2024版高考生物一轮复习教材基础练第三章细胞的能量供应和利用第2节细胞呼吸的原理和应用教学课件

这是一份2024版高考生物一轮复习教材基础练第三章细胞的能量供应和利用第2节细胞呼吸的原理和应用教学课件，共32页。PPT课件主要包含了教材知识萃取，教材素材变式，教材实验攻略等内容，欢迎下载使用。
知识点21　细胞呼吸的方式和过程
1 下列关于有氧呼吸的叙述,正确的是A.第三阶段反应极易进行,无需酶的催化B.第二阶段无ATP的生成,第三阶段形成较多的ATPC.第一、二阶段可为其他化合物的合成提供原料D.第一阶段与无氧呼吸的第一阶段不同
1.C　有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化,A错误。有氧呼吸的三个阶段都释放能量,产生ATP,B错误。有氧呼吸是一个很复杂的生理过程,第一、二阶段会产生很多中间产物,能为其他化合物的合成提供原料,C正确。有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同,都是在细胞质基质内在酶的催化下,将葡萄糖分解成丙酮酸,产生少量[H],并释放少量能量,D错误。
2 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
2.C　有氧呼吸第一、二、三阶段都有ATP生成,有氧呼吸第一、二、三阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜,A项正确;有氧呼吸第三阶段的化学反应发生在线粒体内膜上,在有氧呼吸第三阶段,有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]与O2结合生成水,该过程需要线粒体内膜上的酶催化,B项正确;线粒体中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程不需要O2的直接参与,C项错误;线粒体属于半自主性细胞器,其中的DNA可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D项正确。
3 如图为细胞呼吸的模式图,其中序号表示生理过程。下列叙述正确的是A.④过程和⑤过程都不能产生ATPB.骨骼肌细胞中可以发生的过程有①②③④C.酵母菌细胞中③过程发生的场所是线粒体基质D.①②③过程中葡萄糖储存的能量大部分储存在ATP中
3.A　分析题图,①过程为细胞呼吸第一阶段,发生场所为细胞质基质;②过程为有氧呼吸第二阶段,发生场所为线粒体基质;③过程为有氧呼吸第三阶段,发生场所为线粒体内膜;④为无氧呼吸中的酒精发酵;⑤为无氧呼吸中的乳酸发酵。物质a为[H],物质b为丙酮酸,物质c为氧气。无氧呼吸第二阶段不产生ATP,即④过程和⑤过程都不能产生ATP,A正确。骨骼肌细胞既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸,但骨骼肌细胞中进行的无氧呼吸产生乳酸,不产生酒精和CO2,故骨骼肌细胞中可以发生的过程有①②③⑤,B错误。酵母菌细胞中③过程发生的场所是线粒体内膜,C错误。①②③过程中葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失,D错误。
4 已知酵母菌中蛋白质含量占干重的50%左右,可以用作饲料添加剂。生产该饲料添加剂时,需给培养装置通气。下列关于利用酵母菌生产饲料添加剂和葡萄酒的叙述,错误的是A.通气的目的是促进酵母菌进行有氧呼吸B.生产葡萄酒时,细胞中的[H]不会出现积累C.两种生产过程中,葡萄糖均彻底分解D.两种培养过程中,培养液pH均可能下降
4.C 试题分析：利用酵母菌生产葡萄酒时酵母菌进行的是无氧呼吸。由题意知,酵母菌用于生产饲料添加剂时,需给培养装置通气,说明此时酵母菌进行的是有氧呼吸。 由“试题分析”可知,A正确。利用酵母菌生产葡萄酒时,酵母菌细胞无氧呼吸产生的[H]与丙酮酸反应生成二氧化碳和酒精,因此细胞中的[H]不会积累,B正确。酵母菌进行有氧呼吸时葡萄糖彻底分解,释放大量能量;进行无氧呼吸时葡萄糖不完全分解,释放少量能量,C错误。酵母菌无论是有氧呼吸,还是无氧呼吸,均生成二氧化碳,因此两种培养过程中,培养液pH均可能下降,D正确。
5 细胞呼吸过程中产生的氢可与NAD+结合,形成NADH。细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT)的催化产物NMN是合成NAD+的原料。研究发现,人的衰老过程与组织中NAD+水平的下降紧密相关。下列说法正确的是A.有氧呼吸过程中NADH的氢全部来自葡萄糖和丙酮酸B.人体细胞产生NADH的场所有细胞质基质和线粒体内膜C.体内的NMN合成量增多可能导致人体早衰D.促进人体内eNAMPT的产生可能延长人的寿命
5.D　有氧呼吸过程中NADH的氢来自前两个阶段,可来自葡萄糖、丙酮酸和水,A错误。有氧呼吸过程中产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质,线粒体内膜是消耗NADH的场所,B错误。由题意知,NMN是合成NAD+的原料,人的衰老过程与组织中NAD+水平的下降紧密相关,因此体内的NMN合成量下降可能导致人体早衰,C错误。细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT)的催化产物NMN是合成NAD+的原料,而人的衰老过程与组织中NAD+水平的下降直接相关,因此促进人体内eNAMPT的产生可能延长人的寿命,D正确。
