(江蘇專版)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 第2講 ATP與細(xì)胞呼吸講義(含解析)(必修1)
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1、 (江蘇專版)2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第三單元 第2講 ATP與細(xì)胞呼吸講義(含解析)(必修1) [思維導(dǎo)圖·成一統(tǒng)] [巧學(xué)助記] 巧用數(shù)字“一、二、三”記憶ATP的組成 [基礎(chǔ)速練·固根基] 1.判斷下列敘述的正誤 (1)ATP由3個(gè)磷酸基團(tuán)和1個(gè)腺嘌呤構(gòu)成(×) (2)ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后是RNA的基本組成單位(√) (3)ATP水解為ADP釋放的能量來自于高能磷酸鍵(√) (4)ATP的合成與分解都需要酶的催化,但不都需要水作為反應(yīng)底物(√) (5)ATP和葡萄糖都含有能量但不都是有機(jī)物(×) (6)ATP≠能量,ATP是一種
2、高能磷酸化合物,是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不能將兩者等同起來(√) (7)人在寒冷時(shí),腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多,細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加(√) (8)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜和葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP(×) (9)ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),但它在細(xì)胞中的含量很少,ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化(√) (10)活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進(jìn)行(×) (11)無氧條件下,光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(×) 2.據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)示意圖填空 (1)圖中A表示腺嘌呤,①是腺苷,②是腺嘌呤核糖核苷酸,③是ADP,④是ATP,⑤是普通化學(xué)鍵,⑥是
3、高能磷酸鍵。 (2)據(jù)圖確定ATP與RNA的關(guān)系是:ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。 3.據(jù)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化圖填表 項(xiàng)目 ATP的合成 ATP的水解 反應(yīng)式 ADP+Pi+能量 ATP+H2O ATP+H2OADP+Pi+能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量來源 光能(光合作用)、 化學(xué)能(細(xì)胞呼吸) 儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量 能量去路 儲(chǔ)存于形成的高能磷酸鍵中 用于各項(xiàng)生命活動(dòng) 反應(yīng)場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 生物體的需能部位 [題組練透·過考點(diǎn)] 題組一 ATP的結(jié)
4、構(gòu)和功能及ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 1.(2018·浙江選考)ATP是細(xì)胞中的能量通貨。下列敘述正確的是( ) A.ATP中的能量均來自細(xì)胞呼吸釋放的能量 B.ATP—ADP循環(huán)使得細(xì)胞儲(chǔ)存了大量的ATP C.ATP水解形成ADP時(shí)釋放能量和磷酸基團(tuán) D.ATP分子中的2個(gè)高能磷酸鍵不易斷裂水解 解析:選C 光合作用的光反應(yīng)階段和細(xì)胞呼吸均可以產(chǎn)生ATP。ATP在細(xì)胞中易于再生,ATP—ADP循環(huán)不會(huì)使得細(xì)胞儲(chǔ)存大量的ATP。ATP水解形成ADP和磷酸基團(tuán),同時(shí)釋放能量。ATP中的2個(gè)高能磷酸鍵比較不穩(wěn)定,易斷裂水解。 2.ATP是細(xì)胞的能量通貨,是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),下圖為A
5、TP的結(jié)構(gòu)及ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.圖1中的A代表腺苷,b、c為高能磷酸鍵 B.圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 D.酶1和酶2催化作用的機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能 解析:選A 圖1中A表示腺嘌呤,b、c是高能磷酸鍵。ATP水解時(shí)遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂。酶催化作用具有高效性,作用機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能。 [易錯(cuò)點(diǎn)撥] 澄清對ATP認(rèn)識(shí)上的四個(gè)易誤點(diǎn) 誤認(rèn)為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng) 指正 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中,物質(zhì)可重復(fù)利用,但能量不可循環(huán)利用 誤
6、認(rèn)為ATP轉(zhuǎn)化為ADP不消耗水 指正 ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”,這一過程需要酶的催化,同時(shí)也需要消耗水 誤認(rèn)為ATP就是能量 指正 ATP是一種高能磷酸化合物,是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不能將兩者等同起來 誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP 指正 生命活動(dòng)需要消耗大量能量,但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用,只要提供能量(光能或化學(xué)能),生物體就可不斷合成ATP,滿足生物體的需要 題組二 ATP與DNA、RNA在物質(zhì)組成上的比較 3.在下列六種化合物的化學(xué)組成中,“○”中所對應(yīng)的含義最接近的是( ) A.①和② B.①和③
7、 C.③和④ D.⑤和⑥ 解析:選D 根據(jù)題意知“○”中所對應(yīng)的含義分別為:①是一磷酸腺苷,即AMP,②是腺嘌呤,③是DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸,④是RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸,⑤是腺苷,⑥是腺苷。 題組三 ATP與新陳代謝的關(guān)系 4.(2016·海南高考)下列有關(guān)植物細(xì)胞能量代謝的敘述,正確的是( ) A.含有兩個(gè)高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一 B.加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成減少,ATP生成增加 C.無氧條件下,丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成 D.光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中都有ATP合成 解析:選D DNA的全
8、稱是脫氧核糖核酸,基本組成單位是脫氧核糖核苷酸(簡稱脫氧核苷酸),不是ATP;呼吸抑制劑抑制呼吸作用,會(huì)使ATP生成減少;無氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP;光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以進(jìn)行有氧呼吸,葉綠體進(jìn)行光合作用,均可產(chǎn)生ATP。 5.(2014·江蘇高考)下列生命活動(dòng)中不需要ATP提供能量的是( ) A.葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí) B.吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程 C.淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖 D.細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈 解析:選C 葉肉細(xì)胞合成的糖如葡萄糖通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入果實(shí)細(xì)胞需要消耗ATP;吞噬細(xì)胞吞噬病原體依賴膜的流動(dòng)性,需要消耗ATP;淀粉酶催化淀粉水解的
