内容正文:
专题06 细胞呼吸与光合作用
知识网络
重难突破
知识点一 细胞呼吸的原理
1.探究酵母菌的呼吸方式
(1)实验原理
(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CO2的产生,装置如图所示。
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重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
(3)实验现象
条件
澄清石灰水的变化
1、2两试管的变化
甲组
变混浊快
无变化
乙组
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,在无氧条件下产生酒精,还产生少量CO2。
注意:呼吸方式探究实验的注意事项
(1)实验材料处理。
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,为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
③如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是灭菌,排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。
(2)实验中的变量分析。
①自变量:是否有氧气。
②因变量:澄清的石灰水变混浊的程度,滴加酸性重铬酸钾溶液后的颜色变化等。
③无关变量:酵母菌以及培养液的用量、培养时间、温度等。
(3)此实验为对比实验,两组实验均为实验组。
2.有氧呼吸
(1)过程图解
(2)总反应式
3.无氧呼吸
4.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
项目
来源
去路
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
[H]
葡萄糖和水
葡萄糖
与O2结合生成H2O
还原丙酮酸
ATP
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
5.能量的释放与去向
(1)有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP,而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失,少部分转移到ATP中。
【技巧点拨】判断细胞呼吸方式的三大依据
【典例1】列有关“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述,错误的是( )
A.隔绝O2的一组与通入O2的一组互为对照,都是实验组
B.酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色则说明酵母菌存在无氧呼吸
C.观察澄清石灰水是否变混浊可判断酵母菌细胞的呼吸方式
D.二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
【答案】C
【解析】隔绝O2的一组与通入O2的一组互为对照,都是实验组,此实验称为对比实验,A正确;酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色则说明有酒精的生成,说明酵母菌存在无氧呼吸产生酒精,B正确;观察澄清石灰水是否变混浊可判断是否有二氧化碳的产生,但酵母菌细胞的有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳,C错误;二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄或使澄清的石灰水变浑浊,D正确。
【典例2】如图为细胞呼吸过程的示意图,其中a、b表示物质,①~④表示主要过程,下列叙述错误的是( )
A.③过程包括有氧呼吸的第二、三阶段
B.①过程中有[H]产生
C.a为丙酮酸,在有氧条件下才能产生
D.b为乳酸,在人体细胞中可以产生
【答案】C
【解析】③过程包括有氧呼吸的第二、三阶段,A正确;①过程为有氧呼吸的第一阶段或无氧呼吸的第一阶段,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,可见,①过程除产生能量外,还有[H]产生,B正确;a为丙酮酸,在有氧条件和无氧条件下都能产生,C错误;b为乳酸,在人体细胞中,可以通过无氧呼吸产生乳酸,D正确。
知识点二 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时,呼吸强度最大。
②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析
①O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
②0<O2浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。
(3)应用
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