6 将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞质基质和线粒体,与完整的酵母菌分别装入①~⑥试管中,加入不同的物质,进行了如表所示的实验。下列有关叙述正确的是 注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质。A.会产生酒精的试管有④⑥B.会产生CO2和H2O的试管有①⑤C.根据试管①③⑤的实验结果,可以判断酵母菌进行有氧呼吸第一阶段的场所D.根据试管②④⑥的实验结果,可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所
7 体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动,有氧运动能增加心肺功能,如慢跑,无氧运动能增强肌肉力量,如短跑等。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。下列有关说法正确的是A.骨骼肌在有氧运动中进行有氧呼吸,无氧运动中进行无氧呼吸B.有氧呼吸和无氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖C.短跑过程中,肌肉细胞CO2的产生量大于O2消耗量D.耗氧量与乳酸生成量相等时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍
7.B　在有氧运动和无氧运动过程中,骨骼肌都同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,只是二者的比例不同,A错误。有氧呼吸和无氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,B正确。人体进行有氧呼吸时产生CO2,进行无氧呼吸时不产生CO2,所以短跑过程中,肌肉细胞CO2的产生量等于O2消耗量,C错误。有氧呼吸过程中人体消耗1分子葡萄糖需要吸收6分子O2,如果进行无氧呼吸,消耗1分子葡萄糖产生2分子乳酸,所以如果耗氧量与乳酸生成量相等时,则无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,D错误。
8 葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。如图表示葡萄糖在细胞中被利用的过程,①~④表示相关过程。回答下列问题:(1)人体内ATP的主要来源是　　　　(填细胞呼吸类型),该过程包括图中的　　　(填图中序号)。(2)人体剧烈运动后会因一种物质的大量积累而导致肌肉酸胀乏力,该物质是　　　　,其产生的场所是肌肉细胞的　　　　。(3)水淹麦田,小麦会出现烂根现象,主要是因为小麦根细胞缺乏　　　　,丙酮酸分解产生的　　　　对小麦根系造成伤害。(4)为研究细胞呼吸过程中O2中氧元素的转移途径,给酵母菌提供18O2。18O2在　　　　(填场所)参与反应,生成化合物　　　　,18О转移到该化合物中。
8.【参考答案】　(1)有氧呼吸　①②　(2)乳酸　细胞质基质　(3)O2(氧气)　酒精　(4)线粒体内膜　H2O(水)
分析题图可知,①为细胞呼吸的第一阶段,②为有氧呼吸的第二、三阶段,③为酒精发酵的第二阶段,④为乳酸发酵的第二阶段。【解题思路】　(1)人体内ATP的来源主要是有氧呼吸,包括图中过程①(第一阶段)和过程②(第二、三阶段)。(2)人体剧烈运动会导致无氧呼吸增强,产生大量乳酸,从而导致肌肉酸胀乏力,无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质。(3)小麦烂根的主要原因是根细胞缺乏O2而进行无氧呼吸产生酒精,酒精对小麦根系有毒害作用。(4)有氧呼吸第三阶段消耗O2,发生场所是线粒体内膜,产物是水。
教材实验6　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1 通过如图甲、乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。取 20 g新鲜的食用酵母菌,均分为两份,分别放入锥形瓶 A(500 mL)和锥形瓶 B(500 mL)中,再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液,实验装置置于25~35 ℃的环境中培养8~10 h。下列分析错误的是A.甲、乙两组为对比实验,实验结果事先都是已知的B.若适当增加 A、B 瓶中葡萄糖溶液的量,不会影响实验结果C.若环境温度略低于25 ℃,可适当延长培养时间,不会影响实验结论D.若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式,应将酵母菌的培养时间适当延长
1.A　探究酵母菌细胞的呼吸方式实验属于对比实验,对比实验中每个实验组的结果通常都是未知的,需要通过实验进行探究,A错误。本实验是通过检测酒精和CO2的生成与否来判断酵母菌细胞的呼吸方式的,与含量无关,故适当增加两组实验中A、B瓶中葡萄糖溶液的量,不会影响实验结果,B正确。若环境温度略低于25 ℃,会影响呼吸速率,但是不会影响实验结论,C正确。B瓶内含有一定的空气,开始可能进行有氧呼吸,所以若要检测酒精的产生,装置乙的B瓶中酵母菌的培养时间应适当延长,D正确。