9、過程不需要消耗能量,如人體腸道中食物的消化;氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要消耗ATP。 [歸納拓展] 多角度理解ATP的合成與水解 [思維導(dǎo)圖·成一統(tǒng)] 細(xì)胞呼吸三過程,有氧無氧一段同, 葡(萄)糖分解丙酮?dú)?,還要釋放少量能。 有氧呼吸二階段,丙酮和水來反應(yīng), 能量CO2還原氫,線(粒)體基質(zhì)內(nèi)完成。 有氧呼吸三階段,O2氧化還原氫, 大量能量水生成,線(粒)體內(nèi)膜來完成。 無氧呼吸二階段,還原物質(zhì)不放能。 [基礎(chǔ)速練·固根基] 1.判斷有關(guān)細(xì)胞呼吸敘述的正誤 (1)有氧和無氧時(shí),酵母菌呼吸作用產(chǎn)物不同(
10、√) (2)肺炎雙球菌無線粒體,但能進(jìn)行有氧呼吸(√) (3)乳酸菌細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生[H],第二階段消耗[H](√) (4)葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發(fā)生在有氧時(shí)細(xì)胞的呼吸作用(×) (5)種子風(fēng)干脫水后呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)(×) (6)無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸(×) (7)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水(×) (8)無氧呼吸不需要O2的參與,該過程最終有[H]的積累(×) (9)有氧呼吸第二、三階段都能產(chǎn)生大量ATP(×) (10)細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行(√) (11)需氧型細(xì)菌有氧呼吸的主要場所是線粒體(×) (12)人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的CO2
11、是有氧呼吸和無氧呼吸共同的產(chǎn)物(×) (13)進(jìn)行有氧呼吸的細(xì)胞中肯定含有與有氧呼吸有關(guān)的酶(√) 2.在反應(yīng)式中用箭頭標(biāo)明有氧呼吸中氧元素的來源和去路 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 3.填寫有關(guān)有氧呼吸和無氧呼吸異同點(diǎn) 項(xiàng)目 有氧呼吸 無氧呼吸 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O2、酶 不需O2、需酶 產(chǎn)物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 能量 大量 少量 特點(diǎn) 有機(jī)物徹底分解,能量完全釋放 有機(jī)物沒有徹底分解,能量沒有完全釋放 聯(lián)系 葡萄糖分解為丙酮酸階段完全相同 實(shí)質(zhì) 分解有機(jī)物,釋放
12、能量,合成ATP 意義 為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量 4.據(jù)生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解填空 (1)圖中A是丙酮酸,其產(chǎn)生的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (2)反應(yīng)①②③④中,必須在有氧條件下進(jìn)行的是②,可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是①②④。(填圖中序號(hào)) (3)蘋果貯藏久了,會(huì)有酒味產(chǎn)生,其原因是發(fā)生了圖中①③過程;而馬鈴薯塊莖貯藏久了卻沒有酒味產(chǎn)生,其原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進(jìn)行了圖中①④過程。(填圖中序號(hào)) (4)糧食貯藏過程中有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象,這是因?yàn)榉N子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。 (5)如果有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比為1∶3。 [師
13、說考點(diǎn)·解疑難] 1.有氧呼吸過程分析 (1)反應(yīng)物、生成物及元素轉(zhuǎn)移: (2)細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路: 來源 去路 [H] 有氧呼吸:C6H12O6和H2O;無氧呼吸:C6H12O6 有氧呼吸:與O2結(jié)合生成水;無氧呼吸:還原丙酮酸 ATP 有氧呼吸:三個(gè)階段都產(chǎn)生 無氧呼吸:只在第一階段產(chǎn)生 用于各項(xiàng)生命活動(dòng) (3)能量的釋放與去向: ①有氧呼吸三個(gè)階段都釋放能量產(chǎn)生ATP,而無氧呼吸只在第一階段釋放能量產(chǎn)生ATP。 ②細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分以熱能散失,少部分轉(zhuǎn)移到ATP中。 2.不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同 [研
14、透考情·備高考] 考向一 細(xì)胞呼吸反應(yīng)物、生成物及場所的對應(yīng)關(guān)系 1.(2016·江蘇高考,多選)突變酵母的發(fā)酵效率高于野生型,常在釀酒工業(yè)發(fā)酵中使用。右圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過程,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A.突變酵母乙醇代謝途徑未變 B.突變酵母幾乎不能產(chǎn)生[H] C.氧氣充足時(shí),野生型酵母種群增殖速率大于突變體 D.通入氧氣后,突變酵母產(chǎn)生ATP的主要部位是線粒體 解析:選BD 據(jù)圖分析可知,與野生型酵母相比,突變酵母乙醇代謝途徑未變,只是線粒體中的呼吸鏈中斷;分析題圖可知,突變酵母可以進(jìn)行無氧呼吸,在第一階段能夠產(chǎn)生[H];氧氣充足時(shí),野生型酵母可進(jìn)行有氧呼吸,產(chǎn)生能
15、量多,通過出芽生殖快速繁殖后代,而突變酵母不能進(jìn)行有氧呼吸,產(chǎn)生的能量少,繁殖的速率慢;據(jù)圖可知,突變酵母的呼吸鏈中斷,通入氧氣后,突變酵母產(chǎn)生ATP的部位只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 2.下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程,a~e表示物質(zhì),①~④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 B.圖中物質(zhì)c為[H],它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生 C.圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期,其中e為ATP D.①④③過程為有氧呼吸的三個(gè)階段,其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2 解析:選D 題圖為細(xì)胞呼吸的全過程,①②過程為無氧呼吸,①④③過程為有
16、氧呼吸,a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精;催化反應(yīng)②和④的酶分別存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中;無氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H]。 [歸納拓展] 反應(yīng)物、生成物、場所與呼吸類型的關(guān)系 考向二 細(xì)胞呼吸類型的判斷 3.“有氧運(yùn)動(dòng)”近年來成為一個(gè)很流行的詞匯,得到很多學(xué)者和專家的推崇,它是指人體吸入的氧氣與需求的相等,達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與血液中乳酸含量和氧氣消耗率的關(guān)系。結(jié)合所學(xué)知識(shí),分析下列說法正確的是( ) A.a(chǎn)b段為有氧呼吸,bc段為有氧呼吸和無氧呼吸,cd段為無氧呼吸 B.運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于c后,肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)
