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专题５细胞呼吸真题多维细目表真题涉分考点细胞呼吸的原理影响细胞呼吸的因素及应用题型难度设题情境试题结构素养要素２０１８北京ꎬ２６呼吸作用与ＡＴＰ选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１７北京ꎬ２６呼吸作用的最适温度选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１７北京ꎬ４６呼吸作用与ＡＴＰ选择易相似情境的基础判断问题并列科学思维、科学探究２０１６北京ꎬ２６ＡＤＰ与ＡＴＰ的相互转化选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１５北京ꎬ３１(１)４呼吸作用与ＡＴＰ非选择中陌生情境的实验探究逐级深入科学思维、科学探究２０１４北京ꎬ１６细胞呼吸的原理选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观、科学思维、科学探究２０１３北京ꎬ２６细胞呼吸的原理选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观２０１２北京ꎬ１６ＡＴＰ合成场所选择中原型情境的基础判断问题并列物质与能量观十年均分４.６考频常见考法命题规律与趋势０１考查内容１.本专题为高频考点ꎬ考查的知识点主要集中在有氧呼吸与无氧呼吸、影响细胞呼吸的因素等ꎮ２.“影响细胞呼吸的因素”的考查常结合种子的成熟、种子的萌发等真实的情景ꎻ“有氧呼吸与无氧呼吸”的考查主要为细胞呼吸过程与场所的理解ꎮ０２题型难度１.已出现的关于本专题的高考试题多为基础判断型选择题ꎮ２.试题难度不大ꎬ大多为中等ꎬ学生较易得分ꎮ０３命题规律试题常与植物的光合作用等真实的问题情境综合呈现ꎮ０４核心素养１.本专题试题主要体现了对生命观念———物质与能量观、科学思维等素养的考查ꎮ２.考生需具备的素养要素有:物质与能量观、分析与推断、归纳与概括、演绎与推理等ꎮ０５解题方法１.认真阅读所给的文字信息或模型信息ꎬ联系教材所学知识ꎬ作出合理的分析与判断ꎮ２.注意利用比较筛选、淘汰排除等方法解题ꎮ０６备考建议１.通过列表对比加深呼吸作用各阶段的理解和有氧呼吸、无氧呼吸的区别ꎮ２.加深理解元素示踪法所体现的细胞呼吸过程中的元素移动规律ꎮ专题５ 细胞呼吸２５ 对应学生用书起始页码Ｐ４３考点１细胞呼吸的原理 一、细胞呼吸的概念有机物在细胞内经过一系列的氧化分解ꎬ生成二氧化碳或其他产物ꎬ释放出能量并生成ＡＴＰ的过程ꎮ二、细胞呼吸的分类１.有氧呼吸(１)过程(２)反应式:Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｈ２Ｏ＋６Ｏ２酶→６ＣＯ２＋１２Ｈ２Ｏ＋能量２.无氧呼吸(１)场所:细胞质基质ꎮ(２)过程第一阶段葡萄糖酶→丙酮酸＋[Ｈ]＋少量能量第二阶段丙酮酸酶→酒精＋ＣＯ２绝大多数植物细胞、酵母菌等丙酮酸酶→乳酸高等动物细胞、马铃薯块茎细胞、甜菜块根细胞、玉米胚细胞、乳酸菌等 三、有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路１.ＣＯ２在第二阶段产生ꎬ是由丙酮酸和水反应生成的ꎬ场所是线粒体基质ꎮ２.Ｏ２参与了第三阶段ꎬ[Ｈ]和Ｏ２结合生成水ꎬ所以细胞呼吸产生的水中的氧全部来自Ｏ２ꎬ场所是线粒体内膜ꎮ３.有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水ꎬ反应物中的水参与第二阶段的反应ꎬ而生成物中的水是有氧呼吸第三阶段由[Ｈ]和Ｏ２结合生成的ꎮ (１)恒温动物体温的维持与呼吸是怎样的关系?[提示] 鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸ꎬ在这些生物的细胞呼吸过程中ꎬ葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来ꎬ除一部分储存在ＡＴＰ中外ꎬ其余的则转化成热能ꎬ可以直接用于提升体温ꎮＡＴＰ水解释放出的能量除了维持各项生命活动外ꎬ有一部分也能转化成热能ꎬ用以维持体温ꎮ而维持体温的相对稳定ꎬ还需要复杂的调节机制ꎮ(２)为什么稻田需要定期排水?[提示] 水稻的根系适宜在水中生长ꎬ就是因为根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞ꎬ而且与旱生植物相比ꎬ水稻的根也比较适应无氧呼吸ꎮ但是ꎬ水稻的根细胞仍然需要进行有氧呼吸ꎬ所以稻田需要定期排水ꎮ如果稻田中的氧气不足ꎬ水稻的根细胞就会进行无氧呼吸ꎬ产生酒精ꎮ时间长了ꎬ酒精就会对根细胞产生毒害作用ꎬ使根系变黑腐烂ꎮ考点２影响细胞呼吸的因素及应用 一、细胞呼吸的影响因素１.