【生物】2020届 一轮复习 人教版 ATP与细胞呼吸 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 ATP与细胞呼吸 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 ATP与细胞呼吸 学案 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命观念 通过对ATP的结构和功能，细胞呼吸类型和过程的学习，建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点 科学思维 通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断，培养对问题进行推理，并做出合理判断的能力 科学探究 通过“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力 考点一　ATP的结构、功能和利用[基础识记类]‎ ‎1．ATP的结构概念图 ‎2．ATP的合成与利用 ‎3．ATP与ADP的相互转化(据图填表)‎ 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP＋H2O ATP＋H2O ADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)‎ 储存在高能磷酸键中的能量 能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 ‎[基础自测]‎ ‎1．判断下列叙述的正误 ‎(1)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP(2016·全国卷Ⅰ，T1AD)(√)‎ ‎(2)DNA与ATP中所含元素的种类相同(√)‎ ‎(2015·全国卷Ⅰ，T‎1A)‎ ‎(3)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团(×)‎ ‎(4)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(×)‎ ‎(2014·四川卷，T1D)‎ ‎(5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×)‎ ‎(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(×)‎ ‎(7)在蛋白质合成过程中，ATP会转化为ADP(√)‎ ‎(8)细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生(√)‎ ‎(2013·海南卷，T4D)‎ ‎2．请据ATP水解产生ADP的过程图回答下列问题 ‎(1)图中A表示腺苷，P表示磷酸基团。‎ ‎(2)图中①表示高能磷酸键，其中蕴藏着大量化学能。‎ ‎(3)图中②为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是为生命活动提供能量。‎ ‎(4)催化该过程的酶与催化ATP生成的酶不是(填“是”或“不是”)同一种酶；高等植物细胞内ATP在叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体等部位生成。‎ ‎(5)下列过程需要①过程提供能量的是①②③④⑤。‎ ‎①主动运输　②生物发光、发电　③肌肉收缩　④淀粉合成　⑤大脑思考　⑥根细胞吸收水分 ‎3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练 ‎(1)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有‎0.5 kg 的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：___________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 提示：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中 ‎(2)植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“通货”，由此说明了什么？______________________________________________。‎ 提示：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源 ‎1．概括ATP与核苷酸的关系 ‎2．理清ATP的合成、利用与细胞代谢的关系 ‎3．明确ATP产生与O2间的关系 ‎[对点落实]‎ ‎1．(2018·杭州一模)ATP的结构示意图如下，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．物质①表示鸟嘌呤 B．化学键②断裂的化学反应属于吸能反应 C．在ATPADP循环中③可重复利用 D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP 解析：选C　图中①表示腺嘌呤；②表示高能磷酸键，化学键②断裂的化学反应属于放能反应；③表示磷酸基团，在ATPADP循环中③可重复利用；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。‎ ‎2．(2019·攀枝花期末)用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．ATP 的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于DNA的复制 B．ATP含有三个高能磷酸键，都能为生命活动提供能量 C．ATP 的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于基因的转录 D．ATP 的γ位磷酸基团脱离，释放的能量可用于叶绿体中水的分解 解析：选C　ATP 的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于RNA的复制；ATP含有两个高能磷酸键，只有末端的高能磷酸键能为生命活动提供能量；ATP 的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于基因的转录；叶绿体中水的分解需要的是光能。‎ ‎3．ATP是细胞代谢过程中的重要化合物，细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．放能反应常伴ATP等的合成，而吸能反应不一定伴随ATP等的水解 B．人体在剧烈运动时伴随着体内贮存的ATP的水解 C．ATP和UTP等分子高能磷酸键全部断裂后的产物是某些酶的基本组成单位 D．与ATP相同，GTP、CTP、UTP分子中均含有2个高能磷酸键 解析：选A　植物细胞进行光反应产生ATP，其中并没有伴随放能反应，而是光合色素吸收和转化光能，用于合成ATP，而吸能反应不一定伴随ATP的水解，也可能是GTP、CTP等的水解；人体在剧烈运动时需要消耗能量，伴随着体内贮存的ATP的水解；酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，ATP、UTP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物分别为腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸，它们是RNA酶的基本组成单位；根据ATP的结构可知，GTP、CTP、UTP分子中均含有2个高能磷酸键。‎ ‎[归纳拓展]‎ 不同化合物中“A”的辨析 化合物 结构简式 ‎“A”含义 共同点 ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)‎ 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 核苷酸 腺嘌呤 考点二　细胞呼吸的过程及影响因素[重难深化类]‎ ‎1．探究酵母菌细胞呼吸的方式(实验)‎ ‎(1)实验原理 ‎(2)实验步骤 ‎①配制酵母菌培养液。