高中生物《高中全程學(xué)習(xí)方略》2025版第5章　第3節(jié)　第2課時　無氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用含答案

高中生物《高中全程學(xué)習(xí)方略》2025版第5章第3節(jié)第2課時無氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用含答案第2課時無氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.生命觀念:從物質(zhì)與能量的視角,闡明無氧呼吸的概念。2.科學(xué)思維:通過對比有氧呼吸與無氧呼吸的異同,提高構(gòu)建知識體系的能力。3.社會責(zé)任:通過分析細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)關(guān)心科學(xué)技術(shù)發(fā)展、關(guān)心社會生活的意識?！舅季S導(dǎo)圖】必備知識·認(rèn)知導(dǎo)學(xué)一、無氧呼吸1.場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2.物質(zhì)變化:(1)第一個階段:與有氧呼吸第一個階段相同(填“相同”或“不同”)。(2)第二個階段:3.能量變化:第一個階段有少量能量釋放,第二個階段__無__(填“有”或“無”)能量釋放。

4.反應(yīng)式:5.概念:(1)條件:沒有氧氣參與。(2)分解物質(zhì):葡萄糖等有機(jī)物。(3)釋放能量:少量能量。二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1.細(xì)胞呼吸的概念:(1)場所:細(xì)胞內(nèi)。(2)原料:有機(jī)物。(3)產(chǎn)物:二氧化碳、其他產(chǎn)物、ATP。2.生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(判斷對錯):生活實(shí)例利用原理“√”或“×”①扎傷口用透氣的敷料有氧呼吸__√__

②用糧食生產(chǎn)各種酒有氧呼吸__×__

③及時松土無氧呼吸__×__

④低溫、低氧儲存水果有氧呼吸__√__

⑤較深的傷口需清理、敷藥并注射破傷風(fēng)抗毒血清無氧呼吸__√__

⑥鍛煉時提倡慢跑等有氧運(yùn)動有氧呼吸__√__

【教材深一度】(P93相關(guān)信息)ATP的生成途徑[H]在酶的催化下釋放電子和H+,線粒體基質(zhì)中H+被運(yùn)輸?shù)骄€粒體內(nèi)膜和外膜的間隙(圖中的①),導(dǎo)致其H+濃度大于線粒體基質(zhì),最終H+通過ATP合成酶流回線粒體基質(zhì)同時生成ATP(圖中的②)。生活一點(diǎn)通釀酒過程中先通入一定量的氧氣,目的是使酵母菌快速繁殖,從而提高后期發(fā)酵產(chǎn)生酒精的速率,密封的目的是使酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。【明辨是非】(畫“√”或“×”)(1)無氧呼吸過程中沒有氧氣參與,所以有[H]的積累。(×)分析:無氧呼吸第一個階段產(chǎn)生的[H]用于第二個階段丙酮酸的還原,沒有積累。(2)蘋果果實(shí)、馬鈴薯塊莖等植物器官的細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳。(×)分析:馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。(3)及時排澇,能防止水稻根細(xì)胞受酒精毒害。(√)(4)人體細(xì)胞能產(chǎn)生CO2的呼吸方式一定是有氧呼吸。(√)(5)低溫和干燥的環(huán)境有利于水果保鮮。(×)分析:水果保鮮需要低溫和一定濕度條件下保存。關(guān)鍵能力·探究導(dǎo)思任務(wù)一細(xì)胞呼吸的原理【情境探究】(科學(xué)情境)除酵母菌以外,還有乳酸菌等多種細(xì)菌進(jìn)行無氧呼吸,在沒有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解,釋放少量能量。下圖為酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵的過程示意圖。探究:(1)圖中氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)轉(zhuǎn)化成的還原型輔酶Ⅰ(NADH)通常用[H]表示,無氧呼吸中的[H]參與第二個階段的反應(yīng)。(2)乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸而酵母菌不能產(chǎn)生乳酸的原因是:酵母菌無乳酸脫氫酶。