新高考生物一轮复习课件：第8讲　ATP与细胞呼吸（含解析）

这是一份新高考生物一轮复习课件：第8讲　ATP与细胞呼吸（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，直接能源物质，特殊的化学键，磷酸基团，腺嘌呤，HONP，APPP，化学能，动态平衡，生物界的统一性等内容，欢迎下载使用。

一、ATP的结构、产生和利用1.ATP是一种高能磷酸化合物(1)ATP的功能ATP是驱动细胞生命活动的　　　　　　　　　　　。 (2)ATP的结构
2.ATP和ADP的相互转化(1)ATP与ADP相互转化的过程及能量来源
细胞质基质、线粒体、叶绿体
(2)转化特点①这种相互转化时刻不停地发生,并且处于　　　　　　　　之中。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了　 。 (3)ATP——细胞内流通的　　　　　　　　　　 ①吸能反应:一般与ATP的　　　　反应相联系,由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。 ②放能反应:一般与ATP的　　　　相联系,释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。 ③能量通过　　　　　　　　　在吸能反应和放能反应之间流通。 
3.ATP的利用(1)ATP为细胞中绝大多数需能生命活动　　　　供能: 
(2)ATP的供能原理①供能原理:两个相邻的磷酸基团都带有　　　　　　而相互排斥等原因→ATP中的　　　　　　　　　　不稳定,　　　　　　　　　　　有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,即具有较高的　　　　　　→ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的　　　　　　　　　　　挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。 ②ATP为Ca2+跨膜主动运输直接供能机理分析:Ca2+与膜上载体蛋白(催化ATP水解的酶)相应位点结合,酶活性被　　　　→酶水解ATP释放的末端磷酸基团与Ca2+载体蛋白结合导致后者　　　　　　,伴随着能量的转移→Ca2+载体蛋白　　　　　　　　发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外。 
旁栏边角1.(必修1,第86页,“问题探讨”改编)萤火虫尾部发光的原理是　　　　　　　。 
提示 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在ATP提供能量的前提下,荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素
2.(必修1,第86页,“相关信息”改编)据下图分析ATP的结构和特点。(1)图示a处为　　　　(填“—H”或“—OH”),因为该五碳糖为　　　　。 (2)图示b、c、d所示化学键中最易断裂和重建的是　　　。　 (3)图示框e中结构的名称是　　　　　　　　　　　　　,它与RNA的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
它是构成RNA的基本单位之一
易错辨析基于对ATP的结构、产生和利用的理解,判断下列表述是否正确。(1)ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(　　)(2)ATP由腺苷、核糖和3分子磷酸组成。(　　)(3)人在剧烈运动时,骨骼肌细胞ATP的合成远多于ATP的水解。(　　)(4)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(　　)
二、细胞呼吸的方式及过程1.细胞呼吸的概念:有机物在细胞内经过一系列的　　　　　　　　,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成　　　　　的过程。 2.有氧呼吸(1)概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物　　　　氧化分解,产生　　　　　　　　　　　,释放能量,生成　　　　　　　　　的过程。 
(3)总反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
3.无氧呼吸(1)概念:是指在没有　　　　　参与的情况下,葡萄糖等有机物经过　　　　　　　　　　　,释放少量能量的过程。 (2)场所:全过程是在　　　　　　　　　　中进行的。 (3)过程
(4)反应式①产物为酒精:C6H12O6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。②产物为乳酸:C6H12O6 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(5)能量①只在　　　　　　　　释放少量能量,生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在　　　　　　　　　　中。 
2C2H5OH+2CO2+少量能量
2C3H6O3+少量能量
旁栏边角1.(必修1,第92页,图5-8改编)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上与功能相适应的特点有___________________________________________________________________________________________________________________________。 2.(必修1,第93页,“思考·讨论”改编)有氧呼吸和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量的过程,不同的是有氧呼吸是在　　　　　　条件下进行的;有机物中的能量是　　　　　　　　;有一部分能量　　　　　　　　　,这种方式保证了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,有利于　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形