‎ ‎②安装实验装置。‎ ‎③检测：把排气管通入澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液，澄清石灰水变混浊，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，将密闭装置中的酵母菌培养液加入酸性重铬酸钾后，溶液变成灰绿色。‎ ‎(3)实验现象 条件 澄清石灰水的变化 重铬酸钾—浓硫酸溶液 甲组(有氧)‎ 变混浊快 无变化 乙组(无氧)‎ 变混浊慢 出现灰绿色 ‎(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CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。‎ ‎2．图解有氧呼吸过程 总反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 ‎3．比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 需O2、酶 不需O2、需酶 产物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 大量 少量 特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没有完全释放 联系 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同 实质 分解有机物，释放能量，合成ATP 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 ‎[基础自测]‎ ‎1．判断下列叙述的正误 ‎(1)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸(√)‎ ‎(2018·全国卷Ⅲ，T‎5A)‎ ‎(2)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(√)‎ ‎(2013·全国卷Ⅱ，T3D)‎ ‎(3)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(√)‎ ‎(2013·全国卷Ⅱ，T‎3A)‎ ‎(4)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞的有氧呼吸过程中(×)‎ ‎(5)种子风干脱水后呼吸强度增强(×)‎ ‎(6)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(×)‎ ‎(7)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)‎ ‎(8)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)‎ ‎2．据生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解回答问题 ‎(1)图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。‎ ‎(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是，可在人体细胞中进行的是①②④。(均填图中序号)‎ ‎(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。(均填图中序号)‎ ‎(4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。‎ ‎3．据探究酵母菌细胞呼吸实验完成下列问题 某兴趣小组想探究酵母菌是否在有氧、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，如下图A～D所示。‎ ‎(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：C→A→B(或C→B→A→B)；无氧条件下的装置序号：D→B。‎ ‎(2)装置中C瓶的作用是吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰；B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替。‎ ‎(3)若要检测无氧呼吸时是否有酒精生成，应用酸性重铬酸钾溶液，现象是溶液颜色变为灰绿色。‎ 探究酵母菌细胞呼吸的方式 ‎(1)通入甲装置A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。‎ ‎(2)乙装置B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。‎ ‎[对点落实]‎ ‎1．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是(　　)‎ A．通过设置有氧和无氧两组实验互为对比，易于判断酵母菌的呼吸方式 B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C．实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化 D．实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气 解析：选C　生物实验的原则之一是对照原则，所以通过设置有氧和无氧两组实验进行互相对照，易于判断酵母菌的呼吸方式；生物实验的原则之一是控制单一变量原则，该实验的自变量是有无氧气，温度、pH、培养液浓度等属于无关变量，实验中无关变量应保持相同且适宜；有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以实验的因变量是加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化；实验中需要将进气管、排气管与锥形瓶连接后进行气密性检查，确保不漏气。‎ ‎2．甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图1、图2装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了实验。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．图1所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量大部分变成了热能 B．图2所示的实验可以探究酵母菌是否进行有氧呼吸 C．应设置一组对照实验与图2形成对照，以排除外界环境因素的干扰 D．如果将图2中的NaOH溶液换成清水，则可探究酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差 解析：选A　图1所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量有部分转化为热能；图2所示的实验可以根据着色液是否左移探究酵母菌是否进行有氧呼吸；应设置一组加等量死亡酵母菌，其他条件与图2相同的对照实验，以排除外界环境因素的干扰；如果将图2中的NaOH溶液换成清水，酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差可以导致着色液移动。‎ ‎1．据原子守恒判断有氧呼吸中各元素的去向 反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用。产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。‎ ‎2．细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路 来源 去路 ‎[H]‎ 有氧呼吸：C6H12O6和H2O；无氧呼吸：C6H12O6‎ 有氧呼吸：与O2结合生成水；无氧呼吸：还原丙酮酸 ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生 无氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动 ‎3．