2021版高考生物一轮复习第9讲ATP及其主要来源--细胞呼吸课件 人教版

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第 9 讲　 ATP 及其主要 来源 —— 细胞呼吸 - 2 - - 3 - 必备知识 核心素养 关键能力 ATP 的结构和 作用 1 . ATP 的 结构 (1)ATP 的元素组成 : 　　　　　　　　　　　 。   (2)ATP 的化学组成 : 一分子 　　　　　　　 、一分子 　　　　 和三分子 　　　　　　　　 。   (3)ATP 的结构简式 : 　　　　　　　　 。   腺嘌呤 高能 磷酸 键 磷酸 基团 腺苷 C 、 H 、 O 、 N 、 P 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 A—P~P~P - 4 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . ATP 和 ADP 的相互转化 (1) 转化基础 ATP 的化学性质不稳定 , 　　　　　　　　　　　 的高能磷酸键容易断裂和重建。   (2)ATP 和 ADP 的相互转化过程比较 远离腺苷 (A) 　 细胞质基质　 线粒体 叶绿体 细胞质基质　 线粒体 光能 - 5 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . ATP 的 作用 放能 C3 的还原 主动 - 6 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 必修 1 第 90 页 “ 思考与讨论 ” 改编 ) 如果把糖类和脂肪比作大额支票 ,ATP 则相当于现金 , 这种比喻 　　　 ( 填 “ 有 ” 或 “ 无 ”) 道理 , 原因 是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   提示 : 有 　 糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定 , 不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成 ATP 分子中活跃的化学能 , 才能被细胞直接利用 - 7 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1)ATP 分子脱去 2 个磷酸基团 , 称为腺嘌呤核糖核苷酸 , 它是 RNA 分子的基本单位之一。 ( 　　 ) (2) 淀粉水解成葡萄糖时伴随有 ATP 的生成。 ( 　　 ) (3) 人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器 , 所以不能合成 ATP 。 ( 　　 ) (4)“ 能量 ” 就是指 ATP,ATP 就是 “ 能量 ” 。 ( 　　 ) (5) 真核细胞内发生 ATP 与 ADP 的相互转化 , 原核细胞内不发生。 ( 　　 ) (6) 人在饥饿时 , 细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡。 ( 　　 ) (7) 无氧条件下 , 光合作用是叶肉细胞产生 ATP 的唯一来源。 ( 　　 ) (8) 细胞内的吸能反应一般与 ATP 的合成相联系 , 放能反应一般与 ATP 的水解相联系。 ( 　　 ) √ × × × × × × × - 8 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 1 　 ATP 、 DNA 、 RNA 、核苷酸等化合物中 “ A ” 的含义 ( 生命观念 ) (1) 写出几种化合物中 “A” 的名称及其组成 。 (2) 几种化合物在组成上的共同点是什么 ? 提示 : ① 中 “A” 表示腺苷 , 由腺嘌呤和核糖组成 ; ② 中 “A” 表示腺嘌呤脱氧核苷酸 , 由 1 分子腺嘌呤、 1 分子脱氧核糖和 1 分子磷酸组成 ; ③ 中 “A” 表示腺嘌呤核糖核苷酸 , 由 1 分子腺嘌呤、 1 分子核糖和 1 分子磷酸组成 ; ④ 中 “A” 表示腺嘌呤。 提示 : 都含有腺嘌呤 。 - 9 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 2 　 ATP 的结构及其与 ADP 间的相互转化 ( 科学思维 ) 图 1 为 ATP 与 ADP 相互转化示意图 , 图 2 、图 3 为氧气对 ATP 产生量的影响。请据图讨论回答下列问题。 - 10 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 写出图 1 中 M 和 N 代表的含义 。 (2)“ATP 充电 ” 所需能量来自哪里 ? 列举利用 “ATP 放能 ” 释放的能量的生理过程 。 (3) 图 1 所示的转化过程始终处于动态的平衡状态 , 人体在剧烈运动或相对安静时这种转化有何区别 ? 提示 : 图中 M 指的是腺嘌呤 ,N 指的是核糖 。 