成嵴,扩大了内膜的表面积。线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶
有机物中的能量得到最充分的利用
维持细胞的相对稳定状态
3.(必修1,第93页,图5-9改编)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在　　　　　　　　　　　　　阶段被利用,产物中的CO2和水分别在　　　　　　　　　阶段形成。 
易错辨析基于对细胞呼吸的方式及过程的理解,判断下列表述是否正确。(1)细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解,并储存能量。(　　)(2)有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。(　　)(3)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(　　)(4)无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量,生成少量的ATP。(　　)(5)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(　　)(6)细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。(　　)(7)所有生物的生存,都离不开细胞呼吸释放的能量。(　　)
三、影响细胞呼吸的因素及应用1.温度对细胞呼吸的影响(1)原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响　　　　　　进而影响细胞呼吸速率。 (2)应用①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可　　　　保鲜时间。 ②提高产量:温室中栽培蔬菜时,夜间适当　　　　　温度,可降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量。 
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:O2是　　　　　　　　所必需的,且O2对无氧呼吸过程有　　　　(填“促进”或“抑制”)作用,对有氧呼吸过程有　　　　(填“促进”或“抑制”)作用。 (2)应用①选用透气的消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的　　　　呼吸。 ②作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生　　　　。 ④稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生　　　　,防止酒精中毒,烂根死亡。 
3.二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会　　　　(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 (2)应用:在蔬菜和水果保鲜中,适当　　　　CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。 
4.水对细胞呼吸的影响(1)原理①间接影响:细胞内的许多生化反应需要水的参与,　　　　　　含量升高,细胞呼吸加快。 ②直接影响:水是有氧呼吸的反应物之一。(2)应用①抑制细胞呼吸:晒干的种子　　　　　　含量降低,细胞呼吸减慢,有利于储藏。 ②促进细胞呼吸:浸泡种子有利于种子的萌发。
旁栏边角(必修1,第95页,“思考·讨论”改编)(1)水果、蔬菜和种子储藏条件有何异同点?
(2)包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是　　　　　 　　。
提示 水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧、高CO2浓度条件下储藏。但水果、蔬菜需要在适宜水分条件(一定湿度)下储藏且需要零上低温;种子需要在干燥条件下储藏。
为伤口创造了透气的环境,避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈
易错辨析基于对影响细胞呼吸的因素及应用的理解,判断下列表述是否正确。(1)中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。(　　)(2)破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处缺乏氧气。(　　)(3)酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。(　　)(4)慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(　　)
四、实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理(1)酵母菌代谢类型
2.实验设计思路——对比实验
3.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)检测CO2的产生,装置如图所示:(3)检测酒精的产生:自A、B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重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