细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系 ‎(1)反应式 ‎①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。‎ ‎②无氧呼吸：C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2＋能量；‎ C6H12O6‎2C3H6O3＋能量。‎ ‎(2)相关物质间量的比例关系 ‎①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。‎ ‎②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或C6H12O6∶乳酸＝1∶2。‎ ‎③消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：‎ 有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。‎ ‎④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：‎ 无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。‎ ‎4．掌握判断细胞呼吸方式的三大依据 ‎[对点落实]‎ 题点(一)　细胞呼吸的物质和能量转化 ‎3．(2018·长春模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2‎ 解析：选D　题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H](NADH)、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中；无氧呼吸的第一阶段也产生[H](NADH)；小麦种子萌发的早期主要进行无氧呼吸(即①②过程)。‎ ‎4．(2019·临沂模拟)如图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成 B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸 C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体 D．在寒冷时，人体内过程a会加快 解析：选D　a过程可表示有氧呼吸和无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H2O，无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；c过程表示ATP水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所；寒冷时，人体会加快新陈代谢，增加产热，因此过程a会加快。‎ 题点(二)　细胞呼吸类型的判断 ‎5．下列有关动物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　)‎ A．干细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小 B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已死亡 C．若吸收O2与释放CO2的量不同，可能是呼吸底物中含有非糖物质 D．若吸收O2与释放CO2的量不同，说明细胞同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸 解析：选C　干细胞代谢旺盛，其呼吸速率通常比成熟组织细胞的大；若细胞既不吸收O2也不放出CO2，细胞可能进行产物是乳酸的无氧呼吸；虽然动物细胞无氧呼吸不产生CO2，CO2只在有氧呼吸过程中产生，但若吸收O2与释放CO2的量不同，可能是呼吸底物中含有非糖物质，也可能是细胞同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸。‎ ‎6．(2019·潍坊模拟)有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如图所示。据图中信息推断，错误的是(　　)‎ A．当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸 B．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同 C．当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都能产生[H]和ATP 解析：选C　当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧呼吸；当O2浓度为b时，产生CO2的量多于酒精的量，说明酵母菌还进行了有氧呼吸，当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此O2浓度为b、d时细胞呼吸过程有所不同；当O2浓度为c时，产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2，需要消耗3 mol葡萄糖，剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸，需消耗1.5 mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生[H]和ATP。‎ ‎[类题通法]‎ 有氧呼吸和无氧呼吸相对强度的判断方法 根据有氧呼吸消耗O2和酒精发酵产生CO2的多少，可判断有氧呼吸和无氧呼吸的相对强度：‎ VCO2/VO2＝4/3‎ 有氧呼吸＝无氧呼吸 VCO2/VO2>4/3‎ 有氧呼吸<无氧呼吸 VCO2/VO2<4/3‎ 有氧呼吸>无氧呼吸 用曲线模型分析影响细胞呼吸的环境因素 ‎[典型图示]‎ ‎[问题设计]‎ ‎1．据图1回答下列问题 ‎(1)图中各点表示的生物学意义 Q点：不耗O2，产生CO2⇒只进行无氧呼吸；‎ P点：耗O2量＝产生CO2量⇒只进行有氧呼吸；‎ QP段(不包含Q、P点)：产生CO2量大于(填“大于”“小于”或“等于”)耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；‎ R点：产生CO2量最少⇒组织细胞呼吸作用最弱。‎ ‎(2)在保存蔬菜、水果时，应选择点对应的O2浓度。‎ ‎(3)AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。‎ ‎2．图2中，温度对细胞呼吸的影响是通过影响与细胞呼吸有关酶的活性实现的，因此在贮藏种子、水果、蔬菜时应选取零上低温(填“高温”“零上低温”或“低温”)。‎ ‎3．从图3可看出，细胞呼吸速率与自由水含量有关，在储存作物种子时应将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。‎ ‎[对点落实]‎ ‎7．如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是(　　)‎ A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度 B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸 C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖 D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制 解析：选B　甲图中b点温度下植物呼吸作用的相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛；随O2浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖；有氧呼吸过程需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量限制，使曲线Ⅱ最终趋于平衡。