(3)某同學(xué)在運(yùn)動會參加3000米項(xiàng)目后,第二天出現(xiàn)了肌肉酸疼的現(xiàn)象,請解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。提示:劇烈運(yùn)動導(dǎo)致氧氣供應(yīng)不足,肌肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生了乳酸,導(dǎo)致肌肉酸疼?！練w納提升】1.比較有氧呼吸和無氧呼吸:項(xiàng)目有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需氧、酶不需氧、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量相同點(diǎn)過程葡萄糖分解為丙酮酸階段相同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物,釋放能量,合成ATP意義為生物體的各項(xiàng)生命活動提供能量2.有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解:3.“三看法”判斷細(xì)胞呼吸的方式(以葡萄糖為底物):(1)一看——反應(yīng)物和產(chǎn)物①消耗O2或產(chǎn)物中有H2O,一定存在有氧呼吸。②產(chǎn)物中有酒精或乳酸,一定存在無氧呼吸。(2)二看——物質(zhì)的量的關(guān)系根據(jù)CO2釋放量與O2消耗量判斷①不消耗O2,釋放CO2→只進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸。②不消耗O2,不釋放CO2→只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或細(xì)胞已死亡。③CO2釋放量等于O2吸收量→只進(jìn)行有氧呼吸或既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸。④CO2釋放量大于O2吸收量→既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸。(3)三看——反應(yīng)的場所①真核細(xì)胞:若整個細(xì)胞呼吸過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,則為無氧呼吸;若部分過程在線粒體中進(jìn)行,則為有氧呼吸。②原核細(xì)胞:原核細(xì)胞沒有線粒體,故原核細(xì)胞的細(xì)胞呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行,其呼吸方式應(yīng)根據(jù)產(chǎn)物判斷?！緦W(xué)以致用】1.(2024·桂林高一檢測)荔浦芋頭以個大、皮薄、味香、口感滑膩著稱,是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品的代表。芋頭儲存不當(dāng)會產(chǎn)生乳酸,芋頭進(jìn)行無氧呼吸的過程不涉及()A.產(chǎn)生CO2 B.釋放能量C.產(chǎn)生NADH D.生成ATP【解析】選A。芋頭儲存不當(dāng)會產(chǎn)生乳酸,說明芋頭進(jìn)行無氧呼吸的過程中會產(chǎn)生乳酸,但不會產(chǎn)生CO2,A符合題意;芋頭細(xì)胞無氧呼吸過程中會釋放少量的能量,B不符合題意;芋頭細(xì)胞無氧呼吸過程的第一個階段會產(chǎn)生NADH,C不符合題意;芋頭細(xì)胞無氧呼吸過程中會產(chǎn)生少量的ATP,D不符合題意。2.(2024·合肥高一檢測)如圖是細(xì)胞呼吸過程的圖解,①②③④⑤表示相關(guān)過程,下列敘述錯誤的是()A.圖中能產(chǎn)[H]的過程只有①④B.馬鈴薯植株無氧呼吸時②和③不能同時發(fā)生C.③過程無ATP形成D.人在長跑運(yùn)動時主要靠①④⑤提供能量【解析】選B。細(xì)胞呼吸過程中能產(chǎn)生NADH([H])的過程為有氧呼吸和無氧呼吸的第一個階段①、有氧呼吸第二個階段④,A正確;馬鈴薯塊莖無氧呼吸可以產(chǎn)生乳酸③,其余部分無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2②,B錯誤;③表示產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸的第二個階段,無ATP形成,C正確;①為細(xì)胞呼吸的第一個階段,④表示有氧呼吸的第二個階段,⑤表示有氧呼吸的第三個階段,人在長跑運(yùn)動時主要靠有氧呼吸提供能量,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2023·南寧高一檢測)細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如圖所示,下列敘述正確的是()A.酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可進(jìn)行①和②過程B.乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行①和③過程均產(chǎn)生能量C.缺氧時人骨骼肌細(xì)胞可進(jìn)行①和④過程D.丙酮酸在②③④過程中被不同種酶催化【解析】選D。本題考查有氧呼吸和無氧呼吸的過程。酵母菌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行過程①和④,過程②發(fā)生的場所是線粒體,A錯誤;乳酸菌進(jìn)行的①過程為細(xì)胞呼吸的第一個階段,產(chǎn)生能量,而進(jìn)行的③過程是將丙酮酸還原為乳酸,不產(chǎn)生能量,B錯誤;骨骼肌細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的是乳酸,不產(chǎn)生酒精,即沒有④過程,C錯誤;丙酮酸在②③④過程中被不同種酶催化,所以產(chǎn)物也不相同,D正確。3.(2024·大同高一檢測)2023年杭州亞運(yùn)會上,某中國運(yùn)動員以優(yōu)異的成績獲得金牌。在百米賽跑中,下列敘述正確的是()A.有氧呼吸過程中消耗H2O、產(chǎn)生H2O的場所分別是線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜B.葡萄糖是運(yùn)動員進(jìn)行正常生命活動的直接能源物質(zhì),是細(xì)胞呼吸最常利用的物質(zhì)C.運(yùn)動員百米賽跑中同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸,釋放出CO2的量大于消耗O2的量D.運(yùn)動員肌細(xì)胞無氧呼吸過程在第一個階段和第二個階段均釋放少量能量,生成少量ATP【解析】選A。有氧呼吸過程中消耗H2O是有氧呼吸的第二個階段,場所是線粒體基質(zhì);有氧呼吸過程中產(chǎn)生H2O是有氧呼吸第三個階段,場所是線粒體內(nèi)膜,A正確;ATP是運(yùn)動員進(jìn)行正常生命活動的直接能源物質(zhì),B錯誤;運(yùn)動員百米賽跑中同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸,人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,沒有CO2,因此長跑時人體產(chǎn)生的CO2只來自有氧呼吸,那么釋放出CO2的量等于消耗O2的量,C錯誤;人體無氧呼吸第一個階段葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并且釋放少量的能量,第二個階段丙酮酸和[H]反應(yīng)生成乳酸,不產(chǎn)生能量,D錯誤。任務(wù)二細(xì)胞呼吸的影響因素和應(yīng)用【情境探究】(材料情境)《齊民要術(shù)》中記載了利用蔭坑儲存葡萄的方法(如圖所示)。目前我國果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣),延長果蔬保鮮時間,增加了農(nóng)民收益。探究:(1)“蔭坑”和氣調(diào)冷藏庫中的溫度較低,氧氣濃度較低,有利于降低細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。(2)“蔭坑”和氣調(diào)冷藏庫中的葡萄細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(填細(xì)胞結(jié)構(gòu))。(3)為什么低溫會使細(xì)胞呼吸速率降低?提示:低溫使呼吸酶的活性降低,從而使細(xì)胞呼吸的速率降低?！練w納提升】1.影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)部因素:(1)遺傳特性:不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例:對于細(xì)胞呼吸速率,旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽生植物。(2)生長發(fā)育時期:同一植物在不同的生長發(fā)育時期細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例:幼苗期細(xì)胞呼吸速率高,成熟期細(xì)胞呼吸速率低。(3)器官類型:同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例:生殖器官細(xì)胞呼吸速率大于營養(yǎng)器官。2.