17、生量將大于O2消耗量 C.無氧呼吸使有機(jī)物中的能量大部分以熱能散失,其余儲(chǔ)存在ATP中 D.若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長時(shí)間超過c,會(huì)因?yàn)槿樗嵩黾佣辜∪馑崦浄α? 解析:選D 從圖中乳酸含量和O2消耗速率變化可判斷,ab段為有氧呼吸,bc段開始出現(xiàn)無氧呼吸,cd段有氧呼吸和無氧呼吸并存,但bc段有氧呼吸占優(yōu)勢,cd段有氧呼吸強(qiáng)度不再增加,無氧呼吸強(qiáng)度逐漸上升;運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于c后,雖然無氧呼吸增強(qiáng),但人體無氧呼吸不產(chǎn)生CO2,有氧呼吸中CO2的產(chǎn)生量等于O2消耗量;無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,乳酸中仍儲(chǔ)存有部分能量;運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長時(shí)間超過c點(diǎn),無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸增加而使肌肉酸脹乏力。 4.有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培
18、養(yǎng)液,當(dāng)通入不同濃度的O2時(shí),其產(chǎn)生的酒精和CO2的物質(zhì)的量如下圖所示。據(jù)圖中信息推斷,錯(cuò)誤的是( ) A.當(dāng)O2濃度為a時(shí),酵母菌沒有有氧呼吸,只有無氧呼吸 B.當(dāng)O2濃度為b和d時(shí),酵母菌細(xì)胞呼吸的過程有所不同 C.當(dāng)O2濃度為c時(shí),有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵 D.a(chǎn)、b、c、d不同氧濃度下,細(xì)胞都能產(chǎn)生[H]和ATP 解析:選C 當(dāng)O2濃度為a時(shí),酒精產(chǎn)生量與CO2產(chǎn)生量相等,說明此時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸;當(dāng)O2濃度為b時(shí),產(chǎn)生CO2的量多于酒精的,說明酵母菌還進(jìn)行了有氧呼吸,當(dāng)O2濃度為d時(shí),沒有酒精產(chǎn)生,說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸,因此b、d的細(xì)胞呼吸過程有所不同;
19、當(dāng)O2濃度為c時(shí),產(chǎn)生6 mol酒精的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生6 mol CO2,需要消耗3 mol葡萄糖,剩余的9 mol CO2來自有氧呼吸,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發(fā)酵;無論是無氧呼吸還是有氧呼吸都會(huì)產(chǎn)生[H]和ATP。 [方法規(guī)律] “三看法”判斷呼吸的類型 (1)一看反應(yīng)物和產(chǎn)物。 ①消耗氧氣或產(chǎn)物中有水,一定是有氧呼吸。 ②產(chǎn)物中有酒精或乳酸,一定是無氧呼吸。 (2)二看物質(zhì)的量的關(guān)系。 ①無CO2產(chǎn)生:乳酸發(fā)酵。 ②不消耗O2,但產(chǎn)生CO2:酒精發(fā)酵。 ③消耗O2量=產(chǎn)生CO2量:有氧呼吸。 ④消耗O2量<產(chǎn)生CO2量:有氧呼吸、無氧呼
20、吸。 根據(jù)產(chǎn)生CO2與消耗O2的多少,又分為以下三種情況: VCO2/VO2=4/3 有氧呼吸=無氧呼吸 VCO2/VO2>4/3 有氧呼吸<無氧呼吸 VCO2/VO2<4/3 有氧呼吸>無氧呼吸 (3)三看反應(yīng)的場所。 ①真核生物體內(nèi)若只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,則為無氧呼吸。 ②若有線粒體參與,則存在有氧呼吸。 考向三 有氧呼吸與無氧呼吸的相關(guān)計(jì)算 5.現(xiàn)有一瓶葡萄糖液,內(nèi)置有適量的酵母菌,經(jīng)測定瓶中放出CO2的體積與吸收O2的體積比為7∶6,這是因?yàn)?假設(shè)兩種呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( ) A.有1/3的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 B.有6/7的酵母菌在進(jìn)行有
21、氧呼吸 C.有2/3的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 D.有1/7的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸 解析:選C 有氧呼吸中吸入的O2和生成的CO2物質(zhì)的量比例為1∶1,無氧呼吸中不耗氧,消耗1 mol葡萄糖凈生成2 mol CO2。假設(shè)進(jìn)行有氧呼吸的酵母菌的比例為X,則進(jìn)行無氧呼吸的酵母菌的比例為1-X,故[6X+2(1-X)]∶6X=7∶6,求解X=2/3,故有2/3的酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸。 6.在a、b、c、d條件下,測得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對值如下表所示。底物是葡萄糖,則下列敘述正確的是( ) 條件 a b c d CO2釋放量 10 8 6 7 O2吸收
22、量 0 3 4 7 A.a條件下,呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸 B.b條件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C.c條件下,無氧呼吸最弱 D.d條件下,產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體 解析:選D a條件下,不吸收O2,但產(chǎn)生CO2,故只進(jìn)行無氧呼吸,呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精;b條件下,既有有氧呼吸又有無氧呼吸,有氧呼吸消耗體積為3的O2,產(chǎn)生體積為3的CO2,消耗葡萄糖的相對量為0.5,無氧呼吸產(chǎn)生體積為5的CO2,消耗葡萄糖的相對量為2.5;c條件下,同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸;d條件下,只進(jìn)行有氧呼吸,無氧呼吸為0,產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體。 [歸納拓展] 細(xì)胞呼
23、吸過程中的比值歸納 (1)反應(yīng)物與產(chǎn)物之間的比值: ①有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。 ②無氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。 (2)一定條件下的比值: ①消耗等量的葡萄糖時(shí),無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。 ②消耗等量的葡萄糖時(shí),有氧呼吸消耗O2的物質(zhì)的量與有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為3∶4。 [師說考點(diǎn)·解疑難] 1.實(shí)驗(yàn)原理 2.實(shí)驗(yàn)步驟 3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 條件 澄清的石灰水的變化/ 出現(xiàn)變化的時(shí)間 重鉻酸鉀—濃硫酸溶液 甲組(有氧) 變混濁/快 無變化 乙組
24、(無氧) 變混濁/慢 出現(xiàn)灰綠色 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 (2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。 [研透考情·備高考] 1.(2018·天津高考)為探究酵母菌的呼吸方式,在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液,密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中的O2和CO2相對含量變化見下圖。有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( ) A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B.t3時(shí),培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時(shí)快 C.若降低10 ℃培養(yǎng),O2相對含量達(dá)到穩(wěn)
