2024-2025學年高考生物一輪復習專題08細胞呼吸知識點講解含解析_第1頁
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專題08細胞呼吸講考綱考情講考綱考情最新考綱1.1細胞呼吸(Ⅱ)1.2試驗:探究酵母菌的呼吸方式2、最近考情2024·全國卷Ⅱ(2)、2024·全國卷Ⅲ(4)、2024·全國卷Ⅰ(30)、2024·全國卷Ⅱ(4,30)、2024·全國卷Ⅲ(29)、2024·全國卷Ⅰ(30)、2024·全國卷Ⅱ(29)講核心素養(yǎng)講核心素養(yǎng)生命觀念 明通過細胞呼吸的過程,建立物質與能量觀科學思維 影響細胞呼吸因素的分析,細胞呼吸類型的推斷及相關計算科學探究 探究酵母菌細胞呼吸方式社會責任 細胞呼吸在生產(chǎn)中的應用,關注生產(chǎn)與生活及人體健康構思維導圖構思維導圖核心突破例題精講核心突破例題精講考點一細胞呼吸過程【生命觀念】【基礎學問梳理】1.細胞呼吸概念:是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。2.有氧呼吸(1)概念:是指細胞在氧的參加下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。(2)過程(3)寫出有氧呼吸總反應式(標出氧元素的來源與去向)。3.無氧呼吸(1)場所:全過程都是在細胞質基質中進行的。(2)過程第一階段葡萄糖eq\o(――→,\s\up7(酶))丙酮酸+[H]+少量能量其次階段酒精發(fā)酵丙酮酸eq\o(――→,\s\up7(酶))酒精+CO2乳酸發(fā)酵丙酮酸eq\o(――→,\s\up7(酶))乳酸【核心考點突破】1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2.細胞呼吸中[H]和ATP的來源與去向項目來源去向[H]有氧呼吸:C6H12O6和H2O;無氧呼吸:C6H12O6有氧呼吸:與O2結合生成水;無氧呼吸:還原丙酮酸ATP有氧呼吸:三個階段都產(chǎn)生;無氧呼吸:只在第一階段產(chǎn)生用于各項生命活動(除光合作用的暗反應)3.細胞呼吸過程中有關物質參加的階段及場所總結(1)水:生成于有氧呼吸的第三階段,場所為線粒體內(nèi)膜;以反應物參加有氧呼吸的其次階段,場所為線粒體基質。無氧呼吸中不存在水的生成與消耗。(2)二氧化碳:生成于有氧呼吸的其次階段,場所為線粒體基質,或生成于無氧呼吸的其次階段,場所為細胞質基質。動物與植物體內(nèi)均可產(chǎn)生二氧化碳。(3)酒精或乳酸:生成于無氧呼吸的其次階段,場所為細胞質基質。(4)葡萄糖:只以反應物的形式參加有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段,場所為細胞質基質。(5)丙酮酸:作為中間產(chǎn)物,生成于有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段,場所為細胞質基質;以反應物形式參加有氧呼吸和無氧呼吸的其次階段,前者場所為線粒體基質,后者場所為細胞質基質。(6)氧氣:只以反應物的形式參加有氧呼吸的第三階段,場所為線粒體內(nèi)膜。例題精講:(2024·河北衡水中學二模)如圖為生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解。下列有關說法正確的是()A.葡萄糖在線粒體中經(jīng)過程①②徹底氧化分解,釋放大量能量B.無氧呼吸時,過程①產(chǎn)生的[H]在過程③或④中不斷積累C.人的成熟紅細胞內(nèi)可發(fā)生的是過程①④D.無氧呼吸中大部分的能量以熱能形式散失掉,所以產(chǎn)生的ATP量遠小于有氧呼吸【答案】C【解析】葡萄糖需在細胞質基質中水解為丙酮酸,才可進入線粒體接著氧化分解,A錯誤;無氧呼吸中產(chǎn)生的[H]用于丙酮酸的還原、酒精或乳酸的產(chǎn)生,不會有[H]的積累,B錯誤;人體成熟紅細胞沒有線粒體,只能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸,C正確;無氧呼吸比有氧呼吸釋放能量少,是因為無氧呼吸有機物沒有徹底的氧化分解,大部分能量仍儲存在酒精或乳酸中沒有釋放出來,D錯誤。變式訓練:(2024·山東高考模擬)線粒體中的[H]與氧氣結合的過程須要細胞色素c的參加。細胞接受凋亡信號后,線粒體中的細胞色素c可轉移到細胞質基質中,并與Apaf-1蛋白結合引起細胞凋亡。下列說法錯誤的是()A.有氧呼吸過程產(chǎn)生[H]的場所為細胞質基質和線粒體基質B.細胞色素c參加有氧呼吸第三階段的反應C.細胞色素c功能丟失的細胞將無法合成ATPD.若細胞中Apaf-1蛋白功能丟失,細胞色素c將不會引起該細胞凋亡【答案】C【解析】有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生[H],場所為細胞質基質和線粒體基質,A正確;細胞色素c在線粒體內(nèi)膜上,參加有氧呼吸第三階段,B正確;細胞色素c功能丟失影響有氧呼吸第三階段,但是有氧呼吸前兩個階段也可產(chǎn)生ATP,C錯誤;細胞色素c可以與Apaf-1蛋白結合,Apaf-1蛋白功能丟失不能與細胞色素c結合,無法引起細胞凋亡,D正確??键c二細胞呼吸類型的推斷及計算【科學思維】【基礎學問梳理】1.推斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)2.有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸各物質間的關系比(以葡萄糖為呼吸底物)(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。(2)產(chǎn)生酒精的無氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2。(3)消耗等量的葡萄糖時,產(chǎn)生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。