影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素:(1)O2濃度:①原理:直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì),O2的存在對無氧呼吸有抑制作用。②曲線:③關(guān)鍵點(diǎn)分析:A點(diǎn)只進(jìn)行無氧呼吸D點(diǎn)無氧呼吸消失點(diǎn)A點(diǎn)到D點(diǎn)有氧呼吸和無氧呼吸同時進(jìn)行D點(diǎn)后只進(jìn)行有氧呼吸E點(diǎn)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度最弱,有機(jī)物消耗最少④應(yīng)用中耕松土促進(jìn)植物根部有氧呼吸(2)溫度:①原理:通過影響細(xì)胞呼吸酶的活性影響細(xì)胞呼吸速率。②曲線:③變化趨勢:a.在一定范圍內(nèi)隨溫度的升高,呼吸速率升高。b.達(dá)到一定溫度后,隨溫度的升高,呼吸速率降低。④應(yīng)用低溫儲存食品(3)水分:①原理。水作為有氧呼吸的反應(yīng)物可直接參與反應(yīng)②應(yīng)用糧食在入倉前要進(jìn)行晾曬處理(4)CO2:①原理:CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。②應(yīng)用:適當(dāng)增加CO2濃度,有利于水果和蔬菜的保鮮?！緦W(xué)以致用】1.(2024·武漢高一檢測)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和作物儲存的過程中,通常要采取適當(dāng)措施影響植物細(xì)胞的呼吸作用強(qiáng)度,從而滿足生產(chǎn)或儲存的需要。下列措施中屬于降低植物細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度的是()A.對小麥進(jìn)行中耕松土B.稻田適時進(jìn)行排水C.糧倉內(nèi)保持干燥和低溫D.給果蔬儲藏庫內(nèi)增加氧氣【解析】選C。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行中耕松土,可以使土壤疏松,土壤縫隙中的氧氣增多,有利于根的呼吸,促進(jìn)根的生長,A錯誤;植物的根呼吸的是空氣中的氧氣,而農(nóng)田水淹后,土壤中的氧氣過少,根毛無法呼吸,及時排澇是為了促進(jìn)根的呼吸,B錯誤;在一定的溫度范圍內(nèi),呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng),由于種子內(nèi)的物質(zhì)必須先溶解在水里才能被種子利用,因此種子含水多,呼吸作用旺盛,所以儲藏糧食時,保持干燥和低溫,可降低植物呼吸作用,延長種子的儲存時間,C正確;增加氧氣濃度只能加快果蔬的呼吸作用,從而消耗掉大量的有機(jī)物,減少了果蔬的養(yǎng)分并縮短了其保鮮時間,D錯誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】“窖藏”是我國傳統(tǒng)的貯存食物的一種方法,在某些地方一直沿用至今。窖藏法貯存食物可解決食物“懼濕”“懼凍”等問題,窖藏的甘薯等食物能較長時間保存。下列說法錯誤的是()A.若窖藏時濕度過低,容易導(dǎo)致細(xì)胞失水而出現(xiàn)萎蔫B.若窖藏時濕度過高,微生物易在甘薯表面大量繁殖,從而對甘薯造成傷害C.窖藏食物應(yīng)在低氧條件下貯存,可避免因有氧呼吸而消耗大量有機(jī)物D.窖藏食物時,甘薯細(xì)胞有機(jī)物中的能量通過無氧呼吸大部分以熱能形式散失【解析】選D。若窖藏時濕度過低,甘薯細(xì)胞會失水,出現(xiàn)萎蔫的現(xiàn)象,A正確;在潮濕環(huán)境中,細(xì)菌容易在甘薯細(xì)胞表面繁殖,進(jìn)而侵染甘薯造成傷害,B正確;窖藏甘薯應(yīng)在低氧條件下貯存,可降低甘薯細(xì)胞的有氧呼吸,減少有機(jī)物的消耗,C正確;窖藏甘薯時,甘薯細(xì)胞有機(jī)物中的能量少部分通過無氧呼吸以熱能形式散失,D錯誤。2.如圖表示O2濃度和溫度對洋蔥根尖細(xì)胞有氧呼吸速率的影響,有關(guān)敘述錯誤的是()A.O2濃度為0時,細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸B.O2濃度低于20%時,30℃、35℃兩溫度對有氧呼吸速率影響不大C.由圖可知,細(xì)胞有氧呼吸的最適溫度位于30℃和35℃之間D.與b點(diǎn)相比,限制c點(diǎn)有氧呼吸速率的因素有O2濃度和溫度【解析】選C。