内部因素:遗传→酶的活性→不同器官、不同发育期、不同生物之间呼吸速率存在差异ꎮ项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物弱于水生植物ꎬ阴生植物弱于阳生植物生长发育时期同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗、开花期呼吸速率较高ꎬ成熟期呼吸速率较低器官类型同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官 ２.环境因素(外因):温度、Ｏ２浓度、ＣＯ２浓度、水等ꎮ 二、细胞呼吸原理的应用１.用透气纱布或“创可贴”包扎伤口:增加通气量ꎬ抑制破伤风杆菌的无氧呼吸ꎮ２.酿酒早期通气———促进酵母菌的有氧呼吸ꎬ利于菌种繁殖后期密闭发酵罐———促进酵母菌的无氧呼吸ꎬ利于产生酒精ìîíïïïï３.食醋、味精制作:向发酵罐中通入无菌空气ꎬ促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸ꎮ４.土壤松土、无土栽培定期通气:提高土壤含氧量ꎬ促进根细胞有氧呼吸ꎬ为其主动运输吸收矿质离子提供充足能量ꎮ无土栽培时要定时向培养液中通空气ꎬ以防止根细胞无氧呼吸产生酒精而导致烂根ꎮ５.贮藏粮食、水果:低氧(不是无氧)ꎬ低温(粮食要求的低温低于水果)ꎻ二者贮藏时在环境含水量方面有差别ꎬ粮食贮藏要求干燥ꎮ６.提倡慢跑:促进肌细胞有氧呼吸ꎬ防止无氧呼吸产生的乳酸使肌肉酸胀ꎮ 三、解读植物组织细胞呼吸曲线注:该植物进行无氧呼吸时产生ＣＯ２和酒精１.图中各点(段)表示的生物学意义Ｑ点:不消耗Ｏ２ꎬ但产生ＣＯ２⇒只进行无氧呼吸Ｐ点及Ｐ点以后:Ｏ２吸收量＝ＣＯ２生成量⇒只进行有氧呼吸ＱＰ段(不包含Ｑ、Ｐ点):ＣＯ２生成量Ｏ２吸收量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸Ｒ点:ＣＯ２生成量最少⇒组织细胞呼吸作用最弱２.在保存蔬菜时ꎬ应选择Ｒ点对应的Ｏ２浓度ꎬ同时保持零上低温条件ꎮ (１)什么是对比实验?[提示] 设置两个或两个以上的实验组ꎬ通过对实验结果的比较分析ꎬ来探究某种因素与实验对象的关系ꎬ这样的实验叫对比实验ꎮ(２)呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点?[提示] 都是物质的氧化分解过程ꎬ都能产生二氧化碳等产物ꎬ并且都释放能量ꎮ(３)什么是有氧运动ꎬ什么是无氧运动?[提示] 有氧运动是指人在机体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼ꎮ人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量ꎬ相反ꎬ百米冲刺等无氧运动是人在体细胞缺氧条件下进行的高速运动ꎬ在无氧运动中ꎬ肌细胞因氧不足ꎬ要靠无氧呼吸(产生乳酸)来获取能量ꎮ因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢ꎬ所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉ꎮ２６ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)对应学生用书起始页码Ｐ４４一 辨认、比较有氧呼吸与无氧呼吸(结构与功能观、物质与能量观)比较法区分细胞呼吸的类别项目比较有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需Ｏ２、酶和适宜的温度不需Ｏ２ꎬ需要酶和适宜的温度场所第一阶段:细胞质基质第二阶段:线粒体基质第三阶段:线粒体内膜第一阶段:细胞质基质第二阶段:细胞质基质物质变化第一阶段:Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→丙酮酸＋[Ｈ]第二阶段:丙酮酸＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋[Ｈ]第三阶段:[Ｈ]＋Ｏ２→Ｈ２Ｏ第一阶段:Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→丙酮酸＋[Ｈ]第二阶段:丙酮酸在不同酶催化作用下ꎬ分解成酒精和ＣＯ２或转化成乳酸能量变化有机物中的化学能ＡＴＰ中活跃的化学能→热能→有机物中的化学能不彻底氧化产物中的化学能→ＡＴＰ中活跃的化学能→热能→释放能量较多ꎬ１摩尔葡萄糖释放的能量可生成３８摩尔ＡＴＰꎬ其余的能量则以热能的形式散失较少ꎬ１摩尔葡萄糖释放的能量可生成２摩尔ＡＴＰꎬ其余释放的能量则以热能的形式散失相同点过程第一阶段都是在细胞质基质中发生糖酵解过程ꎬ产物都为丙酮酸实质分解有机物ꎬ释放能量意义为生命活动提供能量ꎬ为物质转化提供原料１.