5.实验结论酵母菌在　　　　和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2多且快;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量CO2。 
旁栏边角(必修1,第90页,“问题探讨”改编)利用酵母菌生产葡萄酒时,酒精含量不会一直增加,当达到12%~16%时,发酵就停止了,其原因最可能是  　。 
提示 酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下,随着发酵产物(如酒精)增多,营养物质减少及酸碱度发生变化等,其繁殖速度逐渐下降,死亡率逐渐上升,酒精发酵最终会停止
易错辨析基于对探究酵母菌细胞呼吸的方式实验的理解,判断下列表述是否正确。(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。(　　)(2)检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(　　)(3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的混浊程度判断细胞呼吸的方式。(　　)(4)对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(　　)
考向探究考向1ATP的结构及功能1.(2022天津和平模拟)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,据下图判断下列叙述正确的是(　　)A.在主动运输过程中,细胞内乙的含量会明显增加B.丙中不含磷酸键,是DNA基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙过程中,起催化作用的酶空间结构相同
答案 C　解析 细胞中ATP含量少,但与ADP之间的转化速率快,所以不会产生大量的乙,A项错误;丙中含有磷酸键,不含特殊的化学键,是RNA基本组成单位之一,B项错误;丁是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊是磷酸,可与ADP合成甲(ATP),C项正确;酶具有专一性,不同反应所需酶的空间结构不同,D项错误。
考向2ATP与ADP的相互转化2.(2022山东济南模拟)“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,促使ATP转化成ADP,同时引起自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析错误的是(　　)A.“分子马达”具有酶的功能B.线粒体和叶绿体都含有“分子马达”C.RNA聚合酶是沿RNA运动的“分子马达”D.吸能反应一般与ATP水解反应相联系
答案 C　解析 “分子马达”是由生物大分子构成,天然的“分子马达”,如驱动蛋白、RNA聚合酶、肌球蛋白等,在生物体内参与了物质运输、DNA复制、细胞分裂、肌肉收缩等一系列重要的生命活动。由题意知,“分子马达”具有催化ATP水解的作用,A项正确;线粒体和叶绿体中都有ATP和ADP的交替,并且都能运动,因此都含有“分子马达”,B项正确;RNA聚合酶用于转录过程,因此RNA聚合酶是沿DNA移动的“分子马达”,C项错误;吸能反应一般与ATP水解反应相联系,D项正确。
3.(2022山东滨州模拟)物质甲、乙通过反应①②相互转化的反应如下图所示,α、β、γ所示位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ,下列叙述正确的是(　　)A.反应①常与放能反应相联系,反应②常与吸能反应相联系B.反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上C.通过PCR反应扩增DNA时,甲物质可为反应提供能量D.用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料,可使RNA分子被标记
答案 D　解析 ①为ATP的水解,一般与吸能反应相联系,②为ATP的合成,一般与放能反应相联系,A项错误;②为ATP的合成,有氧呼吸的第三阶段可以在线粒体内膜上合成ATP,而叶绿体内膜不合成ATP,B项错误;PCR扩增目的基因时,不需要ATP供能,C项错误;RNA的基本单位为核糖核苷酸,α位的磷酸基团参与构成核糖核苷酸,用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料,可使RNA分子被标记,D项正确。
考向3ATP结构与功能的拓展4.(2022安徽合肥调研)(不定项选择)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP(A—P~P~P)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如下表所示。
根据实验结果,下列有关分析正确的是(　　)A.对照组中的肌肉组织细胞中有ATP和ADP的相互转化B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的特殊化学键
答案 AC　解析 肌肉收缩需要ATP提供能量,对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化,故有ATP和ADP的相互转化,A项正确;实验组肌肉收缩后ATP含量下降,说明有ATP分解,但根据数据无法判断有无ATP合成,B项错误;磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定,C项正确;题述实验没有测定AMP的含量变化,故不能判断是否有部分生命活动利用了靠近A的特殊化学键,D项错误。
方法突破1.ATP与核苷酸的关系
2.细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