O2濃度為0時,細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸,A正確;O2濃度低于20%時,30℃和35℃兩曲線幾乎重合在一起,說明此時兩溫度對有氧呼吸速率影響不大,B正確;由圖可知,細(xì)胞有氧呼吸的最適溫度在30℃左右,不一定在30℃和35℃之間,C錯誤;與b點(diǎn)相比,限制c點(diǎn)有氧呼吸速率的因素有O2濃度和溫度,D正確。【借題發(fā)揮】30℃時,洋蔥根尖細(xì)胞利用O2的具體場所是什么?提示:線粒體內(nèi)膜。3.(2024·南昌高一檢測)“白肺”在臨床上稱為“急性肺損傷”,患者肺部顯影常呈現(xiàn)大片白色?！鞍追巍被颊叩难躏柡投冉档?臨床表現(xiàn)為胸悶氣短、呼吸不暢等,通過吸氧可緩解相關(guān)癥狀。下列敘述正確的是()A.呼吸不暢會導(dǎo)致“白肺”患者的肺泡細(xì)胞產(chǎn)生大量乳酸B.“白肺”患者肺泡細(xì)胞線粒體內(nèi)的葡萄糖消耗量減少C.患者吸氧后肌細(xì)胞中產(chǎn)生的[H]會與O2結(jié)合生成水并釋放能量D.正常人體肺泡細(xì)胞中O2消耗量與CO2釋放量的比值小于1【解析】選C?！鞍追巍被颊叻尾考?xì)胞主要進(jìn)行有氧呼吸,不會產(chǎn)生大量乳酸,A錯誤;葡萄糖被分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,而不是線粒體內(nèi),B錯誤;有氧呼吸第一、第二個階段會產(chǎn)生[H],有氧呼吸第三個階段[H]會與O2結(jié)合生成H2O,并釋放能量,C正確;正常人體肺泡產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不消耗O2,也不產(chǎn)生CO2,而有氧呼吸O2消耗量與CO2產(chǎn)生量相等,因此正常人體肺泡細(xì)胞中O2消耗量與CO2釋放量的比值等于1,D錯誤。學(xué)科素養(yǎng)·創(chuàng)新導(dǎo)練【命題情境】溫度變化與馬鈴薯的呼吸為研究溫度的變化對貯藏器官呼吸作用的影響,研究人員以馬鈴薯塊莖為材料,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一將兩組相同的馬鈴薯塊莖分別置于低溫(4℃)和室溫(22℃)條件下貯藏10d,發(fā)現(xiàn)低溫組塊莖中淀粉酶含量顯著高于室溫組。實(shí)驗(yàn)二將馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃后,再回到20℃環(huán)境中,測定CO2的釋放速率的變化,結(jié)果如圖所示?！久}設(shè)計】(1)考查生命觀念。CO2是馬鈴薯有氧呼吸第__二__個階段的產(chǎn)物,該過程進(jìn)行的場所是___線粒體基質(zhì)___。

【解析】(1)有氧呼吸第二個階段丙酮酸和水反應(yīng)生成CO2和NADH,該過程在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行。(2)考查科學(xué)思維的演繹與推理能力。當(dāng)馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃環(huán)境中,CO2的釋放速率下降,其原因是____溫度降低導(dǎo)致酶的活性下降,呼吸作用產(chǎn)生的CO2減少___。

【解析】(2)從20℃移到0℃環(huán)境中,與呼吸作用有關(guān)的酶活性下降,釋放CO2的速率下降。(3)考查科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)一發(fā)現(xiàn),低溫組塊莖中淀粉酶含量顯著高于室溫組,馬鈴薯塊莖中淀粉酶的作用是_____催化淀粉水解____。實(shí)驗(yàn)二發(fā)現(xiàn),當(dāng)馬鈴薯塊莖重新移回到20℃環(huán)境中,與之前20℃環(huán)境相比,CO2的釋放速率明顯升高。綜合上述實(shí)驗(yàn),合理的解釋是__在0℃環(huán)境中淀粉酶含量增加,催化淀粉水解生成的還原糖增加,為之后20℃條件下的呼吸作用提供更多的底物,所以呼吸作用較之前20℃時更強(qiáng)___。

【解析】(3)淀粉酶起催化淀粉水解的作用,由題可知,低溫處理時淀粉酶含量顯著提高,水解產(chǎn)生的還原糖更多,為恢復(fù)至室溫時提供更多的呼吸作用底物,促進(jìn)了呼吸作用速率。案例解碼·思維導(dǎo)引【案例】在自然界中,洪水、灌溉不均勻等極易使植株根系供氧不足,造成“低氧脅迫”①。不同植物品種對低氧脅迫的耐受能力不同,研究人員采用無土栽培的方法,研究了低氧脅迫對兩個黃瓜品種(A、B)根系細(xì)胞呼吸的影響,測得第6天時根系中丙酮酸和酒精含量,結(jié)果如表所示②。請回答下列問題:實(shí)驗(yàn)處理正常通氣品種A正常通氣品種B低氧品種A低氧品種B丙酮酸/(μmol?g-1)0.180.190.210.34酒精/(μmol?g-1)2.452.496.004.00(1)黃瓜細(xì)胞產(chǎn)生丙酮酸的場所是__細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)___,丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程__不能__(填“能”或“不能”)生成ATP。

