2024届高考生物一轮复习学案第三单元细胞的能量供应和利用第5课时细胞呼吸__能量的转化和利用苏教版

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考点一 细胞呼吸的方式和过程
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________________，同时释放能量，生成________________的过程。
(2)过程
(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)______________________________。
(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为________________________________。
提醒 ①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，有氧呼吸在细胞质和细胞质膜上进行。
②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在________________中；而彻底氧化分解释放的能量主要以________的形式散失了。
③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____________，二者在共同繁衍的过程中，____________进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
2．无氧呼吸
(1)概念：是指在________________的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为________和CO2，或分解成________等物质，同时释放________能量的过程。
(2)场所：全过程都是在________________中进行的。
(3)过程
(4)产物不同的原因
①直接原因：________不同。
②根本原因：________________________________________________。
(1)源于必修1 P94正文：细胞呼吸过程中产生的[H]是______________________的简化表示方法。
(2)必修1 P94“知识链接”柠檬酸循环是三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)____________的最终共同途径，这三大营养物质经过分解代谢都先生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A进入柠檬酸循环彻底氧化生成________和H2O，释放能量用于ATP合成。
(3)必修1 P94“知识链接”：柠檬酸循环也是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。通过柠檬酸循环，糖可转化成__________________________________，有些氨基酸也可以通过脱氨基作用和糖异生途径转化为____________。
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
(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________阶段产生的，场所是细胞质基质。其中[H]在第________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所判断
(2)通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式
①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)：
②结果与结论
③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。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。
思考 ①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________处理。
②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________处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
考向一 细胞呼吸过程的综合分析
1．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FADH2，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( )
A．线粒体内膜向内折叠形成嵴，为细胞色素还原酶、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O2
D．辅酶Q参与细胞的有氧呼吸过程，与ATP的形成关系密切
2．(2023·江苏苏州高三模拟)糖酵解时产生大量还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化，如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。下列说法错误的是( )
A．H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要载体蛋白的协助
B．有氧呼吸在线粒体内膜上产生H2O
C．电子传递链对线粒体内膜两侧H＋梯度的形成起抑制作用
D．H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存
3．(2023·江苏南京高三检测)下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是( )
A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O
B．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
考向二 细胞呼吸类型的判断
4．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RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是( )
A．水淹时植物根细胞的RQ>1，该植物根细胞呼吸的产物可能有乙醇
B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸
C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，该植物种子可能富含脂肪
D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1
5．将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B．氧浓度为c时，苹果产生乙醇的速率为0.6 ml·min－1
C．氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于乙醇发酵
D．表中5个氧浓度条件下，氧浓度为b时，较适宜苹果的储藏
6．为探究酵母菌的细胞呼吸方式而设计的实验装置如图。下列有关分析错误的是( )
A．若装置1和装置2有色液滴均不移动，则表明酵母菌无生命力
B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中有色液滴不移动，装置2中有色液滴向右移动
C．装置1和装置2酵母菌培养液中酵母菌的数量会影响有色液滴的移动
D．若装置1和装置2有色液滴向左、右移动距离均为3个单位，则两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖2个单位
考点二 探究酵母菌的呼吸方式
1．实验材料
2．实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋______溶液)。
(2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。
(3)CO2和酒精的检测
3.实验现象
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________________。
提醒 探究酵母菌的呼吸方式的方法为对比实验，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)。
①探究酵母菌的呼吸方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③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；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
考向 探究酵母菌的呼吸方式
7. (2023·江苏镇江高三模拟)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是( )
A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生
B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化
C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完
D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定
8．(多选)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是( )
A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时慢
C．若降低10 ℃培养，O2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铬酸钾溶液后变成绿色
1．(2022·江苏，8)下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
2．(多选)(2022·江苏，15)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C．乙酰CA在代谢途径中具有重要地位
D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP
3．(2022·山东，4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
4．(2022·河北，4)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体
B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
5．(2020·全国Ⅰ，2)种子储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
一、易错辨析
1．葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质( )
2．真核细胞都进行有氧呼吸( )
3．没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸( )
4．有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程( )
5．无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累( )
6．水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是乙醇和二氧化碳( )
7．人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸( )
8．和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少( )
9．人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖( )
10．过保质期的酸奶常出现胀袋现象是由于乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的( )
二、填空默写
1．(必修1 P93)细胞呼吸：主要是指________________________________在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，同时释放能量并生成________的过程。
2．请书写有氧呼吸和无氧呼吸的反应式。
(1)有氧呼吸：_________________________________________________________。
(2)产乙醇的无氧呼吸：_______________________________________________________。
(3)产乳酸的无氧呼吸：__________________________________________________。第一阶段
葡萄糖eq \(――→,\s\up7(酶))丙酮酸＋[H]＋____________
第二阶段
产乙醇
[H]＋丙酮酸eq \(――→,\s\up7(酶))________________
大多数植物、酵母菌等
产乳酸
[H]＋丙酮酸eq \(――→,\s\up7(酶))________
________________________________________等
实验结果
装置一
液滴
装置二
液滴
结论
不动
不动
________________________________或种子已经死亡
不动
右移
左移
右移
进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸
左移
不动
________________________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
氧浓度/%
a
b
c
d
e
CO2产生速率/(ml·min－1)
1.2
1.0
1.3
1.6
3.0
O2消耗速率/(ml·min－1)
0
0.5
0.7
1.2
3.0
检测产物
所用试剂
现象
CO2
澄清的石灰水
变________
溴麝香草酚蓝溶液
由蓝色变为________
酒精
酸性重铬酸钾溶液
变成________
条件
澄清石灰水的变化
/出现变化的快慢
酸性(硫酸)条件下的重铬酸钾溶液
甲组(无氧)
变混浊程度低(或慢)
出现______
乙组(有氧)
变混浊程度高(或快)
无变化