(4)消耗等量的葡萄糖時,有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為3∶4。【核心考點突破】細胞呼吸方式或類型的判定(1)推斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)(2)“試驗法”推斷生物呼吸類型①裝置②試驗原理③結果分析與判定④物理誤差的校正為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,設置如圖所示的丙裝置,(除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。)裝置丙提示:(1)若所放材料為綠色植物,整個裝置必需遮光處理,否則植物組織的光合作用會干擾呼吸速率的測定。(2)為防止微生物呼吸對試驗結果的干擾,應將裝置及所測材料進行消毒處理。(3)假如試驗材料是酵母菌,試驗所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是滅菌,解除其他微生物的呼吸作用對試驗結果造成干擾。例題精講:(2024·哈爾濱師大附中開學考)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培育液,當通入不同濃度的氧氣時,其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通過對表中數(shù)據(jù)分析可得出的結論是()氧濃度(%)abcd產(chǎn)生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol產(chǎn)生酒精的量9mol6.5mol6mol0molA.a濃度時酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率B.b濃度時酵母菌有氧呼吸速率大于無氧呼吸速率C.c濃度時有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D.d濃度時酵母菌只進行有氧呼吸未進行無氧呼吸【答案】D【解析】酵母菌無氧呼吸時產(chǎn)生的C2H5OH(酒精)和CO2的量相等,故a濃度時,酵母菌只進行無氧呼吸,沒有進行有氧呼吸,A錯誤;b濃度時,有6.5÷2=3.25mol葡萄糖用于無氧呼吸,有(12.5-6.5)÷6=1mol葡萄糖用于有氧呼吸,酵母菌有氧呼吸速率小于無氧呼吸速率,B錯誤;c濃度時,有6÷2=3mol葡萄糖用于無氧呼吸,有(15-6)÷6=1.5mol葡萄糖用于有氧呼吸,故用于酒精發(fā)酵的葡萄糖約占66.7%,C錯誤;d濃度時,沒有酒精產(chǎn)生,說明酵母菌只進行有氧呼吸,D正確。變式訓練:某探討小組利用檢測氣壓改變的密閉裝置來探究微生物的呼吸。試驗設計如下:關閉活栓后,U形管右管液面高度改變反映瓶中的氣體體積改變。試驗起先時將右管液面高度調至參考點,試驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的改變(忽視其他緣由引起的容積改變)。下列有關說法不正確的是()A.甲組右管液面改變,表示的是微生物呼吸時O2的消耗量B.乙組右管液面改變,表示的是微生物呼吸時CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值C.甲組右管液面上升,乙組下降,說明微生物進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸D.甲組右管液面不變,乙組下降,說明微生物進行乳酸發(fā)酵【答案】D【解析】甲組試驗裝置中NaOH的作用是汲取CO2,有氧呼吸過程消耗O2,產(chǎn)生的CO2被NaOH汲取,所以甲組右管液面改變,表示的是微生物呼吸時O2的消耗量,A正確;乙組試驗裝置中無NaOH汲取CO2,氣體的改變是O2消耗量與CO2的釋放量的綜合,因此乙組右管液面改變,表示的是微生物呼吸時CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值,B正確;甲組右管液面上升,說明細胞呼吸消耗O2,進行有氧呼吸,乙組下降,說明CO2的釋放量大于O2的消耗量,說明微生物進行無氧呼吸,故微生物進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸,C正確;甲組右管液面不變,說明微生物不消耗O2,即進行無氧呼吸,乙組下降,說明有CO2的釋放,因此微生物進行酒精發(fā)酵,不是乳酸發(fā)酵,D錯誤??键c三影響細胞呼吸的因素及應用【科學思維】【基礎學問梳理】1.溫度(1)原理:細胞呼吸是一系列酶促反應,溫度通過影響酶的活性進而影響細胞呼吸速率。(2)曲線模型(如下圖)(3)應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低溫儲存\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食,水果、蔬菜零上低溫)),種植大棚作物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白天:適當升溫,夜間:適當降溫))))2.O2濃度(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。(2)曲線模型(如下圖)①O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢。②隨著O2濃度增大,無氧呼吸漸漸被抑制,有氧呼吸不斷加強。③當O2濃度達到肯定值后,隨著O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。(3)應用①選用透氣消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。②作物栽培中剛好松土,保證根的正常細胞呼吸。