(2)由表中信息可知,正常通氣情況下,黃瓜根系細(xì)胞的呼吸方式為_有氧呼吸與無氧呼吸_,

低氧品種A和低氧品種B無氧呼吸消耗葡萄糖的比例③為__3∶2_。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,低氧脅迫條件下,催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭拿富钚愿撷艿淖羁赡苁瞧贩N__A__。

先思考再答題思考①:黃瓜細(xì)胞無氧呼吸兩個階段的過程及場所分別是什么?【思考點(diǎn)撥】思考①:無氧呼吸第一個階段葡萄糖分解為丙酮酸和[H],產(chǎn)生少量能量,第二個階段丙酮酸和[H]生成酒精和CO2,不產(chǎn)生能量;場所都是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。思考②:正常通氣和無氧條件下,黃瓜根細(xì)胞的呼吸產(chǎn)物有什么不同?【思考點(diǎn)撥】思考②:正常通氣條件下,黃瓜根細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是CO2和H2O,無氧條件下其呼吸產(chǎn)物是CO2和酒精。思考③:低氧脅迫條件下,實(shí)驗(yàn)中品種A和品種B消耗的葡萄糖是否相同?為什么?【思考點(diǎn)撥】思考③:不同。根據(jù)黃瓜根細(xì)胞無氧呼吸反應(yīng)式,消耗1mol葡萄糖會產(chǎn)生2mol酒精,則品種A消耗葡萄糖為6÷2=3,品種B為4÷2=2。思考④:品種A、品種B在低氧狀態(tài)下,測得兩者的丙酮酸、酒精的濃度差較大,請你分析其原因?！舅伎键c(diǎn)撥】思考④:在低氧狀態(tài)下,品種A、品種B細(xì)胞內(nèi)催化丙酮酸分解產(chǎn)生酒精的酶活性不同。丙酮酸濃度為0.21、酒精濃度為6.00的品種A細(xì)胞內(nèi)丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精效率高;丙酮酸濃度為0.34、酒精濃度為4.00的品種B細(xì)胞內(nèi)丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精的效率低。第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.生命觀念:運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀,說出葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。2.科學(xué)思維:采用分析與比較的方法,說出葉綠體中色素的種類及功能。3.科學(xué)探究:利用實(shí)驗(yàn),探究綠葉中色素提取與分離的方法?！舅季S導(dǎo)圖】必備知識·認(rèn)知導(dǎo)學(xué)一、捕獲光能的色素1.種類:2.吸收光譜:(1)[A]類胡蘿卜素,主要吸收藍(lán)紫光。(2)[B]葉綠素b和[C]葉綠素a,主要吸收藍(lán)紫光和紅光。二、葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用1.形態(tài):一般呈扁平的橢球形或球形。2.結(jié)構(gòu)和功能:(1)結(jié)構(gòu)外表:↓決定(2)功能:光合作用的場所。↑證明(3)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn):需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光的部位。生物中的物理光的波長與分類波長光類型小于400nm紫外光約400nm紫色可見光約435nm靛色約450nm藍(lán)色約495nm綠色約570nm黃色約585nm橙色約750nm紅色大于760nm紅外光生活一點(diǎn)通溫室大棚溫室大棚的不同顏色的薄膜有不同的作用和優(yōu)勢。無色薄膜透明度高能夠充分利用太陽光;藍(lán)色薄膜提高香菜的維生素C的含量;紫色薄膜對菠菜有提高產(chǎn)量、推遲抽薹、延長上市季節(jié)的作用;黃色薄膜對黃瓜有明顯的增產(chǎn)作用?！久鞅媸欠恰?畫“√”或“×”)(1)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍(lán)紫光。(×)分析:葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對其他顏色的光吸收較少。