25、定所需時(shí)間會(huì)縮短 D.實(shí)驗(yàn)后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色 解析:選C t1→t2,培養(yǎng)液中O2相對含量下降,但與0→t1段相比,下降幅度變小,故酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降;t3時(shí),培養(yǎng)液中O2相對含量比較低,酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸;t1時(shí),培養(yǎng)液中O2相對含量較高,酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸。t3時(shí)無氧呼吸產(chǎn)生CO2的速率與t1時(shí)產(chǎn)生CO2的速率近似相等,相同量的葡萄糖無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比有氧呼吸少,可見t3時(shí)培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時(shí)快;由題意可知,曲線是在最適溫度下獲得的,若降低10 ℃培養(yǎng),則呼吸速率下降,O2相對含量達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間會(huì)延長;因酵母菌在后期
26、進(jìn)行了長時(shí)間的無氧呼吸,產(chǎn)生了酒精,故實(shí)驗(yàn)后的培養(yǎng)液濾液加入適量橙色的酸性重鉻酸鉀溶液后,會(huì)變成灰綠色。 2.下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)裝置,有關(guān)敘述正確的是( ) A.該實(shí)驗(yàn)需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對比實(shí)驗(yàn),其中乙組作為對照組 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(huì)變黃 C.可根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)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)此判斷酵母菌的呼吸方式 解析:選C 該對比實(shí)驗(yàn)兩組都未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果,都是實(shí)驗(yàn)組。d瓶進(jìn)行無氧呼吸,生成酒精,在酸性條件下與重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色,而b瓶進(jìn)行有氧呼吸,不
27、生成酒精,無灰綠色出現(xiàn)。b瓶有氧呼吸,產(chǎn)生CO2速率較快,溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)間較短,石灰水變混濁較快(混濁量較大);d瓶無氧呼吸,產(chǎn)生CO2速率較慢,溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)間較長,石灰水變混濁較慢(混濁量較小)。 3.某生物實(shí)驗(yàn)小組為探究酵母菌呼吸的有關(guān)問題,設(shè)計(jì)如右實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中,先向氣球中加入10 mL含酵母菌的培養(yǎng)液,后向氣球中注入一定量的氧氣,扎緊氣球,置于裝有30 ℃溫水的燒杯中,用重物拴住,再將整個(gè)裝置置于30 ℃的恒溫水浴鍋中。試回答: (1)為了消除各種環(huán)境因素的變化帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)設(shè)計(jì)一對照實(shí)驗(yàn),對照實(shí)驗(yàn)裝置與上述裝置相比,不同之處是___________
28、________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)開始后,實(shí)驗(yàn)組一段時(shí)間內(nèi)燒杯中液面沒有發(fā)生變化,最可能的原因是________________,如果一段時(shí)間后液面發(fā)生變化,則變化情況是________________,原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若用上述實(shí)驗(yàn)裝置探究酵母菌無氧呼吸的適宜
29、溫度,應(yīng)做兩處調(diào)整,分別是:①____________________________;②________________________________。 (4)若在研究過程中發(fā)現(xiàn)酵母菌數(shù)量先增加后下降,下降的原因可能有____________和________________。 解析:(1)設(shè)置的對照實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)是有無酵母菌,因此對照組是將氣球中的含酵母菌的培養(yǎng)液換成等量的不含酵母菌的培養(yǎng)液。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),實(shí)驗(yàn)組液面沒有變化是因?yàn)榻湍妇贿M(jìn)行有氧呼吸,產(chǎn)生的二氧化碳與消耗的氧氣體積相等。如果液面發(fā)生變化,則說明酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸,產(chǎn)生了二氧化碳,氣球膨脹,液面上升。(3)若用上
30、述實(shí)驗(yàn)裝置探究酵母菌無氧呼吸的適宜溫度,則溫度是自變量,其他變量要保持一致且適宜。由此可知上述裝置應(yīng)做的調(diào)整一是氣球中不注入氧氣,二是取若干相同裝置,并分別置于不同溫度的恒溫水浴鍋中。(4)酵母菌的數(shù)量下降可能是由于培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗,代謝產(chǎn)物積累和培養(yǎng)液pH下降等。 答案:(1)將氣球中的含酵母菌的培養(yǎng)液換成等量的不含酵母菌的培養(yǎng)液 (2)酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸 上升 酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳,氣球膨脹 (3)①氣球中不注入氧氣 ②取若干相同裝置,并分別置于不同溫度的恒溫水浴鍋中 (4)營養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗 乙醇含量過高 培養(yǎng)液的pH下降(任意兩個(gè)均可) [課堂鞏固練—小試身
31、手] 1.ATP是直接為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B.ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 解析:選D 酒精發(fā)酵過程中釋放的能量,一部分轉(zhuǎn)移至ATP中,一部分以熱能的形式釋放;物質(zhì)跨膜運(yùn)輸如主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量,能量的直接來源是ATP;ATP中有兩個(gè)高能磷酸鍵,高能磷酸鍵水解可釋放能量;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成。 2.如圖為ATP分子的結(jié)構(gòu)示意圖,①~④表示相應(yīng)虛線框內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu),a、b、c表示有關(guān)的化學(xué)鍵,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(
32、 ) A.①是腺嘌呤核苷(腺苷),是ATP中A代表的物質(zhì) B.②是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本組成單位之一 C.③是ADP,④是ATP,活細(xì)胞中ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化 D.a(chǎn)、b、c中都儲(chǔ)存著大量能量,所以ATP被稱為高能磷酸化合物 解析:選D?、偈窍汆堰屎塑?腺苷),由腺嘌呤和核糖組成,是ATP中A代表的物質(zhì);②是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本組成單位之一;③④分別是ADP和ATP,在活細(xì)胞中不斷進(jìn)行著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化;a不是高能磷酸鍵,是普通的磷酸鍵,因b、c中儲(chǔ)存著大量能量,ATP被稱為高能磷酸化合物。 3.(2019·揚(yáng)州學(xué)測模擬)如圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示
33、意圖,其中可能發(fā)生的反應(yīng)是( ) A.②處產(chǎn)生二氧化碳 B.①②③處均產(chǎn)生ATP C.②處發(fā)生[H]與O2的結(jié)合反應(yīng) D.有氧呼吸的第二階段在③處完成 解析:選A 圖中的②③分別表示線粒體的基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜,是有氧呼吸第二階段和第三階段進(jìn)行的場所。 4.(2013·江蘇高考)將圖中果酒發(fā)酵裝置改裝后用于探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn),下列相關(guān)操作錯(cuò)誤的是( ) A.探究有氧條件下酵母菌呼吸方式時(shí)打開閥a B.經(jīng)管口3取樣檢測酒精和CO2的產(chǎn)生情況 C.實(shí)驗(yàn)開始前對改裝后整個(gè)裝置進(jìn)行氣密性檢查 D.改裝時(shí)將盛有澄清石灰水的試劑瓶與管口2連通 解析:選B 打開閥a可保證氧氣的供