提示 : “ATP 充电 ” 即合成 ATP 的能量来自呼吸作用或光合作用 ;“ATP 放能 ” 即 ATP 水解释放的能量 , 来自 ATP 的化学能 , 并用于生命活动 , 如主动运输、物质合成等 。 提示 : 与平静时相比 , 人体在剧烈运动时 ,ATP 的合成速度和分解速度都加快 , 但 ATP 和 ADP 的含量都处于动态平衡。 - 11 - 必备知识 核心素养 关键能力 (4) 图 2 中氧气供给量为什么会影响 ATP 的产生量 ? 在没有氧气时为什么还能产生 ATP( 即坐标曲线的起点什么在原点之上 )? 图 3 为什么可表示哺乳动物成熟红细胞中 O 2 供给量与 ATP 产生量的关系 ? 提示 : O 2 供给量逐渐增加 , 细胞有氧呼吸逐渐加强 ,ATP 的产生量随着 O 2 的增加而增加 ; 没有 O 2 时 , 细胞进行无氧呼吸产生 ATP; 哺乳动物成熟红细胞通过无氧呼吸产生 ATP, 与 O 2 无关。 - 12 - 必备知识 核心素养 关键能力 【解疑释惑】规避 ATP 的认识误区 (1)ATP 与 ADP 相互转化不可逆 :ATP 与 ADP 的相互转化 , 从物质方面来看是可逆的 , 从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。 (2)ATP 是与能量有关的一种物质 , 不可等同于能量 :ATP 是一种高能磷酸化合物 , 高能磷酸键水解时能够释放出高达 30.54 kJ/mol 的能量。 (3) 不可误认为细胞中含有大量 ATP: 事实上 , 细胞中 ATP 含量很少 , 只是 ATP 与 ADP 转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿 ,ATP 与 ADP 含量都保持动态平衡。 - 13 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 ATP 的结构和功能 1 .(2019 福建三明质检 ) 下图为 ATP 的结构示意图 , 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. ① 表示鸟嘌呤 B. 放能反应一般与 ② 的断裂相联系 C. 在 ATP 与 ADP 相互转化中 ③ 可重复利用 D. 若化学键 ④ 断裂 , 则左边的化合物是 ADP 答案 解析 解析 关闭 据图可知 , ①是腺嘌呤 , ②和④是高能磷酸键 , ③是磷酸基团。吸能反应一般与②的断裂相联系。在 ATP 与 ADP 相互转化中 , 物质是可逆的 , 而能量不可逆 , 所以③可重复利用。若化学键④断裂 , 则左边的化合物是 AMP 。 答案 解析 关闭 C - 14 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 ATP 与 ADP 的相互转化 2 .(2019 安徽淮北一模 ) 下图为人体神经细胞中 ATP 与 ADP 相互转化的示意图 , 下列有关叙述正确的是 ( 　　 ) A. 过程 ① 伴随着吸能反应 B. 过程 ② 只发生于线粒体中 C. 能量 A 主要来自糖类的氧化分解 D. 能量 B 可以用于 Na + 进入细胞 答案 解析 解析 关闭 过程①为 ATP 的合成 , 伴随着放能反应 ,A 项错误 ; 过程②为 ATP 的分解 , 可以发生在生物体的多个部位 ,B 项错误 ; 糖类是细胞的主要能源物质 , 能量 A 为合成 ATP 所需的能量 , 主要来自糖类的氧化分解 ,C 项正确 ;Na + 进入神经细胞的方式为协助扩散 , 不消耗能量 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 C - 15 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】多角度理解 ATP 的合成与 水解 - 16 - 必备知识 核心素养 关键能力 细胞呼吸的类型及过程 1 . 细胞的有氧呼吸 (1) 过程 图解 细胞质 基质 线粒体基质　 少量能量　 线粒体内膜　 大量能量 - 17 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 写出有氧呼吸的总反应式 , 并标出各种元素的来源和去路 。 提示 : 2 . 无氧呼吸 细胞质 基质 乳酸 酒精和 CO 2 2C 2 H 5 OH+2CO 2 - 18 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 有氧呼吸时 , 生成物 H 2 O 中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。 ( 　　 ) (2) 有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量 ATP 。 ( 　　 ) (3) 有氧呼吸产生的 [H] 在线粒体基质中与氧结合生成水。 ( 　　 ) (4) 有氧呼吸产生的能量全部储存在 ATP 中。 ( 　　 ) (5) 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和 [H] 的反应 , 只发生在细胞有氧时。 ( 　　 ) (6) 人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。 ( 　　 ) (7) 无氧呼吸的终产物是丙酮酸。 ( 　　 ) (8) 无氧呼吸不需要 O 2 的参与 , 该过程最终有 [H] 的积累。 ( 　　 ) × × × × × × × × - 19 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 细胞呼吸类型及其过程的分析 ( 科学思维、社会责任 ) 如图表示有氧呼吸和无氧呼吸的过程 , 请回答下列问题。 (1) 图中 “A” 的名称是什么 ? 它在何处生成 ? 据此简述葡萄糖不能在线粒体中氧化分解的原因。 提示 : A 是丙酮酸 , 其产生的部位是细胞质基质。真核细胞中葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸与还原氢 , 然后丙酮酸与还原氢进入线粒体 , 丙酮酸在线粒体内被彻底氧化分解。 - 20 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 2) 人体肌肉细胞和成熟的红细胞中分别能发生图中 ①②③④ 哪些过程 ? (3) 结合图中的物质变化解释为什么要给水淹的农田及时排涝 , 粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象 。 (4) 图中 ③④ 过程产物不同的直接原因和根本原因分别是什么 ?( 温馨提示 :“ 根本原因 ” 一般从遗传的角度分析 ) 提示 : 在人体肌肉细胞中进行的是 ①②④ 。在成熟的红细胞中进行的是 ①④ 。 提示 : 农田被水淹了以后会造成根细胞供氧不足 , 导致根细胞进行无氧呼吸生成酒精 , 造成烂根现象。种子在有氧呼吸过程中产生了水。 提示 : 直接原因是催化反应的酶不同 , 根本原因是控制酶合成的基因不同。 - 21 - 必备知识 核心素养 关键能力 【解疑释惑】有氧呼吸和无氧呼吸的 比较 - 22 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 考查细胞呼吸过程分析 1 .(2019 湖南岳阳一模 ) 某细胞呼吸抑制剂只抑制线粒体内膜上由 ADP 变为 ATP 的过程 , 不影响其他反应 , 该抑制剂处理动物细胞后 , 线粒体会 ( 　　 ) A. 停止产生 ATP B. 停止产生 [H] C. 继续分解葡萄糖 D. 继续消耗 O 2 答案 解析 解析 关闭 有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中 , 其过程是 1 分子葡萄糖分解成 2 分子丙酮酸 , 产生少量的 [H], 并释放少量的能量 , 产生少量的 ATP; 有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中 , 其过程是丙酮酸与水一起被彻底分解生成 CO 2 和 [H], 释放少量的能量 , 产生少量的 ATP; 有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的 , 其过程是前两个阶段产生的 [H] 与氧结合生成 H 2 O, 并释放大量的能量 , 产生大量的 ATP 。综上分析 , 某细胞呼吸抑制剂只抑制线粒体内膜上由 ADP 变为 ATP 的过程 , 不影响其他反应 , 说明该抑制剂处理动物细胞后 , 线粒体基质仍然会产生 ATP 和 [H], 线粒体内膜也会继续消耗 O 2 , 但不会分解葡萄糖 ,A 、 B 、 C 三项均错误 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 23 - 必备知识 核心素养 关键能力 【易错警示】关于细胞呼吸的场所与过程的易错点 (1) 线粒体是进行有氧呼吸的主要场所 , 但部分原核生物无线粒体 , 也能进行有氧呼吸。 (2) 无线粒体的真核生物 ( 或细胞 ) 只能进行无氧呼吸 , 如哺乳动物成熟的红细胞等。 (3) 细胞呼吸释放的能量 , 大部分以热能的形式散失 , 少部分以化学能的形式储存在 ATP 中。 (4) 人体内产生的 CO 2 只是有氧呼吸产生的 , 人体无氧呼吸的产物是乳酸 , 无 CO 2 。 (5) 脂肪进行有氧呼吸时消耗 O 2 的量与产生 CO 2 的量不相等。脂肪与葡萄糖相比 , 含 H 量高 , 因此有氧呼吸消耗 O 2 的量大于产生 CO 2 的量 。 - 24 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 考查细胞呼吸类型的判断与计算 2 .(2019 福建龙岩质检 ) 下表是探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果 , 下列叙述错误的是 ( 　　 ) A. 氧浓度为 a 时 , 酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸 B. 氧浓度为 b 时 , 酵母菌在线粒体中产生了 6 mol 二氧化碳 C. 氧浓度为 c 时 , 酵母菌在线粒体内膜上消耗了 9 mol 的氧气 D. 