专题八ATP的主要来源――细胞呼吸

-1-专题八ATP的主要来源——细胞呼吸【高频考点解读】1.细胞呼吸(Ⅱ)2.实验：探究酵母菌的呼吸方式【热点题型】题型一细胞呼吸过程的分析例1．下图是在光照条件下玉米叶肉细胞内发生的生理过程，结合图示分析回答下面的问题：(1)图中E、G代表的物质分别是________和________。(2)该细胞中B物质的生成场所是_____________________________。(3)在夏季光照较强的上午，从O2、CO2进出细胞的角度分析，图中的不妥当之处是______________________________________。(4)参与图中所示生理过程的物质A在细胞内的存在形式是________，该细胞内生成A的细胞器有_________________。(5)该植物在光照充足的条件下，停止二氧化碳的供应，C5含量的变化是________________；在二氧化碳供给充足时，该植物从暗处转移到光照处，C3含量的变化情况是______________________________。(6)参与上图细胞内代谢过程的两种细胞器称为半自主性细胞器，可进行转录过程，除需要自身DNA和原料外，写出直接参与该过程的两种有机物的名称：__________________________________。解析：分析图解可以看出，这是光合作用和细胞呼吸过程图解中的物质变化和能量变化-2-图解。光合作用过程中，在叶绿体囊状结构薄膜上的物质变化是水的分解，生成NADPH、ATP，NADPH提供还原剂和能量，ATP提供能量，所以A是水，并且是自由水，B是ATP，E是NADP＋，G是丙酮酸。生成ATP的场【提分秘籍】1.特别关注细胞呼吸的2个易错点(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸发酵。(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。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。2.有氧呼吸与线粒体(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：①真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。②原核细胞无线粒体，在细胞质中进行有氧呼吸。(2)无线粒体的真核细胞(生物)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。【举一反三】细胞内糖分解代谢过程如图所示，①～④代表生理过程，甲～丁代表物质。下列叙述错误的是()-3-A．甲、乙、丁分别代表的是CO2、酒精、乳酸B．①②发生于线粒体中，③④发生于细胞质基质中C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多D．①过程有[H]产生，②③④过程均有[H]的消耗【热点题型】题型二影响呼吸速率的因素及实践应用例2．现在很多地区的农民利用塑料大棚培植花卉、蔬菜，不但丰富了市场，而且能收到较好的效益。试结合大棚种植中的一些技术环节分析回答下列问题：(1)在寒冷的冬季，大棚内仍有较高的气温，能保证植物的正常生长。大棚内温度较高的原因是：①____________________；②____________；③____________。地球“温室效应”中，其作用与塑料大棚内相似的物质主要是________。(2)大棚所用的塑料薄膜有多种颜色，如无色、红色、蓝色等，从促进光合作用的角度分析，何种颜色最好？为什么？_______________________。(3)夜间适当________大棚的温度，有利于提高植物产量，因为____________________________________。(4)大棚内每天要适当通风，否则棚内植物不能生长，这主要是因为________，因此称其是塑料温室大棚的________肥。-4-因为可以透过所有的光(3)降低降低呼吸作用，减少有机物消耗，利于白天制造的有机物的积累(4)缺少CO2气【提分秘籍】1．呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是呼吸作用强弱的指标，一般以测定释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。2．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。3.氧浓度与细胞呼吸间关系的曲线图分析(1)曲线ADB：无氧呼吸释放的CO2量。(2)曲线ODCE：有氧呼吸释放的CO2量。(3)曲线AFCE：细胞呼吸释放的CO2量。(4)A点：只进行无氧呼吸且无氧呼吸强度最大。(5)B点：无氧呼吸终止点，氧气浓度再增大，只进行有氧呼吸。-5-(6)C点：该点再向右的CE段产生的CO2全部为有氧呼吸产生。(7)D点：无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2量相同，但葡萄糖消耗速率不同。(8)F点：细胞呼吸产生的CO2总量最小，该点的氧气浓度一般作为贮存水果、蔬菜的最佳氧气浓度。【举一反三】如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是____________________________。(2)________点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是___________________________________________________________。(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随O2浓度变化而变化的曲线。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比________(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________。(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是____________________。你认为氧浓度应调节到________点的对应浓度，更有利于蔬菜的贮存，试说明理由：________________________________。-6-【热点题型】题型三细胞呼吸方式和呼吸速率的测定例3．不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常用RQ(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图：(1)装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_______________________________________________________。(2)若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？________；原因是_______________________。(3)小琪同学来做这个实验，她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他-7-操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是________，理由是_________________________________________________________；若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是_______________________________，理由是_______________________________________________。(4)装置二的作用是________________________________。答案：(1)吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳(2)黑暗条件避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化(3)葡萄糖(或糖类)以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳脂肪(或脂质)脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二氧化碳(4)对照实验【提分秘籍】1．探究细胞呼吸方式的实验装置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)：-8-【特别提醒】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。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。2．测定组织细胞呼吸速率的装置与原理(1)装置(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。(3)原理：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，刻度管内的水滴左移，单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。(4)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。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。【特别提醒】用脂肪(或脂质)含量高的种子，如油料种子做测定实验，则液滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。【举一反三】将200mL含酵母菌的培养液加入500mL的密闭容器内，该容器内酵母菌不同呼吸方式的CO2释放速率随时间变化情况如图所示，请回答下列问题：-9-(1)图中a曲线表示的呼吸方式为________，判断依据是________________________________________________________。(2)密闭容器内开始产生酒精的时间是________(填“6h前”“6h时”或“6h后”)。(3)8h时细胞内ATP的合成场所是________，此时合成ATP所需能量________(填“能”或“不能”)来自丙酮酸的分解。(4)在a、b两曲线相交时，b曲线表示的呼吸方式消耗的葡萄糖量为a曲线的________。(5)密闭容器内CO2的总释放量在6h时________(填“小于”“等于”或“大于”)8h时。【热点题型】题型四探究酵母菌的呼吸方式例4、两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请据题分析作答：(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如图Ⅰ(A～D)所示：-10-①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)：有氧条件下的装置序号________；无氧条件下的装置序号________。②装置中C瓶的作用是________，B瓶中澄清的石灰水还可用________代替。(2)乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计？_______________________________________________________。②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：③若酵母菌消耗的O2为3mol，而释放的CO2为9mol，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的____________倍。解析：(1)在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时，检验产生的CO2可以用澄清的石灰水；在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO2，所以实验装置的顺序为C→A→B(或C→B→A→B)。在无氧条件下，不需要通入不含O2的空气，所以装置只需要D→B即可。(2)①在探究酵母菌的细胞呼吸类型时，可以根据液滴是否移动及移动方向来进行判断。在设计对照实验时，可以将10%的NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置Ⅱ。②若酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气，产生的CO2被NaOH溶液吸收，导-11-致装置Ⅱ内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸，不消耗【提分秘籍】1．实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型菌。(2)CO2的检测：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