全国通用高中生物 一轮复习 第二单元 专题五 细胞呼吸课件PPT

这是一份全国通用高中生物 一轮复习 第二单元 专题五 细胞呼吸课件PPT，共55页。PPT课件主要包含了考情解读，必备知识通关，总反应式，解题能力提升，思路分析▶，实验原理，实验过程，实验现象等内容，欢迎下载使用。
考点1　细胞呼吸的类型和过程 必备知识通关 解题能力提升 考法1 细胞呼吸的过程分析和类型判断考点2　影响细胞呼吸的因素及其应用 必备知识通关 解题能力提升 考法2 影响细胞呼吸的因素及应用分析
考点3　实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 必备知识通关 解题能力提升 考法3 通过实验探究细胞呼吸的方式或
课标要求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；实验:探究酵母菌的呼吸方式。
高考怎么考高考对本专题的考查以选择题或非选择题形式呈现,考查内容主要有根对无机盐离子的吸收、种子萌发或成熟过程中涉及的细胞呼吸原理以及细胞呼吸与光合作用的联系等,常以实验探究或生产实践为情境进行综合考查。预计2022年高考仍可能延续往年的考查形式及特点,并在新情境下从不同角度考查细胞呼吸的过程、原理及影响因素等知识。
考点1 细胞呼吸的类型和过程
一、细胞呼吸的概念和类型1.概念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。2.类型:有氧呼吸和无氧呼吸。
名师提醒1.细胞呼吸只能在细胞内进行,正常情况下,与细胞呼吸有关的酶不会出现在内环境中。2.细胞呼吸的底物可以是糖类、脂质、蛋白质等,但是以糖类为主。
二、有氧呼吸1.概念: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(以葡萄糖为呼吸底物)
归纳总结 有氧呼吸与体外有机物燃烧的异同点1.相同点:都是有机物氧化分解的过程;都释放能量。2.不同点:有氧呼吸所需条件温和,有机物中的能量是逐步释放的,有一部分能量储存在ATP中。有机物的体外燃烧是剧烈的发光放热反应,不具备上述特点。
三、无氧呼吸1.概念:细胞在无氧条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解,产生C2H5OH(酒精)和CO2或C3H6O3(乳酸),释放出少量能量,生成少量ATP的过程。2.过程(以葡萄糖为呼吸底物)
4.明确不同生物无氧呼吸的产物不同
核心素养 · 科学思维 1.[批判性思维]消耗同等质量的葡萄糖,为什么无氧呼吸过程释放的能量少?提示:有氧呼吸是彻底氧化分解有机物的过程,能将储存在有机物中的能量全部释放出来;而无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程,有大量的能量储存在不彻底的氧化产物——乳酸或酒精中。2.[批判性思维]对于不同的生物来说,为什么无氧呼吸的产物有的是乳酸,有的是酒精和二氧化碳?提示:无氧呼吸产物不同的直接原因是催化反应的酶的种类不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
误区警示　　　　走出有关细胞呼吸的4大误区1.不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸的第一阶段不需要O2;第二阶段需要提供O2条件,但不消耗O2;第三阶段消耗O2。2.不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒体,真核生物一定进行有氧呼吸。原核生物没有线粒体,但有些原核生物含有与有氧呼吸有关的酶,也可以进行有氧呼吸;无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。3.人无氧呼吸的产物是乳酸,不产生二氧化碳。4.写细胞呼吸的反应式时不能用ATP来代替能量,因为细胞呼吸释放的能量包括储存在ATP中的能量和以热能形式散失的能量。
考法1细胞呼吸的过程分析和类型判断1.有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系(以葡萄糖为底物)
2.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析
3.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∶6⇒O2消耗量=CO2生成量。(2)无氧呼吸:①C6H12O6∶CO2∶酒精=1∶2∶2⇒酒精生成量=CO2生成量;②C6H12O6∶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时存在时,CO2释放量=有氧呼吸CO2释放量+无氧呼吸CO2释放量。
4.三根据法判断细胞呼吸的方式(呼吸底物为葡萄糖)
命题角度1　有氧呼吸和无氧呼吸的过程辨析考情回顾▶判断正误(T3、4)1.[2019海南,T26(3)]无氧呼吸是成熟红细胞获得能量的途径,无氧呼吸产生能量的过程发生的场所是　　　　　　。 2.[2017全国卷Ⅱ,T29(3)](题图信息说明:C代表细胞质基质)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是　　　　　　　　　　　　　。 3.[2017海南,T7B]若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸。(　)4.[2017浙江4月选考,T13A、B、C]厌氧呼吸产生的能量大多用于合成 ATP;(　)厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和 CO2;(　)成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵。(　)
答案▶1.细胞质基质　2.在缺氧条件下进行无氧呼吸　3.×(提示:细胞可能进行产乳酸的无氧呼吸)　4.×(提示:无氧呼吸产生的能量大多以热能的形式散失)　×(提示:厌氧呼吸第一阶段不产生CO2)　×(提示:成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行酒精发酵)
示例1 [2020浙江7月选考,6,2分]下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述,正确的是A.细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多B.细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行C.细胞的需氧呼吸与厌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
解析▶1分子葡萄糖经厌氧呼吸产生的能量远少于有氧呼吸,A项错误。厌氧呼吸在细胞溶胶中进行,B项错误。需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解产生丙酮酸,C项正确。适当提高环境中的O2浓度会抑制厌氧呼吸,产生的酒精量会减少,D项错误。答案▶C