关于无氧呼吸的４点提醒(１)产物不同的原因①直接原因是参与催化的酶不同ꎮ②根本原因是控制酶合成的基因不同ꎮ(２)只释放少量能量的原因:葡萄糖分子的大部分能量储存在分解不彻底的产物———酒精或乳酸中ꎮ(３)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是细胞无氧呼吸产生的酒精对根有毒害作用ꎮ玉米种子烂胚的原因是细胞无氧呼吸产生的乳酸对胚有毒害作用ꎮ(４)无氧呼吸第一阶段产生能量ꎬ第二阶段不产生能量ꎮ２.需要规避的４个关于有氧呼吸的易错点(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ꎮ②真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体ꎮ(２)呼吸作用中有Ｈ２Ｏ生成一定是有氧呼吸ꎬ有ＣＯ２生成不一定是有氧呼吸ꎬ但对动物和人体而言ꎬ有ＣＯ２生成一定是有氧呼吸ꎬ因为动物及人体无氧呼吸的产物只有乳酸ꎮ(３)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所ꎮ无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸ꎬ如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等ꎬ一些原核生物无线粒体ꎬ但可进行有氧呼吸ꎮ(４)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解ꎬ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ꎮ(２０１６北京昌平期末ꎬ３)某豆科植物种子吸水萌发过程中ＣＯ２释放和Ｏ２吸收速率的变化趋势如图所示ꎮ有关叙述正确的是( )Ａ.在１２~２４ｈ期间ꎬ植物细胞只进行无氧呼吸Ｂ.在１２~２４ｈ期间ꎬ细胞的结合水含量不断增加Ｃ.在１２~４８ｈ期间ꎬ萌发种子的有机物总量不变Ｄ.胚根长出后ꎬ萌发种子的细胞线粒体功能加强思路导引 识图不同的时间Ｏ２消耗速率对比析图↓作答↓１２~２４ｈ期间种子Ｏ２消耗速率较低ꎬ但ＣＯ２产生速率较高干物质量受光合作用与呼吸作用的影响胚根长出后ꎬＯ２消耗速率快速增加解析 在１２~２４ｈ期间ꎬ植物细胞既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸ꎬＡ错误ꎻ在１２~２４ｈ期间ꎬ种子吸水ꎬ细胞的自由水含量不断增加ꎬＢ错误ꎻ在１２~４８ｈ期间ꎬ萌发种子的有机物总量减少ꎬＣ错误ꎻ胚根长出后ꎬ种子的种皮破裂ꎬ细胞内线粒体功能加强ꎬ有氧呼吸加强ꎬＤ正确ꎮ答案 Ｄ错因分析 缺乏生活常识:种皮破裂可以增大氧气的吸收ꎬ促进有氧呼吸ꎬ线粒体功能也会加强ꎮ１－１ 如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系ꎮ下列说法正确的是( )Ａ.ａｂ段为有氧呼吸ꎬｂｃ段为有氧呼吸和无氧呼吸ꎬｃｄ段为无氧呼吸Ｂ.无论图中何种运动强度下ꎬ肌肉细胞ＣＯ２的产生量始终等于Ｏ２的消耗量Ｃ.ｂｄ段无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能形式散失专题５ 细胞呼吸２７ Ｄ.若运动强度长时间超过ｃꎬ乳酸大量积累导致内环境ｐＨ持续下降１－１答案 Ｂ 依据氧气消耗速率及血液中乳酸水平的变化可知ꎬａｃ段有氧呼吸逐渐增强ꎬｃｄ段有氧呼吸强度不变ꎬｂｄ段无氧呼吸逐渐增强ꎻ因人体中的ＣＯ２只能来源于有氧呼吸ꎬ故无论何种运动强度下ꎬ肌肉细胞ＣＯ２的产生量始终等于Ｏ２的消耗量ꎻ无氧条件下分解有机物产生的能量大部分储存在分解不彻底的氧化产物中ꎻ因内环境中具有缓冲物质ꎬ故若运动强度长时间超过ｃꎬ内环境中也不会出现乳酸大量积累而导致ｐＨ明显降低的现象ꎮ二 探究酵母菌的呼吸方式(科学探究)１.实验原理(１)酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌ꎬ其代谢类型是兼性厌氧型ꎬ因此可用于研究细胞呼吸的不同方式ꎮ(２)细胞呼吸产物的检测①ＣＯ２的检测ＣＯ２使澄清石灰水变混浊ＣＯ２使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄{②酒精的检测:在酸性条件下ꎬ橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应ꎬ变成灰绿色ꎮ２.实验步骤(１)配制酵母菌培养液ꎮ(２)设计对比实验:①图甲中空气先通过ＮａＯＨ溶液的目的是消除空气中的ＣＯ２ꎮ②图乙中Ｂ瓶先密封放置一段时间后ꎬ再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶内的氧气ꎮ３.产物检测与实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的时间酸性条件下的重铬酸钾溶液甲组(有氧)变混浊/快无变化乙组(