高考生物一轮总复习学案：第3单元 细胞的代谢 第3讲 细胞呼吸

第3讲　细胞呼吸

考纲考情

知识整合

一、细胞呼吸

1.有氧呼吸

2.无氧呼吸

第一阶段：葡萄糖酶,Ｆ丙酮酸＋少量[H]＋少量能量；场所：________________。

第二阶段：丙酮酸酶,Ｆ________或乳酸；场所：________________。

二、探究酵母菌的呼吸方式(实验)

1.原理

酵母菌属于________菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，便于用来研究呼吸方式。

2.检测产物

(1)CO2可使澄清的石灰水变________，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变________再变________。

(2)橙色的重铬酸钾溶液，在________条件下，与乙醇发生反应，变成________。

3.对比实验

设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的________，来探究某种因素与________的关系的实验。

4.酵母菌细胞呼吸类型的判断

(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行________。

(2)若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行________。

(3)若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则进行________________。

考点突破

考点1　细胞呼吸

1.细胞呼吸概念

细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成为二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

2.有氧呼吸

(1)反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2酶,Ｆ6CO2＋12H2O＋能量。

(2)过程

3.无氧呼吸

(1)反应式

①转化成乳酸的反应式：C6H12O6酶,Ｆ2C3H6O3＋能量。

②分解成酒精的反应式：C6H12O6酶,Ｆ2C2H5OH＋2CO2＋能量。

(2)过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。

4.有氧呼吸与无氧呼吸的比较

例1　(2016·江苏高考) (多选)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。如图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是(　　)

  A.突变酵母乙醇代谢途径未变

  B.突变酵母几乎不能产生[H]

  C.氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体

  D.通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体

1.(2016·北京高考)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程(　　)

  A.在无氧条件下不能进行  B.只能在线粒体中进行

  C.不需要能量的输入      D.需要酶的催化

考点2　影响呼吸作用的因素及其

  在生产实践中的应用　　1.内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)

(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。

(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。

(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。

2.外部因素

3.规律总结

(1)一般来说，凡是生长迅速的植物种类、器官组织和细胞，其呼吸均较旺盛，如幼根、幼叶的呼吸强于老根、老叶，生殖器官的呼吸强于营养器官。

(2)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为细胞可进行无氧呼吸。

(3)随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱，细胞呼吸的总强度较低；但后来随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，细胞呼吸总强度又增大。

(4)从化学平衡的角度分析，高浓度的CO2在一定程度上可以抑制细胞呼吸。

例2　(2017·北京高考)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是(　　)

  A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高

  B.净光合作用的最适温度约为25℃

  C.在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大

  D.适合该植物生长的温度范围是10～50℃

2.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。下列叙述正确的是(　　)

  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℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃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

考点3　光合作用与细胞呼吸

1.光合作用与细胞呼吸的区别与联系

　　2.[H]和ATP来源、去路的比较

3.据图探究真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系

(1)真正光合速率、净光合速率、呼吸速率三者之间的关系为：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

(2)三种速率的表示方法

例3　将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：

　　下列分析正确的是(　　)

  A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收

  B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关

  C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP

  D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收

3.在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　)

　　(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)

  A.光强大于140 μmol·m－2·s－1，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体

  B.光强小于1255 μmol·m－2·s－1，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度

  C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量

  D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加

考点4　探究酵母菌细胞的呼吸方式

1.实验原理

(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2和H2O，在进行无氧呼吸时能产生酒精和少量CO2。

(2)CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。

(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。

2.实验步骤

(1)配制酵母菌培养液

(2)检测CO2的产生，装置如图所示：

　　　　　　　　甲　　　　 　　　　乙

3.实验现象：甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，且甲中浑浊程度高且快。

4.注意事项

(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2的原因

保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。

(2)B瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水锥形瓶的原因

B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

例4　(2017·江苏高考)(多选)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

  A.改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响

  B.果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸

  C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关

  D.气体入口与气体出口可以交换使用

4.为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图a～f所示装置，下列判断不合理的是(　　)

  A.若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸

  B.若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸

  C.连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸

  D.f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系。

细胞呼吸　有氧呼吸　无氧呼吸　反应式　场所　第一阶段　第二阶段　第三阶段　研究酵母菌呼吸方式　原理　过程　产物检测　现象及结论

随堂演练

1.(2016·上海高考)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有(　　)

①酒精　②乳酸　③CO2　④H2O　⑤ATP

  A.①③⑤  B.②④⑤  C.①③④⑤  D.②③④⑤

2.下图是某研究小组在探究酵母菌的细胞呼吸方式时的两套实验装置图，下列分析合理的是(　　)

甲                            　乙

第2题图

  A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收，可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶

  B.实验中发现C瓶先变浑浊后又澄清了，说明实验不成功

  C.实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾检测E瓶中物质会出现灰绿色

  D.D瓶封口后应立即接通E瓶，防止D瓶中的培养液被分解完

3.叶肉细胞内的下列生理过程，一定在生物膜上进行的是(　　)

  A.O2的产生  B.H2O的生成  C.[H]的消耗  D.ATP的合成

4.(多选)如图表示光照、贮藏温度对苹果果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中正确的是(　　)

第4题图

  A.苹果果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质

  B.光照对苹果果实呼吸的抑制作用8℃时比15℃时更强

  C.低温、黑暗条件下更有利于贮存苹果果实

  D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关

5.(2018·百校联考)下列是关于生物学实验的叙述，正确的是(　　)

  A.叶绿体中的色素随层析液在滤纸条上扩散的速度与分子大小无关

  B.探究加酶洗衣粉在不同温度下的洗涤效果，设置0℃是没有必要的

  C.探究酶母菌的呼吸方式可以用是否产生CO2来确定

  D.鉴定蛋白质需要的试剂是NaOH和CuSO4溶液，并加热至沸腾

6.(2018·百校联考)(多选)下表是植物不同器官的呼吸速率(单位鲜重在单位时间的耗氧量，单位：μL·g－1·h－1)。下列说法正确的是(　　)

  A.种同一种植物的不同器官或组织呼吸速率有明显差异

  B.子内胚的呼吸速率比胚乳高，表明胚的能量代谢较旺盛

  C.测定大麦种子呼吸速率前先浸泡，是为了提高种子内自由水的含量

  D.不同植物的同类器官呼吸速率不同，与其结构和功能无关

7.某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题：

第7题图

(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________，其产物是________。

(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是________________________________________________________________。

(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。