(2)葉綠素a為藍(lán)綠色,葉黃素是黃色。(√)(3)葉綠素和類胡蘿卜素主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上。(√)(4)葉綠體中的色素也能吸收紅外光和紫外光。(×)分析:葉綠體中的色素只吸收可見光,不能吸收紅外光和紫外光。(5)葉綠體中的基粒和類囊體增大了內(nèi)膜面積。(√)關(guān)鍵能力·探究導(dǎo)思任務(wù)一綠葉中色素的提取和分離【實(shí)驗(yàn)探究】1.實(shí)驗(yàn)原理:(1)提取原理:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中。(2)分離原理:各種色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。2.方法步驟:(1)色素的提取:(2)色素的分離:3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果:[創(chuàng)新思維](1)分離葉綠體中的色素,也可用如圖所示的方法,結(jié)果會出現(xiàn)不同顏色的4個同心圓,請寫出①~④依次對應(yīng)的色素名稱。(2)某實(shí)驗(yàn)小組得到的色素提取液顏色過淺,請結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟分析可能的原因有哪些?提示:①未加入二氧化硅或研磨不充分,色素未能充分提取出來。②稱取綠葉量過少或加入的無水乙醇過多,色素溶液濃度小。③未加入碳酸鈣或加入過少,部分色素分子被破壞?！練w納提升】1.提取色素的注意事項(xiàng)和目的:注意事項(xiàng)目的材料葉片要新鮮、深綠使濾液中色素含量高試劑適量無水乙醇溶解葉綠體中的色素二氧化硅利于研磨充分碳酸鈣防止研磨過程中色素被破壞步驟研磨要迅速、充分提取較多色素、防止乙醇揮發(fā)盛濾液的試管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)用單層尼龍布過濾而不用濾紙防止色素吸附在濾紙上2.分離色素的注意事項(xiàng)和目的:注意事項(xiàng)目的試劑層析液分離色素材料濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度快步驟濾紙條的一端剪去兩角防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過快濾液細(xì)線重復(fù)畫一到兩次,且要求細(xì)、直、齊使分離的色素帶清晰濾液細(xì)線不能觸及層析液防止色素溶解到層析液中[特別提醒]實(shí)驗(yàn)失敗的兩種原因分析(1)濾紙條上未出現(xiàn)色素帶的原因:①忘記畫濾液細(xì)線,濾紙條上不含色素。②層析時濾液細(xì)線觸及層析液,使色素溶解在層析液中。(2)濾紙條上出現(xiàn)4條不清晰色素帶的原因:①選取的葉片不新鮮,色素含量較少。②稱取綠葉量過少或加入無水乙醇過多,使色素溶液濃度過低。③未加SiO2,研磨不充分,色素未能充分提取。④未重復(fù)畫濾液細(xì)線?！緦W(xué)以致用】1.(2024·襄陽高一檢測)利用新鮮的菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn),濾液經(jīng)層析后,色素帶在濾紙條上的分布順序是()【解析】選B。分離色素的原理是根據(jù)光合色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的在濾紙條上擴(kuò)散得快,而色素帶的寬窄取決于色素的含量,濾紙條從上到下依次是:胡蘿卜素(最窄)、葉黃素、葉綠素a(最寬)、葉綠素b,A錯誤,B正確。胡蘿卜素為橙黃色,葉黃素為黃色,葉綠素a為藍(lán)綠色,葉綠素b為黃綠色,故濾紙條從上到下的顏色依次是:橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色,C、D錯誤。2.某班學(xué)生用新鮮菠菜葉進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時,由于各組操作不同,出現(xiàn)了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是()A.甲可能是因?yàn)檠心r未加入SiO2B.乙可能是因?yàn)檠心r未加入CaCO3C.丙可能誤用蒸餾水作提取液和層析液D.丁是正確操作得到的理想結(jié)果【解析】選D。本題考查色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。