氧浓度为 d 时 , 酵母菌在线粒体内氧化分解了 5 mol 的葡萄糖 答案 解析 解析 关闭 氧浓度为 a 时 , 产生的 CO 2 量与酒精量相等 , 酵母菌只进行了无氧呼吸 , 场所在细胞质基质 ,A 项正确 ; 氧浓度为 b 时 , 无氧呼吸产生的 CO 2 的量为 6.5 mol, 则有氧呼吸产生的 CO 2 的量为 12.5-6.5=6(mol), 产生 CO 2 的场所是线粒体基质中 ,B 项正确 ; 氧浓度为 c 时 , 无氧呼吸产生的 CO 2 的量为 6 mol, 则有氧呼吸产生的 CO 2 的量为 15-6=9(mol), 有氧呼吸产生的 CO 2 的量与消耗的 O 2 量相同 , 消耗 O 2 的场所是线粒体内膜 ,C 项正确 ; 氧浓度为 d 时 , 酵母菌只进行有氧呼吸 , 产生的 CO 2 为 30 mol, 则消耗了 5 mol 的葡萄糖 , 葡萄糖不在线粒体内氧化分解 , 是在细胞质基质中 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 25 - 必备知识 核心素养 关键能力 审题指导 分析表格 :(1) 氧浓度为 a 时 , 产生的酒精量与 CO 2 的量相等 , 说明只进行 无氧呼吸 ;(2) 氧浓度为 b 和 c 时 , 产生的酒精量 小于 CO 2 的量 , 说明进行 有氧呼吸和无氧呼吸 ;(3) 氧浓度为 d 时 , 产生的酒精量为 0 , 说明进行 有氧呼吸 。 - 26 - 必备知识 核心素养 关键能力 【拓展点拨】 1 . 判断细胞呼吸方式的三大依据 ( 以葡萄糖为底物 ) - 27 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 有氧呼吸和无氧呼吸 ( 产生酒精 ) 的有关计算 (1) 消耗等量的葡萄糖时 , 产生的 CO 2 的物质的量之比 , 无氧呼吸 ∶ 有氧呼吸 =1 ∶ 3 。 (2) 产生等量的 CO 2 时 , 消耗的葡萄糖的物质的量之比 , 无氧呼吸 ∶ 有氧呼吸 =3 ∶ 1 。 - 28 - 必备知识 核心素养 关键能力 影响细胞呼吸的环境因素及 应用 1 . 影响细胞呼吸的外部 因素分析 酶的活性　 - 29 - 必备知识 核心素养 关键能力 零上低温 昼夜温差 氧气浓度 减弱 - 30 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 细胞呼吸原理的应用 (1) 对有氧呼吸原理的应用 ① 包扎伤口应选用 　　　　 的敷料 , 抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。   ② 提倡慢跑等有氧运动 , 使细胞进行 　　　　　　　 , 避免肌细胞产生大量 　　　　 。   ③ 稻田定期排水有利于根系 　　　　　　　　 , 防止幼根因缺氧变黑、腐烂。   ④ 利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。 (2) 对无氧呼吸原理的应用 ① 利用粮食通过 　　　　　　 发酵可以生产各种酒。   ② 破伤风芽孢杆菌可通过 　　　　　　　　 进行大量繁殖 , 较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。   透气 有氧呼吸 乳酸　 有氧呼吸 酵母菌 无氧呼吸 - 31 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 必修 1 第 95 页 “ 旁栏思考题 ”) 用酵母菌酿制的葡萄酒 , 其酒精度为何只能维持在 12%~16%?   提示 : 一般来说 , 如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多 , 会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下 , 随着发酵产物 ( 如酒精 ) 的增多 , 营养物质的减少以及 pH 发生变化等的影响 , 繁殖速率逐渐下降 , 死亡率逐渐上升 , 酒精发酵最终就会停止。故葡萄酒的酒精度不会继续上升。 - 32 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 同一叶片在不同生长发育时期 , 其细胞呼吸速率有差异。 ( 　　 ) (2) 严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。 ( 　　 ) (3) 粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。 ( 　　 ) (4) 温室大棚中 , 可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。 ( 　　 ) (5) 皮肤破损较深的患者 , 应及时到医院注射破伤风抗毒血清。 ( 　　 ) (6) 剧烈运动时 , 氧气供应不足 , 肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。 ( 　　 ) √ × × √ √ × - 33 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 细胞呼吸的影响因素 ( 科学思维 ) 依据下列图解回答问题 。 - 34 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 从图中能找到哪些影响细胞呼吸的外界因素 ? 简述它们影响细胞呼吸的原理 。 (2) 图甲、乙都表示某种子 CO 2 释放量和 O 2 吸收量的变化。两图中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸和两种呼吸方式共存的对应点或段分别是什么 ? ( 3) 图丙表示 O 2 浓度和温度对某种子有氧呼吸速率的影响。与 B 点相比 , 限制 C 点有氧呼吸速率的因素是什么 ? 提示 : O 2 浓度和温度。 O 2 作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速率和性质 , 温度主要影响酶的活性而影响细胞呼吸 。 提示 : 只进行无氧呼吸的是甲中 O 2 浓度为 a 时、乙中 A 点 ; 只进行有氧呼吸的是甲中 O 2 浓度为 d 时、乙在 C 点之后 ( 含 C 点 ); 两种呼吸方式共存的是甲中 O 2 浓度为 b 、 c 时及乙中 AC 段 ( 不含 A 、 C 点 ) 。 提示 : O 2 浓度和温度 。 - 35 - 必备知识 核心素养 关键能力 【解疑释惑】细胞呼吸影响因素的四点注意 (1) 完全无氧条件下 , 细胞呼吸强度并不为零 , 因为此时细胞可以进行无氧呼吸。 (2) 影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度 , 可采取供水、升温、增氧等措施 ; 若需要降低细胞呼吸强度 , 可以采取干燥、低温、低氧等措施。 (3) 储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储存时都应在低温、低氧条件下 , 低温以不破坏植物组织为标准 , 一般为零上低温 ; 种子储存时应保持干燥 , 而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。 (4) 内部因素也会影响细胞呼吸的强度 , 如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。 - 36 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 考查影响细胞呼吸的因素 1 . 科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响 , 结果如图所示。下列叙述正确的是 ( 　　 ) - 37 - 必备知识 核心素养 关键能力 A.20 h 内 , 果肉细胞产生 ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体 B.50 h 后 ,30 ℃ 条件下果肉细胞没有消耗 O 2 , 密闭罐中 CO 2 浓度会增加 C.50 h 后 ,30 ℃ 的有氧呼吸速率比 2 ℃ 和 15 ℃ 小 , 是因为温度高使酶活性降低 D. 实验结果说明 , 温度越高 , 果肉细胞有氧呼吸速率越大 答案 : B 　 解析 : 果肉细胞不能进行光合作用 , 其产生 ATP 的场所有细胞质基质、线粒体 ,A 项错误 ;50 h 后 ,30 ℃ 条件下果肉细胞没有消耗 O 2 , 是由于此温度条件下酶的活性较高 , 有氧呼吸已将 O 2 消耗殆尽 , 以后仅进行无氧呼吸 , 故密闭罐中 CO 2 浓度会增加 ,B 项正确 ,C 项错误 ; 在一定的温度范围内 , 温度越高 , 果肉细胞有氧呼吸速率越大 ,D 项错误。 - 38 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】影响细胞呼吸的内部 因素分析 - 39 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 考查细胞呼吸原理在生产上的应用 2 . 蚕豆种子萌发过程中 CO 2 释放速率和 O 2 吸收速率的变化趋势如图所示。下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 种子在破土前干重一直在减小 B.48 h 后细胞呼吸底物不只是糖类 C. 二氧化碳的产生场所为线粒体基质和细胞质基质 D.12~24 h 期间 , 细胞呼吸的主要方式为有氧呼吸 答案 解析 解析 关闭 种子在破土前不能进行光合作用 , 只进行细胞呼吸 , 故干重一直在减小 ;48 h 后细胞吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量 , 说明底物不只是糖类 , 可能有脂肪 ; 二氧化碳的产生场所除了线粒体基质 , 还有细胞质基质 ;12~24 h 期间 , 二氧化碳释放量明显大于氧气吸收量 , 说明细胞呼吸的主要方式为无氧呼吸。 答案 解析 关闭 D - 40 - 必备知识 核心素养 关键能力 审题指导 (1) 在 12~24 h 期间 , 呼吸速率 逐渐增强 , 在此期间细胞呼吸的主要方式和产物 : 以无氧呼吸为主 , 产生酒精和二氧化碳 。 (2) 从第 12 h 到胚根长出期间 , 萌发种子的干物质 总量会减少 。 (3) 种子萌发 48 h 后 , 氧气的消耗量 大于 二氧化碳的释放量。 - 41 - 必备知识 核心素养 关键能力 【拓展点拨】种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线 解读 (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 , 细胞呼吸产生的 CO 2 要比 O 2 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 O 2 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 ) 。 - 42 - 实验解读 应用探究 链接高考 1 . 实验 原理 变 混浊 灰绿色 - 43 - 实验解读 应用探究 链接高考 2 . 实验步骤 (1) 配制酵母菌培养液 ( 酵母菌 + 葡萄糖溶液 ) 。 (2) 检测 CO 2 的产生 , 装置如下图所示。 (3) 检测酒精的产生 : 自 B 、 D 中各取 2 mL 酵母菌培养液的滤液分别注入编号为 1 、 2 的两支试管中 → 分别滴加 0.5 mL 溶有 0.1 g 　　　　　　　　 的浓硫酸溶液 → 振荡并观察溶液的颜色变化。   NaOH 溶液 石灰水 石灰水 重铬酸 钾 - 44 - 实验解读 应用探究 链接高考 3 . 实验 现象 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 , 　　　　　　　　　　　　 ; 在无氧条件下 , 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   变混浊快 变混浊慢 产生 CO2 多而快　 产生酒精 , 还产生少量 CO2 - 45 - 实验解读 应用探究 链接高考 【注意事项】实验成功关键点分析 (1) 实验装置 : 甲组探究酵母菌的有氧呼吸 , 乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验 , 设置的是有氧、无氧条件。 (2) 通入 B 瓶的空气中不能含有 CO 2 , 以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的 CO 2 所致。 (3)D 瓶应封口放置一段时间 , 待酵母菌将 D 瓶中的氧气消耗完 , 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 , 确保通入澄清石灰水中的 CO 2 是由酵母菌无氧呼吸产生的。 - 46 - 实验解读 应用探究 链接高考 5 . 实验拓展 : 液滴移动法探究细胞呼吸的方式 (1) 探究装置 : 欲确认某生物的细胞呼吸方式 , 应设置两套实验装置 , 如图所示 ( 以发芽种子为例 ) 。 - 47 - 实验解读 应用探究 链接高考 (2) 结果 结论 - 48 - 实验解读 应用探究 链接高考 (3) 误差校正 : 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。 - 49 - 实验解读 应用探究 链接高考 1 . 如图为 “ 探究酵母菌的呼吸方式 ” 的实验装置 , 下列有关叙述正确的是 ( 　　 ) A. 该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验 , 其中乙组作为对照组 B. 若向 b 瓶和 d 瓶中加入酸性重铬酸钾溶液 , 则 d 瓶内的溶液会变黄 - 50 - 实验解读 应用探究 链接高考 C . 可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短来检测 CO 2 的产生速率 D. 若 c 瓶和 e 瓶中溶液都变混浊 , 不能据此判断酵母菌的呼吸 方式 答案 : C 　 解析 : 两组实验的实验结果都未知 , 都是实验组 ,A 项错误。 d 瓶进行无氧呼吸 , 生成酒精 , 在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应变成灰绿色 , 而 b 瓶进行有氧呼吸 , 不生成酒精 , 无灰绿色出现 ,B 项错误。 b 瓶进行有氧呼吸 , 产生 CO 2 速率较快 , 溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短 , 石灰水变混浊较快 ( 混浊量较大 );d 瓶进行无氧呼吸 , 产生 CO 2 速率较慢 , 溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长 , 石灰水变混浊较慢 ( 混浊量较小 ),C 项正确 ,D 项错误。 - 51 - 实验解读 应用探究 链接高考 2 . 如图中三个装置可用于研究萌发种子细胞呼吸的方式及其产物 , 下列有关分析不正确的是 ( 　　 ) - 52 - 实验解读 应用探究 链接高考 A. 