2 如图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置,锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液,试管装有溴麝香草酚蓝溶液,从阀门通入的空气已去除CO2,实验过程中其他条件适宜。下列叙述错误的是A.若关闭阀门进行实验,一段时间后锥形瓶中的液体能使酸性重铬酸钾变成灰绿色B.若关闭阀门,以乳酸菌替代酵母菌进行实验,试管中溶液颜色由蓝变绿再变黄C.若打开阀门,探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响,则通入锥形瓶的O2量属于无关变量D.若打开阀门,在不同温度下进行实验,试管溶液颜色变化所需的时间越短,则表明酵母菌在所处温度下的细胞呼吸越旺盛
2.B 名师点拨：题图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置,若打开阀门进行实验,则探究酵母菌的有氧呼吸;若关闭阀门,则探究酵母菌的无氧呼吸。试管装有的溴麝香草酚蓝溶液用于鉴定呼吸作用产生的二氧化碳,无氧呼吸产生的酒精用酸性的重铬酸钾溶液进行鉴定。 关闭阀门,酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精,一段时间后锥形瓶中的液体能使酸性重铬酸钾变成灰绿色,A正确。关闭阀门,锥形瓶中改为乳酸菌,则瓶内进行乳酸发酵产生乳酸,不能产生CO2,故不能使溴麝香草酚蓝溶液变色,B错误。探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响,温度属于自变量,通入锥形瓶的O2量属于无关变量,C正确。打开阀门,在不同温度下进行实验,试管颜色变化时间越短,说明产生CO2的速率越快,从而说明该温度下细胞呼吸越旺盛,D正确。
3 多选)在室温条件下,某同学为探究酵母菌的呼吸作用,设置了如图的实验装置,BTB溶液为溴麝香草酚蓝溶液。下列相关叙述错误的是A.在BTB溶液表面覆盖一层植物油,可用于探究酵母菌的无氧呼吸B.在氧气充足时,该装置会快速产生大量的气泡,最终使BTB溶液变蓝C.若温度计示数升高和BTB溶液变色,则说明酵母菌进行了有氧呼吸D.一段时间后,取装置中酵母菌培养液与酸性重铬酸钾溶液反应可呈灰绿色
3.BC　在BTB溶液表面覆盖一层植物油,可隔绝外界氧气,用于探究酵母菌的无氧呼吸,A正确。在氧气充足时,酵母菌进行有氧呼吸,该装置会快速产生大量的气泡,使BTB溶液由蓝变绿再变黄,B错误。酵母菌呼吸作用产生的能量大多以热能形式释放,可使温度计示数升高且有氧呼吸或无氧呼吸均产生二氧化碳,可使BTB溶液变色,故不能判断其进行的是有氧呼吸还是无氧呼吸,C错误。酵母菌无氧呼吸可产生酒精,酒精可使橙色酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色,D正确。
知识点22　细胞呼吸的影响因素及其应用
1 下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是A.密封缺氧的条件,有利于酵母菌大量增殖,从而生产出酒精B.马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量C.选用透气性好的“创可贴”的目的是保证人体细胞的有氧呼吸,增强免疫能力D.用玉米经酵母菌发酵产生的酒精来替代汽油,主要利用了酵母菌的无氧呼吸
1.D　密封缺氧的条件有利于酵母菌无氧呼吸,从而生产酒精,有氧条件下有利于酵母菌的有氧呼吸,进而使酵母菌大量繁殖,A错误。马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程(有氧呼吸)中获得能量,也能从分解有机物产生乳酸的过程(无氧呼吸)中获得少量能量,B错误。用透气性好的 “创可贴”的目的是防止厌氧菌繁殖,C错误。用玉米经酵母菌发酵产生的酒精来替代汽油,主要利用了酵母菌的无氧呼吸,D正确。
2 农田土壤板结时,土壤中空气不足,会影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是A.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小B.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,可提高土壤中无机盐含量C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长D.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解成酒精和CO2
2.D　土壤板结会使土壤中空气减少,作物根细胞呼吸作用减弱,产生的ATP减少,ATP与ADP的转化速率减小,A项正确;松土可以增加土壤中的空气含量,增强土壤中好氧细菌的分解作用,从而提高土壤中无机盐含量,B项正确;及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,为根系的生长提供充足的能量,C项正确;土壤板结后,根细胞主要进行无氧呼吸,在无氧呼吸过程中,丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2,D项错误。