甲圖各種色素量都很少,說明色素提取量較低,可能是研磨時未加入SiO2,研磨不充分,A正確;乙圖中類胡蘿卜素量多于葉綠素量,可能在研磨過程中沒有加入CaCO3,導(dǎo)致葉綠素被破壞,B正確;色素是有機(jī)物,易溶于有機(jī)溶劑,因此提取液和層析液都要用有機(jī)溶劑,用蒸餾水幾乎不能提取和分離色素,C正確;丁圖類胡蘿卜素量多于葉綠素量,可能在研磨過程中加入CaCO3較少,導(dǎo)致葉綠素被破壞,D錯誤。3.(2024·南寧高一檢測)沃柑是喜光植物,需要充足的光照,長期的陰雨天氣會導(dǎo)致葉片發(fā)黃,某科研小組通過紙層析法對比了陰雨天氣和充足光照條件下的自上而下四條色素帶,下列對過程和結(jié)果的描述正確的是()A.分離色素的過程中濾液細(xì)線接觸層析液會加快分離速度B.推測充足光照條件下濾紙第三條的黃綠色條帶最寬C.陰雨天氣葉片發(fā)黃推測第一和第二條的色素帶顏色會變深D.剪下濾紙條的某個帶浸泡在無水乙醇中可以收集色素【解析】選D。分離色素的過程中濾液細(xì)線接觸層析液會導(dǎo)致色素溶解,無法得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,A錯誤;充足光照條件下葉綠素a最多,其顏色是藍(lán)綠色,B錯誤;陰雨天氣葉片發(fā)黃是由于葉綠素含量減少,推測第三和第四條的色素帶顏色會變淺,C錯誤;色素易溶于有機(jī)溶劑,剪下濾紙條的某個條帶浸泡在無水乙醇中可以收集色素,D正確。任務(wù)二葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能【情境探究】(實(shí)驗(yàn)情境)如圖是恩格爾曼將載有水綿(葉綠體呈螺旋帶狀分布)和需氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)做的實(shí)驗(yàn)。探究:(1)A中需氧細(xì)菌分布在被極細(xì)光束照射的葉綠體部位,說明光合作用需要光照。(2)B中需氧細(xì)菌分布在葉綠體所有受光的部位,說明光合作用的場所是葉綠體。(3)通過該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。(4)為什么兩組實(shí)驗(yàn)都要求在隔絕空氣的條件下進(jìn)行?提示:排除空氣中的氧氣對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾?！練w納提升】1.葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng):(1)色素分布在類囊體薄膜上,葉綠體內(nèi)有眾多的基粒,極大地擴(kuò)展了葉綠體的受光面積。(2)光合作用的酶位于類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。(3)色素易溶于有機(jī)溶劑難溶于水,生物膜的成分主要有脂質(zhì),因此色素分布在葉綠體的膜上而不是基質(zhì)中。2.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)之妙:【學(xué)以致用】1.如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖,下列敘述不正確的是()A.①具有選擇透過性B.吸收光能的色素分布在②上C.與光合作用有關(guān)的酶只分布在③中D.葉綠體具有雙層膜【解析】選C。本題考查葉綠體的結(jié)構(gòu)。①為葉綠體的外膜,具有選擇透過性,A正確;②為基粒,由類囊體堆疊而成,其上分布有吸收光能的色素,B正確;③為葉綠體基質(zhì),與光合作用有關(guān)的酶分布在組成基粒的類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中,C錯誤;葉綠體具有雙層膜,D正確。2.(2024·寶雞高一檢測)如圖表示葉綠體中色素的吸收光譜(顏色深、淺分別表示吸收量多、少),則圖甲、乙分別是()A.胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜B.葉綠素、類胡蘿卜素的吸收光譜C.葉黃素、葉綠素的吸收光譜D.葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜【解析】選B。圖甲吸收的光譜在藍(lán)紫光區(qū)和紅光區(qū),應(yīng)為葉綠素的吸收光譜;圖乙吸收的光譜只在藍(lán)紫光區(qū),應(yīng)為類胡蘿卜素的吸收光譜。3.圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,圖乙是圖甲中部分結(jié)構(gòu)放大后的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.圖甲所示結(jié)構(gòu)主要通過內(nèi)膜向內(nèi)折疊增大膜面積B.圖乙中的光合色素能有效吸收綠光使植物呈綠色C.圖