解后反思 D选项中涉及提高O2浓度对细胞呼吸的影响,我们应从以下两个角度考虑:(1)提高O2浓度,细胞也不一定进行有氧呼吸。这是由遗传特性决定的,如乳酸菌等是严格厌氧型细菌,有氧条件下不能进行有氧呼吸;而酵母菌可进行有氧呼吸和无氧呼吸。(2)改变O2浓度可能会影响细胞呼吸方式。如酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,在O2充足情况下进行有氧呼吸,O2不充足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
命题角度2　细胞呼吸类型的判断及相关计算示例2 [2020全国卷Ⅰ,2,6分]种子贮藏中需要控制呼吸作用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
解析▶在反应底物是葡萄糖的情况下,细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2,其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等,有氧呼吸不产生乙醇,因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等,说明细胞只进行无氧呼吸,A项正确;根据有氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,B项正确;根据无氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞无氧呼吸产物是乳酸,则不需要消耗O2也不产生CO2,C项正确;有氧呼吸中,吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,而无氧呼吸不消耗O2,但可能产生CO2,若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等,D项错误。答案▶D
命题角度3　种子萌发过程中细胞呼吸强度及物质变化分析示例3 [2021江西赣县适应性考试]甲、乙两图分别表示某植物种子在吸水萌发过程中重量(干重与鲜重)、O2和CO2的变化示意图(种子无氧呼吸产物为酒精和CO2)。据图回答下列问题
(1)图甲中表示萌发种子干重变化曲线的是　　　　(填“①”或“②”)。
(2)图乙中表示O2吸收速率变化曲线的是　　　　(填序号),另一条曲线纵轴表示　　　　　　　　　　。 (3)导致图甲中曲线A→C段曲线下降的主要生理过程是　　　　;曲线C→D段变化的主要原因是种子萌发形成幼苗后,光合作用　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用。 (4)图乙中e点之前,曲线④低于曲线③的原因是　　　　　　　　　　　,e点以后两曲线重合,表明此时种子细胞呼吸的方式是　　　　　(底物只考虑葡萄糖)。解析▶(1)种子萌发过程中吸水,鲜重增加,鲜重大于干重,分析题图甲可知,曲线①表示种子萌发过程中鲜重的变化,曲线②表示干重的变化。(2)种子萌发过程中有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,图
乙中曲线③、④分别表示种子萌发过程中O2吸收速率变化、CO2释放速率变化,由于曲线③刚开始高于曲线④,后来与曲线④重合,因此曲线③表示CO2释放速率变化,曲线④表示O2吸收速率变化。(3)图甲中曲线A→C段,由于种子进行细胞呼吸消耗有机物,使干重减少;曲线C→D段,种子萌发形成幼苗后,幼苗进行光合作用,光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物,干重增加。(4)图乙中e点之前,CO2释放速率大于O2吸收速率,底物只考虑葡萄糖,此时细胞既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,无氧呼吸不吸收O2,但释放CO2;e点之后CO2释放速率与O2吸收速率相等,表明此时细胞只进行有氧呼吸。答案▶(1)②　(2)④　CO2释放速率　(3)细胞呼吸　大于　(4)种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,无氧呼吸不吸收O2,但释放CO2　有氧呼吸
考点2 影响细胞呼吸的因素及其应用
一、影响细胞呼吸的因素1.内部因素
2.外部因素(1)温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的曲线分析
(2)O2浓度对细胞呼吸影响的曲线分析(以真核生物细胞呼吸底物为葡萄糖为例)
①A点:O2浓度为0,细胞只进行无氧呼吸,此时细胞呼吸的场所只有细胞质基质,没有线粒体。②B点:有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2的量相等,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。③AC段:CO2的产生量大于O2的吸收量,有氧呼吸与无氧呼吸共存,此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
④C点以后,无氧呼吸消失,细胞只进行有氧呼吸;CO2的产生量与O2的吸收量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞质基质和线粒体。⑤当O2浓度达到一定值后,有氧呼吸强度不再增大,这可能是受与呼吸作用有关酶的数量或温度等因素的影响。
注意 若以脂肪为呼吸底物,最终O2吸收量与CO2释放量不相等。
二、细胞呼吸原理的应用1.有氧呼吸原理的应用(1)包扎伤口时应选用透气的材料,以抑制厌氧菌(如破伤风芽孢杆菌)的无氧呼吸。(2)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,使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。(3)稻田定期排水、及时松土等有利于根系细胞的有氧呼吸,防止幼根因缺氧而变黑、腐烂。
2.无氧呼吸原理的应用(1)利用粮食等通过酵母菌发酵可以生产各种酒。(2)破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸,较深的伤口需及时清理并注射破伤风抗毒血清等。(3)利用乳酸菌发酵制作酸奶、泡菜等。
考法2 影响细胞呼吸的因素及应用分析命题角度4　细胞呼吸的影响因素分析考情回顾▶判断正误(T2):1.[2020全国卷Ⅰ,T30(1)]中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有　　　 　(答出2点即可)。 2.[2017海南,T7C]适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗。(　)答案▶1.减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用　2.√
示例4 [安徽高考,29节选,9分]科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。
(1)由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是　　　　　　　　　　　　;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的　　　　浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测　　　　浓度变化来计算呼吸速率。 (2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。③记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a.　　　　　　　　;b.　　　　　　　　。