‎ ‎8．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质 B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用‎2 ℃‎时比‎15 ℃‎时更强 C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实 D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关 解析：选B　番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，故产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质；由题图可看出，‎2 ℃‎时，黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比‎15 ℃‎时大，即‎2 ℃‎时光照对番茄果实呼吸的抑制作用更强；低温条件下呼吸强度较低，但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高，所以低温、光照条件下更有利于番茄果实的储存；低温仅抑制酶的活性，不破坏酶的空间结构。‎ ‎考点三　种子萌发时呼吸速率的测定及呼吸变化曲线分析[题点精析类]‎ ‎1．种子萌发时呼吸速率的测定 ‎(1)实验装置 ‎(2)指标及原理 ‎①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。‎ ‎②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，刻度管内的着色液左移。单位时间内着色液左移的体积即表示呼吸速率。‎ ‎(3)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，为防止微生物的细胞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。‎ ‎(4)实验拓展：呼吸底物与着色液移动的关系 脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，着色液移动更明显。‎ ‎2．种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究 ‎(1)实验设计：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)。‎ ‎(2)实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 ‎3．种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线 ‎(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。‎ ‎(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用CO2的产生量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。‎ ‎(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。‎ ‎(4)种子萌发后期，O2吸收量大于CO2释放量，说明除了糖类参与氧化分解外，还有其他物质参与氧化分解，如脂肪。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　细胞呼吸速率的测定和呼吸类型的判断 ‎1．(2019·江淮十校联考)如图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率(用单位时间的耗氧量表示)的实验装置。打开夹子A，使水检压计左右平齐，关闭夹子A，用注射器向广口瓶中注入5 mL O2，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新平齐时所用的时间。下列说法错误的是(　　)‎ A．用注射器向广口瓶中注入5 mL O2后要立刻关闭夹子B B．测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值 C．小鼠在‎25 ℃‎时的呼吸速率高于‎10 ℃‎时的呼吸速率 D．NaOH溶液的作用是排除呼吸产生的CO2对实验结果的干扰 解析：选C　用注射器向广口瓶中注入5 mL O2后要立刻关闭夹子B，以确保广口瓶中O2‎ 的量；测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值，以减小误差；小鼠是恒温动物，‎25 ℃‎时的呼吸速率低于‎10 ℃‎时的呼吸速率；NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，排除对实验结果的干扰。‎ ‎2．如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，错误的是(　　)‎ A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸 B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸 C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移 解析：选D　烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于葡萄糖作底物不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移。‎ 题点(二)　种子萌发时细胞呼吸方式的变化 ‎3．(2014·海南高考)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如下图所示。请据图回答问题：‎ ‎(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________，其产物是___________________。‎ ‎(2)从第12‎ ‎ h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。‎ 解析：(1)据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高。‎ 答案：(1)无氧　细胞质基质　酒精和二氧化碳　‎ ‎(2)减少　种子不进行光合作用制造有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物，使有机物的总量下降　(3)有氧 ‎　 　　　课堂一刻钟 ‎1．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)‎ A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP 解题关键——迁移综合 此选项将生态系统能量流动和细胞呼吸两部分知识综合考查，解题的关键是将细胞呼吸的有关知识迁移整合到生态系统能量流动的知识中。　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　 ‎ 解析：选C　植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行，氧气充足时进行有氧呼吸，氧气缺少时进行无氧呼吸；在食物链中，某一营养级同化的能量，一部分用于此营养级生物自身的生长、发育和繁殖等生命活动，一部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失；有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸；有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，光合作用的光反应阶段有ATP产生。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是(　　)‎ A．