③提倡慢跑,防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。④稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精,防止酒精中毒,爛根死亡。3.CO2濃度(1)原理:CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。(2)曲線模型(如圖)(3)應用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細胞呼吸,削減有機物的消耗。4.含水量(1)原理:肯定范圍內(nèi),細胞中自由水含量越多,代謝越旺盛,細胞呼吸越強。(2)曲線模型(如圖)(3)應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食:干燥貯存,降低細胞呼吸消耗有機物的量,水果、蔬菜:儲存時保持肯定的濕度))【核心考點突破】細胞呼吸曲線示意圖例題精講:(2024·成都市診斷)如圖表示O2濃度和溫度對洋蔥根尖細胞有氧呼吸速率的影響,下列敘述錯誤的是()A.與A點相比,B點時與有氧呼吸相關酶的活性較低B.與B點相比,限制C點有氧呼吸速率的因素有氧濃度和溫度C.由圖可知,細胞有氧呼吸的最適溫度位于30℃和35℃之間D.氧濃度不變,A點時適當提高溫度,細胞有氧呼吸速率可能增大【答案】C【解析】當氧濃度為60%時,有氧呼吸的速率在30℃時比20℃時的大,說明與A點相比,B點時與有氧呼吸相關酶的活性較低,故A正確;當氧濃度為20%時,C點上升溫度,有氧呼吸速率會增大,所以溫度影響有氧呼吸速率;當溫度為15℃時增加氧濃度,有氧呼吸速率也會增大,所以氧濃度也會影響呼吸速率,故B正確;分析題圖可知,在20℃、30℃、35℃三個溫度條件下,30℃條件下氧氣足夠時有氧呼吸速率最高,說明有氧呼吸的最相宜溫度在20℃~35℃之間,而不是位于30℃和35℃之間,故C錯誤;從圖中可以看出,30℃時可能最接近酶的最適溫度,假如酶的最適溫度是31℃,則適當上升溫度會提高呼吸速率,故D正確。變式訓練:(2024·黑龍江哈爾濱師大附中測試)如圖為蔬菜存放時,空氣中的O2濃度(y)與蔬菜釋放出的CO2氣體量(x)的關系曲線。依據(jù)圖示,最有利于蔬菜儲存的O2濃度是()A.①B.②C.③D.④【答案】B【解析】②O2濃度條件下,CO2產(chǎn)生量最少,有機物消耗最少,并且有氧條件下,無氧呼吸受到抑制,最有利于蔬菜的儲存,B正確。考點四探究酵母菌的呼吸方式【科學探究】【基礎學問梳理】1.試驗原理2.試驗步驟(1)配制酵母菌培育液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如圖所示。(3)檢測酒精的產(chǎn)生:從A、B中各取2mL酵母菌培育液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并視察溶液的顏色改變。3.試驗現(xiàn)象條件澄清石灰水的改變/出現(xiàn)改變的時間重鉻酸鉀—濃硫酸溶液甲組(有氧)變混濁/快無改變乙組(無氧)變混濁/慢出現(xiàn)灰綠色4.試驗結論(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。(2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無氧條件下進行細胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2?!竞诵目键c突破】1.試驗留意事項(1)試驗裝置甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對比試驗,設置的是有氧、無氧條件。(2)無關變量限制①通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。②B瓶應封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。2.液滴移動法探究細胞呼吸的方式(1)探究裝置:欲確認某生物的細胞呼吸方式,應設置兩套試驗裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例):(2)結果結論試驗結果結論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(3)誤差校正:為使試驗結果精確,除削減無關變量的干擾外,還應設置比照裝置三。裝置三與裝置二相比,不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。例題精講:(2024·豫南九校聯(lián)考)下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的試驗裝置,有關敘述正確的是()A.該試驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比試驗,其中乙組作為比照組B.若向b瓶和d瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液,則d瓶內(nèi)的溶液會變黃C.可依據(jù)溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短,來檢測CO2的產(chǎn)生速率D.若c瓶和e瓶中溶液都變混濁,不能據(jù)此推斷酵母菌的呼吸方式【答案】C【解析】該試驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比試驗,甲、乙組互為比照組,A錯誤;d瓶酵母菌進行無氧呼吸,生成酒精,在酸性條件下重鉻酸鉀溶液與酒精反應變成灰綠色,而b瓶酵母菌進行有氧呼吸,不生成酒精,加入酸性重鉻酸鉀溶液無灰綠色出現(xiàn),B錯誤;b瓶酵母菌進行有氧呼吸,產(chǎn)生二氧化碳速率較

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