考向探究考向1实验原理1.(2022广东)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如下图)。下列叙述正确的是(　　)A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
答案 D　解析 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下,与乙醇发生化学反应,变成灰绿色,其具体做法是取甲瓶中的滤液2 mL注入干净的试管中,再向试管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A项错误;CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中,颜色变化为由蓝变绿再变黄,B项错误;观察线粒体时需要用健那绿染液进行染色,C项错误;乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关,与酵母菌数量无关,D项正确。
2.(2022天津滨海新区模拟)为探究酵母菌的细胞呼吸,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,与酵母菌分别装入A~F试管中,加入不同的物质,进行了如下实验(见下表)。据实验分析,以下说法正确的是(　　)注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质。A.B、C、E试管中会产生CO2和H2OB.根据B、D、F试管的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所C.在同一细胞内无氧呼吸能够同时产生酒精和乳酸D.氧气的产生发生在线粒体内膜
答案 B　解析 C、E试管中能产生CO2和H2O,B试管产生酒精和CO2,不能产生H2O,A项错误;研究酵母菌无氧呼吸的场所,需要在无氧条件下进行对照实验,故根据B、D、F试管的实验结果可判断酵母菌无氧呼吸的场所,B项正确;同一细胞内无氧呼吸仅能产生酒精或乳酸,C项错误;氧气的消耗发生在线粒体内膜,酵母菌不能进行光合作用不能产生氧气,D项错误。
考向2实验装置3.怎样证明无氧呼吸比有氧呼吸释放能量少?某同学设计了相应的实验(如下图所示),其中石蜡可以隔绝空气,且A试管中葡萄糖溶液经过煮沸。下列叙述正确的是(　　)A.A试管中葡萄糖溶液煮沸冷却后与酵母菌混合B.A试管中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是灭菌C.在A试管中直接加重铬酸钾溶液会变成灰绿色D.反应结束后,A试管温度计示数高于B试管
答案 A　解析 A试管葡萄糖溶液应煮沸冷却后与酵母菌混合,否则酵母菌会被杀死而不能进行细胞呼吸,A项正确;A试管中葡萄糖溶液煮沸的主要目的是排出溶液中溶解的氧气,B项错误;在A试管中应先加浓硫酸,再加重铬酸钾溶液才会变成灰绿色,C项错误;反应结束后,A试管温度计示数低于B试管,因为无氧呼吸释放的能量低于有氧呼吸,D项错误。
考向3拓展应用4.溴麝香草酚蓝(BTB)是一种酸碱指示剂,变色范围为pH6.0~7.6,酸性呈黄色,碱性呈蓝色。在BTB溶液中缓慢通入CO2,可逐渐发生以下颜色变化:蓝色→绿色→黄色。某兴趣小组设计了如下实验装置,探究绿豆种子的细胞呼吸方式。下列叙述错误的是(　　)A.甲瓶中加入氢氧化钠以除去空气中的CO2B.乙、丙瓶中共有的代谢物一定有丙酮酸C.丙瓶中葡萄糖分解后能量大多释放并转化为热能D.试管1中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管2短
答案 C　解析 丙瓶进行无氧呼吸,葡萄糖中的能量大多储存在有机物中,释放的能量占少部分。
方法突破1.酵母菌呼吸方式测定的实验装置分析
2.细胞呼吸材料的选择和处理
3.“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,如下图所示(以发芽种子为例)。
(2)实验原理①装置1:NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。②装置2:着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。
(3)实验结果及结论
角度一、细胞呼吸的类型考向探究考向1细胞呼吸类型的判断1.(2020全国Ⅰ)种子贮藏中需要控制细胞呼吸以减少有机物的消耗。若作物种子细胞呼吸所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子细胞呼吸的叙述,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
答案 D　解析 由题干可知,种子细胞呼吸消耗的底物为葡萄糖。有氧呼吸消耗1 ml葡萄糖产生6 ml CO2,无氧呼吸消耗1 ml葡萄糖产生2 ml乙醇和2 ml CO2,因此,若呼吸作用产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸,A项正确。有氧呼吸消耗1 ml葡萄糖和6 ml O2产生6 ml CO2,因此,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等,B项正确。产乳酸的无氧呼吸,既不消耗O2,也不产生CO2,因此,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,C项正确。若细胞同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数;若同时进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的少,D项错误。