解析▶(1)依图可知,0.5 ℃条件下蓝莓果实的CO2生成速率较 25 ℃条件下低,其原因是低温条件下细胞呼吸相关酶活性降低,导致细胞呼吸减弱,从而使果实的CO2生成速率降低。随着果实储存时间的延长,密闭容器中CO2浓度升高;检测呼吸速率时可通过检测CO2生成量或O2消耗量来实现。(2)为使实验结果更可靠,应从无关变量相同且适宜、设置平行重复实验等角度分析,可选用成熟度相同的蓝莓果实进行实验,也可通过增设每个温度条件下的平行重复实验来提高实验结果的可信度。答案▶(1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性　CO2　O2　(2)选取的果实成熟度应保持一致　每个温度条件下至少有3个平行重复实验
核心素养解读
命题角度5　细胞呼吸原理的应用示例5 [2017浙江11月选考,8,2分]下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,错误的是A.面团“发起”是酵母菌产生CO2所致B.干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜C.利用乳酸细菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气D.黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
解析▶面团“发起”是酵母菌无氧呼吸时产生CO2引起的,A正确;蔬菜在低氧条件下有机物消耗少,为了保鲜还需放置在一定湿度的条件下,B错误;乳酸菌是严格厌氧型生物,所以制作酸奶过程中需保持无氧条件,C正确;黑暗条件下绿豆不能进行光合作用制造有机物,所以绿豆萌发成豆芽的过程中有机物的总量是在不断减少的,D正确。答案▶B
考点3 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)甲组装置中,质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2,排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)乙组装置中,d瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。目的是让酵母菌将d瓶中的O2消耗完,从而保证通入石灰水中的CO2是全部由无氧呼吸产生的。
4.实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生CO2多且快,在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精,还产生少量CO2。
名师提醒 1.此实验为对比实验,两组均为实验组。2.进行实验前必须检验装置的气密性,否则细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中,会导致实验误差。3.不能依据澄清石灰水是否变混浊(即是否有CO2产生)来判断酵母菌细胞呼吸的方式。
考法3 通过实验探究细胞呼吸的方式或速率1.液滴移动法探究细胞的呼吸方式(1)实验装置(以发芽种子为例,糖类为呼吸底物)
(2)实验原理①装置1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2,红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量。②装置2中红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量与产生的CO2量的差值。(3)实验结果预测和结论
2.液滴移动法测定组织细胞的呼吸速率(1)装置:如图所示(黑暗环境中)。
(2)原理:组织细胞有氧呼吸吸收O2,有氧呼吸和无氧呼吸均释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,可使容器内气体压强减小,刻度管内的有色液滴左移。单位时间内有色液滴左移的距离可表示呼吸速率。
(3)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,为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。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,将所用的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。
命题角度6　通过实验探究酵母菌细胞呼吸的方式示例6 [2018浙江4月选考,12,2分]以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”,装置如图所示。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混浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
解析▶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,目的是使酵母菌与底物充分接触,有利于发生反应,A正确。在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境,利于乙醇发酵,B错误。CO2可以使澄清的石灰水变混浊,乙试管中澄清的石灰水变混浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2,C正确。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2,酒精具有挥发性,拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味,D正确。答案▶B
命题角度7　液滴移动法探究细胞呼吸的方式或速率示例7 [2021河北衡水中学调研]某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的细胞呼吸,实验设计如图所示。关闭活栓后,U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点,实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的体积变化)。下列有关说法错误的是
A.甲组右管液面不变,乙组下降,说明微生物进行乳酸发酵B.乙组右管液面变化,表示的是微生物CO2的释放量和O2消耗量之间的差值C.甲组右管液面升高,乙组不变,说明微生物只进行有氧呼吸D.甲组右管液面变化表示的是微生物O2的消耗量解析▶甲组右管液面不变,乙组下降,说明微生物未消耗O2,进行无氧呼吸且有CO2的释放,不是乳酸发酵,A错误;由图示可判断,甲组内NaOH溶液会吸收微生物细胞呼吸释放的CO2,其装置右管液面变化表示的是O2的消耗量,乙组装置右管液面变化表示微生物CO2的释放量和O2消耗量之间的差值,B、D正确;甲组右管液面升高,乙组不变,说明微生物只进行有氧呼吸,C正确。答案▶A