34、應(yīng);經(jīng)管口3取樣只能檢測酒精的產(chǎn)生情況;實(shí)驗(yàn)開始前整個(gè)裝置需進(jìn)行氣密性檢查,確保有氧、無氧條件只是通過管口1控制的;管口2連通裝有澄清石灰水的試劑瓶,通過觀察澄清石灰水的渾濁程度來檢測CO2的產(chǎn)生情況。 [課下模擬練—自我檢測] 一、選擇題 1.(2018·南京學(xué)測模擬)如圖表示ATP的結(jié)構(gòu),據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是( ) A.圖中A代表的是腺嘌呤 B.圖中b、c代表高能磷酸鍵 C.水解時(shí)b鍵更容易斷裂 D.圖中a是RNA的基本組成單位 解析:選C 圖中b、c代表高能磷酸鍵,遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵(c)更容易斷裂。 2.人骨骼肌內(nèi)的白肌細(xì)胞含少量線粒體,適合無氧呼吸、進(jìn)
35、行劇烈運(yùn)動(dòng)。白肌細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解時(shí)的產(chǎn)物有( ) ①酒精?、谌樗帷、跜O2?、蹾2O?、軦TP A.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤ 解析:選D 白肌細(xì)胞含少量線粒體,可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸,無氧呼吸時(shí)產(chǎn)物為乳酸和ATP,有氧呼吸時(shí)產(chǎn)物為CO2、H2O、ATP。 3.下列與神經(jīng)細(xì)胞有關(guān)的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.ATP能在神經(jīng)元線粒體的內(nèi)膜上產(chǎn)生 B.神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中的移動(dòng)消耗ATP C.突觸后膜上受體蛋白的合成需要消耗ATP D.神經(jīng)細(xì)胞興奮后恢復(fù)為靜息狀態(tài)消耗ATP 解析:選B 神經(jīng)元線粒體的內(nèi)膜上進(jìn)行有氧呼吸的第三階段,有
36、氧呼吸的第三階段[H]和氧氣結(jié)合形成水,同時(shí)生成大量的ATP。神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中的移動(dòng)屬于擴(kuò)散,不消耗ATP。蛋白質(zhì)的合成都需要消耗ATP。神經(jīng)細(xì)胞興奮后恢復(fù)為靜息狀態(tài)時(shí),將Na+排出細(xì)胞,是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程,需要載體蛋白協(xié)助并消耗ATP。 4.(2018·浙江選考)以酵母菌和葡萄糖為材料進(jìn)行“乙醇發(fā)酵實(shí)驗(yàn)”,裝置圖如下。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻 B.在甲試管內(nèi)的混合液表面需滴加一薄層液體石蠟以制造富氧環(huán)境 C.乙試管中澄清的石灰水變渾濁可推知酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2 D.拔掉裝有酵母菌與葡
37、萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味 解析:選B 干酵母需要用溫水化開,以保持酵母菌活性;酵母菌懸液加入葡萄糖溶液后要充分振蕩,使葡萄糖與酵母混勻充分接觸,利于發(fā)生反應(yīng)。在甲試管內(nèi)的混合液表面滴加一薄層液體石蠟以制造無氧環(huán)境,利于乙醇發(fā)酵。若乙試管中的澄清石灰水變渾濁,說明酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2。甲試管中的酵母菌進(jìn)行厭氧呼吸產(chǎn)生酒精,酒精具有揮發(fā)性,所以拔掉甲試管塞子后可聞到酒精的氣味。 5.ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物,下列有關(guān)ATP的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B.人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP,睡眠時(shí)則不消耗ATP C.在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)
38、,肌細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率增加 D.ATP分子由1個(gè)腺嘌呤核糖核苷酸和2個(gè)磷酸基團(tuán)組成 解析:選B 線粒體合成的ATP可以在細(xì)胞核中發(fā)揮作用,如DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。人在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP,睡眠時(shí)也消耗ATP,只是較少。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)因?yàn)橄哪芰慷?,所以肌?xì)胞產(chǎn)生ATP的速率加快。ATP由1個(gè)腺嘌呤核糖核苷酸和2個(gè)磷酸基團(tuán)組成,其中含2個(gè)高能磷酸鍵。 6.以下4支試管置于適合的溫度下,經(jīng)過一定時(shí)間后能產(chǎn)生ATP的是( ) 解析:選D 線粒體利用丙酮酸產(chǎn)生ATP,但丙酮酸不能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中分解;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不能利用二氧化碳合成有機(jī)物,也不能產(chǎn)生ATP;僅細(xì)胞膜破裂的真核細(xì)胞中含有線粒體,丙酮酸在線粒體中
39、分解同時(shí)產(chǎn)生ATP。 7.(2019·南通考前卷)如圖為細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.催化①②過程酶的功能及合成場所不同 B.②過程釋放的能量來自ATP分子中腺苷與磷酸基連接化學(xué)鍵的斷裂 C.①②過程均可在線粒體、葉綠體中發(fā)生 D.根據(jù)圖示可知ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化屬于可逆反應(yīng) 解析:選C 催化①②過程酶的功能不同但合成場所相同。②過程釋放的能量來自ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵的斷裂。①②過程均可在線粒體、葉綠體中發(fā)生。ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化,物質(zhì)可逆,能量不可逆。 8.下列有關(guān)ATP和酶的敘述,正確的是( ) A.細(xì)胞代謝離不
40、開酶和ATP B.酶和ATP的組成元素中都含有P C.酶的催化必然伴隨ATP的供能 D.ATP的合成和水解都離不開同一種酶的催化 解析:選A ATP的組成元素有C、H、O、N、P,酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(不含P)或RNA(含P);酶催化的反應(yīng)不一定需要ATP供能;ATP的合成和水解需要不同種酶的催化。 9.下列有關(guān)人體內(nèi)有氧呼吸和無氧呼吸的敘述,正確的是( ) A.二氧化碳只是有氧呼吸的產(chǎn)物 B.葡萄糖不能作為無氧呼吸的底物 C.無氧呼吸過程不產(chǎn)生[H] D.有氧呼吸只有第三階段產(chǎn)生ATP 解析:選A 人體有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和水,無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸;有氧呼吸和無氧呼吸的底
41、物都是葡萄糖;無氧呼吸的第一階段,葡萄糖分解形成丙酮酸、[H];有氧呼吸的第一、二階段產(chǎn)生少量的能量,第三階段產(chǎn)生大量的能量。 10.為探究酵母菌呼吸作用的方式,某小組設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)裝置。下列相關(guān)的敘述,正確的是( ) A.可以通過澄清的石灰水是否渾濁來判斷呼吸方式 B.在Ⅲ處可檢測到有酒精生成 C.NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ處的CO2 D.c和Ⅲ處液體可以用溴麝香草酚藍(lán)水溶液替代 解析:選D 通過澄清石灰水檢測有無CO2的產(chǎn)生,但酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都產(chǎn)生CO2,因此不能判斷酵母菌的呼吸方式;Ⅱ處可以檢測到有酒精生成;NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2;c和Ⅲ處有