考向2细胞呼吸类型的相关计算2.(2022黑龙江哈尔滨六中开学考)用葡萄糖溶液培养酵母菌。下图是根据培养液中酵母菌代谢物的生成量绘成的曲线图。以下分析不正确的是(　　)A.在O2浓度为c时,有氧呼吸吸收的O2与释放的CO2的物质的量相等B.在O2浓度为a时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的比为3∶5C.图中实线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行有氧呼吸时CO2的生成量D.图中虚线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行无氧呼吸的强弱变化
答案 C　解析 在O2浓度较低时,酵母菌的代谢物中有酒精,说明存在无氧呼吸,无氧呼吸有CO2的生成,因此图中实线表示的应该是不同O2浓度下,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸共同的CO2的生成量。
方法突破判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)
角度二、细胞呼吸的过程考向探究考向1有氧呼吸的过程3.(2022山东泰安模拟)细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体,其中某阶段的过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　)A.图示过程为有氧呼吸的第二阶段,在线粒体内膜上合成了大量的ATPB.线粒体膜上的蛋白质都是由线粒体DNA上的基因控制合成的C.图中蛋白质复合体①②均具有运输和催化功能D.各项生命活动所需的能量都来自ATP的水解
答案 C　解析 分析题图,NADH脱下的H+通过蛋白质复合体进入膜的另一侧,通过结构②的同时,H+和O2结合生成了水,并且合成了ATP,所以是有氧呼吸第三阶段的反应,A项错误;线粒体膜上的蛋白质有的是由细胞核基因控制合成的,B项错误;蛋白质复合体①催化NADH转变成NAD+,蛋白质复合体②催化ADP和Pi生成ATP,二者都可以运输H+,C项正确;各项生命活动所需的能量主要来自ATP的水解,但光合作用的光反应的能量来自光能,有的生理活动所需能量可能来自其他高能磷酸化合物,D项错误。
考向2无氧呼吸的过程4.(2022山东潍坊三模)下图为某一类型无氧呼吸过程中物质和能量变化的简图。下列相关说法正确的是(　　)A.图示过程是马拉松长跑时所需能量的主要来源B.无氧呼吸第一阶段葡萄糖分解产生的能量全部储存于ATP中C.丙酮酸变为乳酸的过程没有中间产物,故不需要酶催化D.细胞代谢中的物质代谢总要伴随着能量代谢
答案 D　解析 马拉松长跑时所需能量的主要来源是有氧呼吸,其间会伴随着无氧呼吸的进行,A项错误;无氧呼吸第一阶段葡萄糖分解产生的能量少部分储存于ATP中,大部分以热能的形式散失,B项错误;无氧呼吸中在不同酶的催化下,丙酮酸转化为酒精和二氧化碳或乳酸,故丙酮酸变为乳酸的过程,需要酶催化,C项错误;物质是能量的载体,能量是物质循环的动力,故细胞代谢中的物质代谢总要伴随着能量代谢,D项正确。
5.(2022辽宁沈阳期初)(不定项选择)金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,其肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。下图表示金鱼缺氧状态下,细胞中部分代谢途径,下列相关叙述正确的是(　　)A.②过程不需要O2的参与,产生的“物质X”是丙酮酸,由3种元素组成B.过程①②均有能量释放,大部分用于合成ATPC.过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同D.若给肌细胞提供18O标记的O2,会在CO2中检测到18O
答案 AD　解析 根据细胞呼吸的过程可知,“物质X”是丙酮酸,由C、H、O 3种元素组成,②为细胞呼吸第一阶段,不需要O2参与,A项正确;过程①②均有能量释放,少部分用于合成ATP,B项错误;过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段,场所均是细胞质基质,其产物不同是因为不同细胞中的酶不同,C项错误;有氧条件下,肌细胞可以进行有氧呼吸,若给肌细胞提供18O标记的O2,则产生的水中含有18O,含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段,产生的CO2中能检测到18O,D项正确。
方法突破1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
2.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路
考向探究考向1影响细胞呼吸因素的分析1.(2022山东日照模拟)下图表示某高等植物的非绿色器官的细胞呼吸与O2浓度的关系,下列叙述正确的是(　　)A.当O2浓度为b时,该器官只进行无氧呼吸B.当O2浓度为a时,该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖不相等C.曲线Ⅲ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体D.曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与O2浓度的关系
答案 B　解析 分析题图可知,当O2浓度为b时,无氧呼吸完全被抑制,该器官只进行有氧呼吸,A项错误;当O2浓度为a时,有氧呼吸和无氧呼吸的CO2释放速率相等,此时该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖不相等,B项正确;曲线Ⅲ表示有氧呼吸,发生的场所是细胞质基质和线粒体,C项错误;曲线Ⅰ表示无氧呼吸与O2浓度的关系,不能表示酵母菌的细胞呼吸与O2浓度的关系,D项错误。
2.(不定项选择)为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。