甲装置可用于探究细胞呼吸是否产生热量 B. 乙装置有色液滴向左移动 , 说明种子萌发只进行有氧呼吸 C. 丙装置可用于探究萌发种子的细胞呼吸是否产生 CO 2 D. 三个装置中的种子都必须进行消毒处理 , 且都需要设置对照实验 答案 : B 　 解析 : 甲装置的温度计可测定温度的变化 , 可用于探究细胞呼吸是否产生热量 ,A 项正确 ; 乙装置小烧杯中的 NaOH 可吸收 CO 2 , 乙瓶中气压变化是萌发种子吸收 O 2 引起的 , 则有色液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗的氧气 , 因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸 , 但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸 ,B 项错误 ; 丙装置中澄清石灰水可检测是否有二氧化碳 , 因此该装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生 CO 2 ,C 项正确 ; 微生物也会进行细胞呼吸 , 所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理 , 且都需要设置对照实验 ,D 项正确。 - 53 - 实验解读 应用探究 链接高考 1 .(2019 全国 Ⅱ ) 马铃薯块茎储藏不当会出现酸味 , 这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖 B. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来 C. 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 ATP D. 马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生 答案 解析 解析 关闭 本题以马铃薯块茎细胞的无氧呼吸为背景考查产生乳酸的无氧呼吸的过程及物质和能量的变化。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸 , 底物一般是葡萄糖 ,A 项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的 ,B 项正确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段 , 即葡萄糖分解成丙酮酸的过程 , 可产生 ATP,C 项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无氧呼吸产生乳酸 , 氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 54 - 实验解读 应用探究 链接高考 2 .(2019 全国 Ⅲ ) 若将 n 粒玉米种子置于黑暗中使其萌发 , 得到 n 株黄化苗。那么 , 与萌发前的这 n 粒干种子相比 , 这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为 ( 　　 ) A. 有机物总量减少 , 呼吸强度增强 B. 有机物总量增加 , 呼吸强度增强 C. 有机物总量减少 , 呼吸强度减弱 D. 有机物总量增加 , 呼吸强度减弱 答案 解析 解析 关闭 此题的切入点是种子萌发过程中物质和能量的变化。在黑暗中萌发的种子 , 进行细胞呼吸 , 消耗有机物 , 种子中的有机物总量减少 ; 种子在萌发时吸收水分 , 细胞中的自由水增多 , 呼吸强度增强 ,A 项正确。 答案 解析 关闭 A - 55 - 实验解读 应用探究 链接高考 3 .(2018 全国 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 答案 解析 解析 关闭 本题解题的切入点是细胞内水的存在形式及水与细胞代谢的关系。水在细胞中以自由水和结合水的形式存在 , 细胞内的许多生物化学反应都需要自由水的参与。风干种子细胞中自由水与结合水的比值低 , 使细胞的呼吸作用减弱 , 有机物的消耗减慢 ,A 项正确 ,C 项错误 ,D 项正确 ; 风干种子含水量很低 , 抑制了风干种子上微生物的代谢活动 , 微生物在风干种子上不易生长繁殖 ,B 项正确。 答案 解析 关闭 C - 56 - 实验解读 应用探究 链接高考 4 .(2018 全国 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 答案 解析 解析 关闭 本题以呼吸作用和光合作用考查细胞的代谢过程。呼吸作用与光照无关 , 故 A 项正确。每一营养级生物获得的总能量都有一部分用于呼吸作用 ,B 项正确。有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是 CO 2 、 H 2 O 和乳酸或 CO 2 、酒精 ,C 项错误。植物光合作用的光反应阶段合成 ATP, 呼吸作用过程中也合成 ATP,D 项正确。 答案 解析 关闭 C