42、CO2,可以用溴麝香草酚藍(lán)水溶液來檢測。 11.如圖表示細(xì)胞呼吸的主要過程,下列說法正確的是( ) A.過程①②只能在有氧條件下進(jìn)行 B.破傷風(fēng)桿菌和大腸桿菌能進(jìn)行過程①② C.人體中進(jìn)行過程②的場所是線粒體內(nèi)膜 D.過程①②③④都能在植物細(xì)胞中發(fā)生 解析:選D 過程①表示細(xì)胞呼吸的第一階段,在有氧和無氧條件下均可進(jìn)行;過程②表示有氧呼吸第二、三階段,只能在有氧條件下進(jìn)行。破傷風(fēng)桿菌和大腸桿菌是厭氧菌,不能進(jìn)行過程②。人體中進(jìn)行過程②的場所是線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。(不同種的)植物細(xì)胞既可進(jìn)行有氧呼吸,也可進(jìn)行產(chǎn)酒精或乳酸的無氧呼吸。 12.所有細(xì)胞都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。下列關(guān)
43、于細(xì)胞呼吸的敘述,正確的是( ) A.有氧呼吸和無氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖 B.人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌能同時(shí)產(chǎn)生乳酸和CO2 C.糖類分解釋放的能量大部分都儲(chǔ)存到ATP中 D.細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物CO2都在線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生 解析:選B 有氧呼吸和無氧呼吸都能氧化分解葡萄糖,并不是只能分解葡萄糖;人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸產(chǎn)生CO2和水,無氧呼吸產(chǎn)生乳酸;糖類分解釋放的能量大部分以熱能的形式散失了,少部分儲(chǔ)存到ATP中;細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。 13.(2018·蘇州一模,多選)如圖表示某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化
44、趨勢,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A.種子萌發(fā)前不進(jìn)行細(xì)胞呼吸 B.12~24 h期間種子主要進(jìn)行無氧呼吸 C.胚根長出后萌發(fā)種子的有氧呼吸速率逐漸增加 D.在開始光合作用之前,萌發(fā)的種子中有機(jī)物種類和含量不斷減少 解析:選AD 種子萌發(fā)前,細(xì)胞是活的,仍進(jìn)行細(xì)胞呼吸;12~24 h期間,種子消耗的O2很少,產(chǎn)生的CO2不斷增加,說明細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸;胚根長出后,消耗O2急劇增加,說明有氧呼吸速率逐漸增加;在開始光合作用之前,由于呼吸消耗,種子中有機(jī)物含量在減少,但淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)分解產(chǎn)生了很多種小分子,有機(jī)物種類增加。 14.(2019·南通一模,多選)發(fā)生在葉肉細(xì)胞
45、中的生理過程,不需要消耗ATP的是( ) A.水分解為O2和[H] B.C3的還原 C.O2和[H]結(jié)合生成水 D.CO2進(jìn)入葉綠體中 解析:選ACD 水分解產(chǎn)生[H]和O2,屬于光反應(yīng)過程,其消耗的能量來自色素吸收的光能;C3的還原屬于暗反應(yīng),需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和[H];O2與[H]結(jié)合生成水屬于有氧呼吸第三階段,該過程釋放的能量中一部分用于合成ATP;CO2通過生物膜的方式是自由擴(kuò)散,不需要消耗ATP。 15.(2019·南通考前卷,多選)如圖是人體內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)化成脂肪的部分過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.長期偏愛高糖膳食的人體內(nèi),圖示過程會(huì)加強(qiáng),進(jìn)
46、而導(dǎo)致體內(nèi)脂肪積累 B.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化過程①的酶,該過程會(huì)產(chǎn)生少量[H]和ATP C.酒精是過程②產(chǎn)生的二碳化合物之一 D.在糖尿病患者體內(nèi),圖示過程會(huì)減弱,進(jìn)而導(dǎo)致脂肪分解加快 解析:選ABD 據(jù)圖分析可知,人體內(nèi)葡萄糖可以轉(zhuǎn)化成脂肪儲(chǔ)藏起來,所以長期偏愛高糖膳食的人體內(nèi),圖示過程會(huì)加強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致體內(nèi)脂肪積累;過程①表示有氧呼吸的第一階段,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化過程①的酶,該過程會(huì)產(chǎn)生少量[H]和ATP;人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,不產(chǎn)生酒精;在糖尿病患者體內(nèi),葡萄糖會(huì)隨尿液排出,圖示過程會(huì)減弱,進(jìn)而導(dǎo)致脂肪分解加快。 二、非選擇題 16.在有關(guān)DNA分子的研究中,常用32P來
47、標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)?;卮鹣铝袉栴}: (1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上,同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的__________(填“α”“β”或“γ”)位上。 (2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 解析:(1)根據(jù)題干信息可知,該酶能將ATP水解成ADP
48、和磷酸基團(tuán)(即Pγ),同時(shí)將Pγ基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上。因此需用32P標(biāo)記到ATP的γ位上。(2)DNA生物合成的原料為脫氧核苷酸。將dATP兩個(gè)高能磷酸鍵都水解后產(chǎn)物為dA—Pα(腺嘌呤脫氧核苷酸),為合成DNA的原料。因此需用32P標(biāo)記到dATP的α位上。 答案:(1)γ (2)α 17.如圖是真核細(xì)胞內(nèi)呼吸作用過程的圖解,請據(jù)圖回答有關(guān)問題: (1)物質(zhì)X是________,它可以通過植物的________作用產(chǎn)生。 (2)物質(zhì)Y可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液發(fā)生的顏色變化為由藍(lán)色變成綠色再變成________。②和⑤過程中物質(zhì)Y產(chǎn)生的場所分別是_____________________
49、_________________________________________。 (3)人體內(nèi)不能進(jìn)行________(填序號(hào))過程,原因是_________________________。 (4)在細(xì)胞呼吸過程中,實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換是有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成________________________________________________________________________。 (5)花盆里的土壤板結(jié)后,需要及時(shí)松土,其目的是促進(jìn)________(填序號(hào))過程的進(jìn)行,從而產(chǎn)生大量能量,有利于________的吸收。 解析:(1)細(xì)胞呼吸中有氧呼吸的第三階段
50、[H]和O2結(jié)合生成水,植物的光合作用可以產(chǎn)生O2。真核細(xì)胞內(nèi)無氧呼吸的兩種產(chǎn)物分別是乳酸或酒精和CO2。(2)CO2可以使溴麝香草酚藍(lán)水溶液發(fā)生的顏色變化為由藍(lán)色變成綠色再變成黃色,②和⑤分別是有氧呼吸的第二階段和無氧呼吸的第二階段,對應(yīng)的場所分別是線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(3)人體無氧呼吸的代謝產(chǎn)物是乳酸,人體不能進(jìn)行⑤過程的原因是人體缺乏該過程所需要的酶。(4)在細(xì)胞呼吸過程中,實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換是有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成ATP中活躍的化學(xué)能和熱能。(5)及時(shí)松土有利于根部吸收氧氣,促進(jìn)有氧呼吸第三階段的進(jìn)行。有氧呼吸產(chǎn)生的ATP為無機(jī)鹽的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量。 答案:(1)O2 光合 (2
