO2 。 考点三 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 及呼吸类型、速率的测定方法 澄清石灰水 兼性厌氧 溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 酸性 灰绿色注意事项 该实验是比较酵母菌在有氧和无氧条件的 呼吸作用,因此该实验是 实验。作 为对照实验,在实验设计时的注意事项是什么 ? 控制实验变量。该实验的自变量是有无氧气。 互为对照2.实验操作 (1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为________________溶液, 分别装入A、B两锥形瓶中。 产物 试剂 现象(颜色变化) CO2 澄清的石灰水 溴麝香草酚蓝水溶液 酒精 在酸性条件下橙色的_________溶液 (2)细胞呼吸产物的检测: 变混浊  蓝色→绿色→黄色  重铬酸钾  橙色→灰绿色  5%的葡萄糖  二、实验假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,产生CO2,在 无氧情况下进行无氧呼吸,产生CO2和酒精。 在探究酵母菌无氧呼吸时,要将酵母菌培养液封口后放置一段时间, 待酵母菌将瓶内氧气耗完,再用导管连接盛有澄清石灰水的锥形瓶, 确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水。1.配制酵母菌培养液(等量原则)置于A、B锥形瓶。 2.组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图,放置在25~35 ℃环境下培养8~9小时。 3.检测CO2的产生 观察两组装置中 的 变化。 4.检测酒精的产生 (1)取2支试管编号,编号A、B; (2)各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管; (3)分别滴加0.5毫升重铬酸钾-浓硫酸溶液,轻轻震荡、混匀。A试管不 密封,B试管密封,观察试管中溶液的颜色变化。 三、实验步骤 澄清石灰水 变混浊  橙色  变混浊  灰绿色 五、实验结果所说明的问题 1.A、B组都有CO2的产生说明了: 2. 从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况,说明了: 3. 从A、B组的产物来看,说明了: 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活。 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,但呼吸 作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。 酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2 (还有水);无氧呼 吸的产物有CO2和酒精。(1)实验设计 欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子 为例): 1.种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究(2)实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产 乳酸的无氧呼吸(1)实验装置(如图) 2.种子萌发时呼吸速率的测定 组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内 气体压强减小,刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移 的体积即表示呼吸速率。 (2)指标及原理 细胞呼吸速率常用单位时间内CO2的释 放量或O2的吸收量来表示。 ①指标: ②原理:2.种子萌发时呼吸速率的测定 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,将 所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。 (3)物理误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物,整个 装置应遮光处理,否则植物的光合 作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子,为防止微生物的细胞呼吸对实验结果 的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。考向一 细胞呼吸方式探究实验 (2019·山东齐鲁教科研协作体联考)如图是探究酵母菌呼吸方式类 型的装置,下列说法正确的是(  ) A.装置一中液滴左移,装置二中液滴 右移,说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.装置一中液滴不移,装置二中液滴 右移,说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.装置一中液滴左移,装置二中液滴 不移动,说明酵母菌死亡 D.装置一中液滴左移,装置二中液滴 右移,说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧 呼吸   D [解析] 装置一中液滴左移,装置二 中液滴右移,说明酵母菌进行有氧呼 吸和无氧呼吸,A错误,D正确。装置 一中液滴不移,装置二中液滴右移, 说明酵母菌只进行无氧呼吸,B错误; 装置一中液滴左移,装置二中液滴不 移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸, C错误。7.(2019·湖北省黄冈市高三期末)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式 实验的叙述正确的是(  ) A.选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌是自养、兼性厌氧型微生物, 易于培养 B.通过设置有氧(对照组)和无氧(实验组)的对照,易于判断酵母菌的 呼吸方式 C.将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查,确保不漏 气 D.实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后 样液的颜色变化 C   [解析] 在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,选择酵母菌为实验材料的确是因为酵母菌具有兼性厌氧 且易于培养的特点,但它不是自养型生物,A错误;在该实验中所设置的有氧组和无氧组都是实验 组,是为了相互对比,易于判断酵母菌的呼吸方式,B错误;为了保证实验结果的准确性,通常都 要将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查,确保不漏气,C正确;本实验的因变量 是酵母菌CO2的产生快慢和是否有酒精生成,D错误。 实验时间(min) 10 15 20 25 30 35 液滴移动距离(min) 0 32.5 65 100 130 162.5 考向二 细胞呼吸速率的测定 某同学用如下图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管 横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 ℃水浴中, 10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置, 结果如下表所示。下列分析正确的是(  ) A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动 B.在20~30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水,并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的 环境中 B[解析] X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向左移动;在20~30 min内 氧气的平均吸收速率为(130-65)×1÷10=6.5(mm3/min);果蝇幼虫无 氧呼吸产生乳酸不产生CO2,无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动; 对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫,并将该装置置于 相同的环境中,重复上述实验。(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______移动(填“左”或“右 ”),以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是________________。 时间(min) 距离(mm) 组别 0 5 10 15 20 25 萌发的种子 0 8 16 23 29 34 蚯蚓 0 4.5 9 11.5 13.5 15.5 表1 (注∶表中距离为有色液滴移动的距离) (2019·河南名校联考)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。请回答以下问题: NaOH溶液  吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2  排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)  左  0.9 mm/min 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,用以吸收呼吸作用产 生的CO2,可以通过测量O2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,甲装置进行有氧呼吸消耗O2,有色液滴会向左移动。将以蚯蚓为 材料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0~5 min和5~10 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O2被消耗,生成的CO2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呼吸强度逐渐减弱。

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