下列有关分析错误的是(　　)A.根据变化规律,表中10 ℃、O2含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的B.零下低温、O2含量为3.0%是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合C.O2含量从20.0%上升至40.0%时,O2含量限制了呼吸强度的继续升高D.在20 ℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
答案 BC　解析 分析表格数据可知,温度为3 ℃、O2含量为3.0%时,释放的CO2的量最少,细胞呼吸速率最低,是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合,零下低温会冻伤菠菜叶,不适于储藏,B项错误;分析表格数据可知,O2含量从20.0%升至40.0%时,细胞呼吸释放的CO2的量变化不大,O2含量已经达到饱和,不再是限制呼吸强度的因素,C项错误。
考向2细胞呼吸的应用3.(2022山东临沂期末)种质库是用来保存种质资源(一般为种子)的低温保存设施。入库保存前需对种子进行清洗、干燥脱水等处理,然后密封包装存入-18 ℃的冷库。下列分析正确的是(　　)A.入库前干燥脱水处理使种子中结合水与自由水的比值降低B.冷库中-18 ℃的低温通过破坏部分呼吸酶来降低呼吸速率C.储存时,氧气浓度越低,种子内有机物的消耗速率越小D.建立种质库可以保存濒危生物的种子,保护物种的多样性
答案 D　解析 入库前干燥脱水处理,使自由水含量减少,种子中结合水与自由水的比值增大,A项错误;冷库中-18 ℃的低温通过抑制酶的活性来降低呼吸速率,不会破坏酶的结构,B项错误;储存种子时,氧气浓度应适量降低,以降低有氧呼吸的速率,但是过低后,无氧呼吸会增加,种子内有机物的消耗速率不会减少,C项错误;建立种质库可以保存濒危生物的种子,防止生物灭绝,可以保护物种的多样性,D项正确。
方法突破1.影响细胞呼吸的内部因素
2.温度和O2浓度对细胞呼吸影响的曲线分析(1)温度对细胞呼吸的影响曲线
(2)O2浓度对细胞呼吸的影响曲线
细胞呼吸原理的应用知识必备1.细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是:在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。但是,有氧呼吸需要氧和线粒体的参与,有机物彻底氧化释放的能量比无氧呼吸多。2.温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响细胞呼吸的主要因素,储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间,而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。
专项突破典例.(2022湖北)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是(　　)A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏B.密封条件下,梨细胞呼吸导致O2减少,CO2增多,利于保鲜C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
答案 C　解析 常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,有机物消耗快,不耐贮藏,A项正确;密封条件下,梨通过细胞呼吸消耗O2,导致O2减少,CO2增多,有利于保鲜,B项正确;冷藏时,梨细胞中的自由水减少、结合水增多,导致各种代谢活动减缓,C项错误;低温可抑制梨中的酚氧化酶活性,使其催化的反应速率减慢,果肉褐变减缓,D项正确。
专项训练1.(2022浙江1月选考)苹果果实成熟到一定程度,细胞呼吸突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是(　　)A.细胞呼吸增强,果实内乳酸含量上升B.细胞呼吸减弱,糖酵解(细胞呼吸第一阶段)产生的CO2减少C.用乙烯合成抑制剂处理,可延缓呼吸跃变现象的出现D.果实贮藏在低温条件下,可使呼吸跃变提前发生
答案 C　解析 苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸,产生的是酒精和二氧化碳,A项错误;细胞呼吸第一阶段,1个葡萄糖分子被分解成2分子丙酮酸,分解过程中释放出少量能量,形成少量ATP,故该过程中没有CO2产生,B项错误;乙烯能促进果实成熟和衰老,因此用乙烯合成抑制剂处理,可延缓细胞衰老,从而延缓呼吸跃变现象的出现,C项正确;果实贮藏在低温条件下,酶的活性比较低,细胞更不容易衰老,能延缓呼吸跃变现象的出现,D项错误。
2.(2022河北)(不定项选择)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如下图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间,增加了农民收益。下列叙述正确的是(　　)A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
答案 ACD　解析 荫坑和气调冷藏库均可降低温度,降低酶的活性,同时降低O2浓度,降低细胞呼吸强度,减少有机物和风味物质的分解,A项正确;有氧呼吸中第三阶段受抑制,第一、二阶段也会被抑制,B项错误;低温可以降低细胞质基质和线粒体中呼吸酶的活性,C项正确;乙烯会促进果实的成熟,清除乙烯可延长果蔬保鲜时间,D项错误。
3.(2022湖南)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是(　　)A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的细胞呼吸提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用