51、)黃色 線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (3)⑤ 人體缺乏該過程所需的酶 (4)ATP中活躍的化學(xué)能和熱能 (5)③ 無機(jī)鹽 第2課時(shí) 影響細(xì)胞呼吸的因素 [師說考點(diǎn)·解疑難] (一)內(nèi)部因素 1.遺傳特性 2.器官種類:生殖器官>營養(yǎng)器官。 3.生長時(shí)期:幼苗、開花期升高,成熟期下降。 (二)外部因素 1.溫度 原理 細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25~35 ℃之間 曲線模型: 應(yīng)用 2.O2濃度 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 曲線模型: 模型
52、解讀: ①O2濃度低時(shí),無氧呼吸占優(yōu)勢 ②隨O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng) ③當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響) 應(yīng)用 ①選用透氣消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸 ②作物栽培中的中耕松土,保證根的正常細(xì)胞呼吸 ③提倡慢跑,防止肌細(xì)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 原理 CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行 曲線模型: 模型解讀:在一定范圍內(nèi),呼吸速率隨CO2濃度增大而減慢 應(yīng)用:在蔬
53、菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗 4.含水量 原理 水作為有氧呼吸的原料和環(huán)境因素影響細(xì)胞呼吸的速率 曲線模型: 模型解讀: 在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢 應(yīng)用 糧食:干燥儲(chǔ)藏,降低呼吸作用消耗的有機(jī)物 水果、蔬菜:一定的濕度保鮮 [研透考情·備高考] 考向一 氧氣對細(xì)胞呼吸影響的圖形分析 1.(2019·南通考前卷)如圖是探究氧氣濃度對酵母菌細(xì)胞呼吸方式影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ) A.實(shí)驗(yàn)自變量是氧氣濃度,因變量是CO2和酒精生成量 B.在氧氣濃度為a或d時(shí),酵母菌
54、的呼吸方式都只有一種 C.在氧氣濃度為c時(shí),酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗葡萄糖的3倍 D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,有氧時(shí)酵母菌的無氧呼吸會(huì)受到抑制 解析:選C 該實(shí)驗(yàn)的目的是探究氧氣濃度對酵母菌細(xì)胞呼吸方式的影響,自變量是氧氣濃度;根據(jù)圖示可知,實(shí)驗(yàn)的因變量是CO2和酒精生成量。在氧氣濃度為a時(shí),酵母菌產(chǎn)生的CO2量和酒精量相等,說明此時(shí)酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸;在氧氣濃度為d時(shí),呼吸作用的產(chǎn)物只有CO2,沒有酒精產(chǎn)生,說明此時(shí)酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸。在氧氣濃度為c時(shí),酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精10 mol(無氧呼吸產(chǎn)生CO2也是10 mol),根據(jù)無氧呼吸反應(yīng)式可推知酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖1
55、0÷2=5 mol;此時(shí)酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量是20 mol,則有氧呼吸產(chǎn)生CO2為20-10=10 mol,根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式可推知,此時(shí)酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6=5/3 mol,因此,酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗葡萄糖的1/3倍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,有氧時(shí)酵母菌的無氧呼吸會(huì)受到抑制。 [歸納拓展] O2濃度對有氧呼吸和無氧呼吸影響的曲線分析 (1)O2作為有氧呼吸的原料,可同時(shí)影響有氧呼吸和無氧呼吸的速率。 ①圖甲中當(dāng)O2濃度為0時(shí),只進(jìn)行無氧呼吸,隨O2濃度升高,有氧呼吸逐漸增強(qiáng),無氧呼吸逐漸減弱。當(dāng)O2濃度為0~10%時(shí),細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸
56、;O2濃度為10%以上時(shí),只進(jìn)行有氧呼吸。 ②圖乙中三條曲線分別表示無氧呼吸CO2釋放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2釋放量)及兩種呼吸CO2釋放總量。 (2)圖中R點(diǎn)為兩種呼吸CO2釋放總量的最低點(diǎn),一般認(rèn)為此時(shí)細(xì)胞的呼吸消耗有機(jī)物最少。對應(yīng)的O2濃度為儲(chǔ)藏水果的最佳濃度。 AB段長度=BC段長度,說明此時(shí)有氧呼吸與無氧呼吸釋放CO2量相等,則此時(shí)有氧呼吸消耗的葡萄糖量應(yīng)為無氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。 考向二 無機(jī)鹽和水對呼吸作用的影響 2.為研究淹水時(shí)KNO3對甜櫻桃根呼吸的影響,設(shè)四組盆栽甜櫻桃,其中一組淹入清水,其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液,保持液面
57、高出盆土表面,每天定時(shí)測定甜櫻桃根有氧呼吸速率,結(jié)果如圖。下列說法正確的是( ) A.櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是線粒體 B.圖中a、b、c三點(diǎn),在單位時(shí)間內(nèi)與氧結(jié)合的還原氫最多的是c點(diǎn) C.淹水時(shí)KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用 D.實(shí)驗(yàn)過程中可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo) 解析:選C 櫻桃根細(xì)胞無氧呼吸生成CO2的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),有氧呼吸的主要場所是線粒體;圖中a、b、c三點(diǎn),在單位時(shí)間內(nèi)與氧結(jié)合的還原氫最多的是a點(diǎn);由圖示可見KNO3溶液濃度越高,有氧呼吸速率越強(qiáng),淹水時(shí)KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有減緩作用;植物有氧呼吸和無
58、氧呼吸都可以產(chǎn)生CO2,所以實(shí)驗(yàn)過程中不可以改用CO2的產(chǎn)生量作為檢測有氧呼吸速率的指標(biāo)。 3.大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化曲線如下圖: (1)階段Ⅰ和Ⅲ大豆種子的鮮重增加明顯。階段Ⅰ中,水進(jìn)入種子胚細(xì)胞的穿(跨)膜運(yùn)輸方式為________________。階段Ⅲ中,種子胚細(xì)胞內(nèi)水的主要存在形式是________。 (2)若測得階段Ⅱ種子吸收O2與釋放CO2的體積比為1∶3,則此時(shí)種子胚細(xì)胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比為________。 解析:(1)水分子的跨膜運(yùn)輸方式是滲透作用(自由擴(kuò)散);階段Ⅲ種子鮮重快速增加,細(xì)胞代謝比較快,此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的水主要以自由水的形式存在。(
59、2)根據(jù)題意假設(shè)O2的吸收量為1 mol,則CO2的釋放量為3 mol,則依據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的總反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算,即可得出答案。 答案:(1)自由擴(kuò)散 自由水 (2)6∶1 [歸納拓展] 種子萌發(fā)時(shí)細(xì)胞吸水和呼吸速率變化曲線解讀 (1)在種子吸水的第Ⅰ階段,由于(吸脹)吸水,呼吸速率上升 (2)在種子吸水的第Ⅱ階段,呼吸作用產(chǎn)生的CO2要比O2的消耗量大得多,說明此期間主要進(jìn)行無氧呼吸 (3)在胚根長出后,由于胚根突破種皮,增加了O2的進(jìn)入量,種子以有氧呼吸為主,同時(shí)胚根大量(滲透)吸水 考向三 多種因素對細(xì)胞呼吸速率的影響問題 4.為了探究植物呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律,研究