3 如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子气体交换相对值与O2浓度之间的关系。下列叙述正确的是A.马铃薯块茎CO2释放总量与O2浓度之间的关系可以用该图表示B.若图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的一半C.P点时产生CO2的场所是线粒体内膜D.图中O2吸收量最终不再增加的主要原因是细胞中呼吸酶的数量有限
3.D　马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,A错误。1分子葡萄糖有氧呼吸生成6分子的CO2;1分子的葡萄糖无氧呼吸生成2分子的CO2,所以若图中的AB段与BC段的距离等长,则无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,B错误。P点O2吸收量等于CO2释放量,此时只进行有氧呼吸,在有氧呼吸的第二阶段产生CO2,场所是线粒体基质,C错误。图中O2吸收量(有氧呼吸强度)最终不再增加时限制因素不再是O2浓度,主要原因是细胞中呼吸酶的数量有限,D正确。
4 种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
4.D　在反应底物是葡萄糖的情况下,细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2,其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等,有氧呼吸不产生乙醇,因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等,说明细胞只进行无氧呼吸,A项正确;根据有氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,B项正确;根据无氧呼吸反应式,在反应底物是葡萄糖的情况下,若细胞无氧呼吸产物是乳酸,则不需要消耗O2也不产生CO2,C项正确;有氧呼吸中,吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,而无氧呼吸不消耗O2,但可能产生CO2,若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的分子数相等,D项错误。
细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)(1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。(2)无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比为1∶3。
5 将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48小时后,储藏在温度为1 ℃的冷库内,另一份则始终储藏在1 ℃的冷库内。从采摘后第1 d算起,每10 d定时定量取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述错误的是A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸B.第20 d对照组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组C.第40 d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多D.用高浓度CO2短时(如48 h)处理蓝莓,一定程度上能抑制其在储藏时的无氧呼吸
6 (多选)细胞呼吸速率是植物生命活动强弱的重要指标之一,常用于植物生理及农业生产实践等方面的研究。人们在生产实践中可以通过改变环境条件来影响植物组织的呼吸速率,从而满足相关的需求。下列措施中不恰当的是A.储存水果时,应将储存环境设置为无氧条件,最大限度地减小呼吸速率B.大棚种植植物,夜间应升高温度以提高呼吸速率,保证供应充足的能量C.稻田定期排水,可避免水稻幼根变黑、腐烂D.在幼嫩种子有机物快速积累期,应尽量创设低温条件,降低其呼吸速率
6.ABD　储存水果时,应将储存环境设置为低氧条件,而不是无氧条件,无氧条件下水果可产生酒精,酒精对水果有毒害作用,A错误。大棚种植植物,夜间应降低温度以降低呼吸速率,减少有机物的消耗,B错误。稻田定期排水,可防止水稻根部缺氧,进而避免水稻幼根因无氧呼吸产生大量酒精使其腐烂,C正确。在幼嫩种子有机物快速积累期,需要温度适宜,以保证正常的生命活动,D错误。
7 如图是水稻和小麦幼苗在不同O2浓度下有氧呼吸和无氧呼吸的变化曲线。据图分析回答相关问题:(1)除O2外,影响植物呼吸作用的主要外界因素还有　　　　、　　　　等。(2)O2是植物呼吸的重要因子,O2不足,直接影响呼吸速率和呼吸方式。由图可知,在O2浓度下降时,水稻和小麦幼苗的有氧呼吸降低,而无氧呼吸增强,时间太久,植物会受伤死亡,原因是 (至少答两点)。