风干种子中有机物的消耗减慢 B．风干种子上微生物不易生长繁殖 C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D．风干种子中结合水与自由水的比值大 破题障碍——不明原理 造成解答本题出现错误的最大障碍就是弄不清自由水和结合水与细胞代谢的关系。风干种子自由水减少，结合水比例增加，代谢减弱，细胞呼吸强度低。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ‎ 解析：选C　风干种子细胞中含水量少，细胞呼吸作用强度低，有机物的消耗慢；风干种子细胞中含水量少，微生物不易在其上生长繁殖；风干种子细胞中自由水的含量相对少，结合水与自由水的比值大。‎ ‎3．(2018·天津高考)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。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。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时快 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灰绿色 破题障碍——图文转换 解答本题的最大障碍一是不能对图示信息进行转换，二是对有氧呼吸和无氧过程中的物质转化过程、能量转换过程理解不透彻。　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 ‎ 解析：选C　t1→t2，培养液中O2相对含量下降，但与O→t1段相比，下降幅度变小，故酵母菌的有氧呼吸速率不断下降；t3时，培养液中O2相对含量比较低，酵母菌主要进行无氧呼吸，t1时，培养液中O2相对含量较高，酵母菌主要进行有氧呼吸，t3时无氧呼吸产生CO2的速率与t1时产生CO2的速率近似相等，相同量的葡萄糖无氧呼吸产生的CO2量比有氧呼吸少，可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快；由题意可知，曲线是在最适温度下获得的，若降低‎10 ℃‎培养，则呼吸速率下降，O2相对含量达到稳定所需时间会延长；因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸，产生了酒精，故实验后的培养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后，会变成灰绿色。‎ ‎4．(2017·海南高考)某染料(氧化型为无色，还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示：‎ 分组 甲组 乙组 处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合保温 结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色 下列叙述错误的是(　　)‎ A．甲组的胚发生了氧化还原反应 B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色 C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞 D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果 解题关键——获取信息，弄明原理 种子萌发过程中要进行旺盛的细胞呼吸，产生具有还原性的NADH，将染料还原为红色。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 ‎ 解析：选C　由题目表格给予信息“甲组种子中的胚呈红色”可推出甲组种子中的染料被还原(发生了氧化还原反应)，还原剂为NADH；乙组细胞已被杀死，细胞膜失去了选择透过性；胚细胞呼吸作用的强弱会影响NADH的产生，进而影响染色效果。‎ ‎5．(2013·全国卷Ⅱ)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是(　　)‎ A．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 B．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码 C．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中 D．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同 命题探源——以“本”为本 此题是对人教版必修①教材P96教材插图的直接考查。这也启示我们，生物学与我们的日常生活息息相关，在平时的学习生活中，遇到生活常识问题，要多问几个为什么。　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 ‎ 解析：选C　肺炎双球菌为原核生物，只有核糖体一种细胞器，没有线粒体，但可进行有氧呼吸；细菌拟核上含有控制细菌代谢、遗传、繁殖等基本生命活动的基因，细菌的呼吸是其基本代谢形式，有关的酶由拟核中的基因编码控制；破伤风芽孢杆菌为厌氧型生物，适宜生活在缺氧的环境中；酵母菌为兼性厌氧型生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，产物是CO2和H2O，在无氧条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和CO2。‎ ‎6．(2015·海南高考)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是(　　)‎ A．酒精发酵过程中有ATP生成 B．ATP可为物质跨膜运输提供能量 C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量 D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 易错探因——张冠李戴 ATP中的五碳糖为核糖，而不是脱氧核糖。‎ 解析：选D　酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成；ATP可为主动运输提供能量；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。‎ ‎[学情考情·了然于胸]‎ 一、明考情·知能力——找准努力方向 考查知识 ‎1.ATP的结构、产生和功能，其中ATP与核酸的关系是高频点，也是易错点。‎ ‎2.探究酵母菌细胞呼吸的类型。‎ ‎3.细胞呼吸的过程、原理、影响因素及其应用，其中细胞呼吸的原理和过程是高考命题的重点，也是难点。‎ 考查能力 ‎1.识记能力：主要考查对ATP结构和细胞呼吸过程的识记能力。‎ ‎2.推理能力：通过判断有氧呼吸和无氧呼吸的类型，考查科学思维能力。‎ ‎3.实验探究能力：通过探究酵母菌细胞呼吸类型实验，考查实验设计与分析能力。‎ 二、记要点·背术语——汇总本节重点 ‎1．ATP ‎(1)ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。‎ ‎(2)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。‎ ‎2．细胞呼吸产物的检测 ‎(1)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。‎ ‎(2)在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。‎ ‎3．细胞呼吸过程及影响因素 ‎(1)有氧呼吸三个阶段均能产生ATP，第三阶段产生ATP最多。‎ ‎(2)有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。‎ ‎(3)有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物，释放能量，形成ATP。O2抑制细胞无氧呼吸，促进细胞有氧呼吸。‎ ‎(4)不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。‎