60、者在遮光狀態(tài)下,測得了相同的新鮮菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量,結(jié)果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對值)。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( ) O2含量 溫度 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% 3 ℃ 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3 10 ℃ 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9 20 ℃ 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2 30 ℃ 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6 A.根據(jù)變化規(guī)律,表中1
61、0 ℃、1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯(cuò)誤的 B.溫度為3 ℃、O2含量為3.0%是貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合 C.O2含量從20.0%升至40.0%時(shí),O2含量限制了呼吸強(qiáng)度的繼續(xù)升高 D.在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過程中,細(xì)胞無氧呼吸逐漸減弱 解析:選C 根據(jù)表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可知,在10 ℃、1.0%條件下的數(shù)據(jù)應(yīng)大于3.6小于35.2,所以53.7這個(gè)數(shù)據(jù)可能是錯(cuò)誤的;溫度為3 ℃、O2含量為3.0%時(shí),CO2的釋放量最少,是貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合;O2含量從20.0%升至40.0%時(shí),3 ℃、10 ℃和20 ℃時(shí),呼吸強(qiáng)度逐漸減弱,但30 ℃條
62、件下,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng);在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過程中,隨著O2含量的增加,細(xì)胞無氧呼吸逐漸減弱。 5.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(cuò)誤的是( ) A.O2濃度為0時(shí),細(xì)胞中能夠產(chǎn)生[H]的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B.O2濃度低于20%時(shí),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(shí),細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸,此時(shí)產(chǎn)生[H]的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。O2濃度低于20%時(shí),30 ℃
63、和35 ℃兩曲線重合在一起,說明此O2濃度下兩溫度對有氧呼吸速率影響不大。由題圖可知,細(xì)胞有氧呼吸的最適溫度在30 ℃左右。與b點(diǎn)相比,c點(diǎn)的有氧呼吸速率的限制因素有O2濃度和溫度。 考向四 細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用 6.對下列生產(chǎn)措施或生活現(xiàn)象所涉及的細(xì)胞呼吸知識(shí)的有關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.提倡慢跑,可防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使人體肌肉酸脹 B.零度以上低溫貯存果蔬,可降低呼吸酶活性,減少有機(jī)物的分解 C.馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用 D.作物種子貯藏前需要干燥,主要是通過減少水分抑制細(xì)胞有氧呼吸 解析:選C 馬鈴薯塊莖無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸,不是酒
64、精。 7.(2015·江蘇高考,多選)如圖為蘋果酒的發(fā)酵裝置示意圖,下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.發(fā)酵過程中酒精的產(chǎn)生速率越來越快 B.集氣管中的氣體是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2 C.發(fā)酵過程中酵母種群呈“J”型增長 D.若發(fā)酵液表面出現(xiàn)菌膜,最可能原因是發(fā)酵瓶漏氣 解析:選ABC 酵母菌發(fā)酵過程中因營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、pH的變化等,酒精的產(chǎn)生速率會(huì)越來越慢。集氣管收集的氣體除酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2外,還有有氧呼吸產(chǎn)生的CO2。發(fā)酵過程中,隨著營養(yǎng)物質(zhì)消耗、pH降低等,酵母菌的繁殖速率會(huì)變慢,其種群不會(huì)呈“J”型增長。發(fā)酵液表面出現(xiàn)的菌膜可能是醋酸菌在有氧條件下繁殖產(chǎn)生的,說明
65、發(fā)酵瓶可能漏氣。 [易錯(cuò)點(diǎn)撥] 關(guān)于對細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的兩點(diǎn)提醒 影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的 相關(guān) 說明 若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、增氧等措施;若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施 儲(chǔ)存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境 相關(guān) 說明 蔬菜、水果在儲(chǔ)藏時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧條件下,低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫;種子儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持干燥,而蔬菜、水果儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)保持一定的濕度 [分點(diǎn)突破·精細(xì)研] 題型一 細(xì)胞呼吸方式的判斷 1.某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究微生物的呼吸方式,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下圖。關(guān)
66、閉活栓后,U形管右管液面高度變化反應(yīng)瓶中氣體體積變化。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)將右管液面高度調(diào)至參考點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中定時(shí)記錄右管液面高度相對于參考點(diǎn)的變化(忽略其他原因引起的變化)。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.甲組右管液面變化,表示的是微生物呼吸釋放CO2的量 B.乙組右管液面變化,表示的是微生物呼吸釋放CO2的量 C.甲組右管液面升高,乙組不變,說明微生物只進(jìn)行有氧呼吸 D.甲組右管液面不變,乙組下降,說明微生物進(jìn)行乳酸發(fā)酵 解析:選C 甲組裝置內(nèi)放的是NaOH溶液,用于吸收CO2,所以甲組右管液面變化是錐形瓶內(nèi)的O2變化所致,表示的是微生物呼吸氧氣的消耗量;乙組裝置內(nèi)放的是蒸餾水,那么乙組右管液面變化是錐形瓶內(nèi)CO2釋放量和O2消耗量之間的差值引起的;甲組右管液面升高,表明消耗O2,存在有氧呼吸,乙組不變,表明釋放CO2與消耗O2相等,說明微生物只進(jìn)行有氧呼吸;甲組右管液面不變,乙組下降,說明微生物進(jìn)行酒精發(fā)酵。 [歸納拓展] 細(xì)胞呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (1)實(shí)驗(yàn)方案: 欲確認(rèn)某生物的呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例) (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)
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