内容正文:
高一生物
假期作业(十二) 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
1.酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行
细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过
细胞呼吸产生大量的 ;
在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生
,还产生少量的 。
2.科学家根据大量的实验结果得出结论:
细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两
种类型。
二、有氧呼吸
1.概念:有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,
是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的
催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化
分解,产生 ,释放能
量,生成大量 的过程。
2.有氧呼吸的主要场所是 ,
线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部
位向线粒体内腔折叠形成 ,其使
内膜的表面积大大增加。线粒体的内膜上
和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
3.过程:有氧呼吸的过程可概括地分为三
个阶段。第一个阶段是1分子的葡萄糖
分解成2分子的丙酮酸,产生少量的
[H],并且释放少量的能量;第二个阶段
是丙酮酸和水彻底分解成 和
[H],并且释放少量的能量;第三个阶段
是第一、二个阶段产生的[H]经过一系列
的化学反应,与氧结合形成水,同时释放
出大量的能量。第一个阶段在
中进行,第二个阶段在 中进
行,第三个阶段在 上进行。
每个阶段的反应都由相应的酶催化。
三、无氧呼吸
1.概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖
等有机物经过 ,释放少
量能量的过程。
2.过程及场所:无氧呼吸过程可概括地分
为两个阶段,这两个阶段需要不同的酶
催化,都在 中进行。第
一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全
相同;第二个阶段是丙酮酸在不同酶的
作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转
化成 ,其中把酵母菌、乳酸菌
等微生物的无氧呼吸称为 ,且
无氧呼吸只在 释放出少量的
能量,生成少量ATP,大部分能量仍存留
在 中。
四、细胞呼吸
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ATP的过程。所有生物的生存,都
离不开细胞呼吸释放的能量。
五、细胞呼吸原理的应用
1.在储存果实、蔬菜时,往往需要采取
等措施减弱果
蔬的呼吸作用。
2.有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无
氧呼吸产生大量 的情况发生。
·93·
假期作业
1.有氧呼吸过程中各元素的来源和去路
(1)CO2是在第二阶段产生的,是由丙酮
酸和水反应生成的,场所是线粒体基质。
(2)O2参与了第三阶段的反应,[H]和
O2结合生成水,所以细胞呼吸产生的
水中的氧来自O2,场所是线粒体内膜。
(3)有氧呼吸过程中的反应物和生成物
中都有水,反应物中的水用于第二阶段
和丙酮酸反应,生成物中的水是有氧呼
吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
2.细胞呼吸方式的判断
(1)据CO2释放量和O2吸收量判断细胞
呼吸方式
①无CO2释放和O2吸收时,细胞只进行
产生乳酸的无氧呼吸。
②不消耗O2,但产生CO2,细胞只进行产
生酒精的无氧呼吸。
③当CO2释放量等于O2吸收量时,细胞
只进行有氧呼吸。
④当CO2释放量大于O2吸收量时,细胞
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧
呼吸。
(2)有氧呼吸和无氧呼吸强度大小判断
①若v
(CO2)
v(O2)=
4
3
,则有氧呼吸和无氧呼
吸消耗葡萄糖速率相等。
②若v
(CO2)
v(O2)>
4
3
,则无氧呼吸消耗葡萄
糖速率大于有氧呼吸。
③若v
(CO2)
v(O2)<
4
3
,则有氧呼吸消耗葡萄
糖速率大于无氧呼吸。
3.影响细胞呼吸的因素
(1)温度
应用:贮存水果时,适当降低温度,可降
低与细胞呼吸有关酶的活性,而延长保
存时间。
(2)O2浓度
曲线:见下图。
(3)水分:在一定范围内,自由水含量越
多,代谢越旺盛,细胞呼吸越强。
(4)CO2:增加CO2浓度,降低O2浓度有
良好的保鲜效果。
4.细胞呼吸原理的应用
(1)选用“创可贴”等敷料包扎伤口,既为
伤口敷上了药物,又为伤口创造了疏松
透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖,从
而有利于伤口的痊愈。
(2)酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌
在适宜的通气、温度和pH等条件下,进
行有氧呼吸并大量繁殖;在无氧条件下
则进行酒精发酵。
(3)对于板结的土壤及时松土透气,可以
促进根细胞有氧呼吸,有利于根系的生
长和对无机盐的吸收。此外还有利于土
壤中好氧微生物的生长繁殖,促使这些
微生物对有机物的分解,从而有利于植
物对无机盐的吸收。
(4)物质的储存:①储存粮食:适宜的低
温,低氧,干燥(水分很少);②储存水果、
蔬菜:适宜的低温,低氧,适宜的湿度。
·04·
高一生物
(5)较深的伤口里缺少氧气,破伤风芽孢
杆菌适合在这种环境中生存并大量繁
殖。所以,伤口较深或被锈钉扎伤后,患
者应及时请医生处理。
(6)有氧运动是指人体细胞充分获得氧
的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞
通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相
反,百米冲刺等无氧运动,是人体细胞在
缺氧条件下进行的高速运动。
1.如图表示有氧呼吸的主要场所———线粒
体的结构示意图,有氧呼吸过程中CO2
产生和水消耗的场所分别是 ( )
A.①② B.②②
C.②③ D.③③
2.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是
( )
A.无氧呼吸过程不产生丙酮酸
B.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下能进行
无氧呼吸
C.有氧呼吸第二阶段能产生大量ATP
D.有氧呼吸第三阶段发生在线粒体基
质中
3.稻田长期不排水,会造成水稻幼根的腐
烂,主要原因是 ( )
A.水稻无法进行光合作用
B.必需的营养物质严重缺乏
C.有氧呼吸产生的热能无法消失
D.无氧呼吸的产物对根产生毒害作用
4.下列对葡萄糖分解成丙酮酸过程的叙
述,正确的是 ( )
A.只有无氧呼吸才能发生该过程
B.需在有氧条件下进行
C.不产生CO2
D.反应速度不受温度影响
5.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置,如
果装置一中红色液滴向左移,装置二中
红色液滴向右移,证明酵母菌 ( )
A.既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.只进行有氧呼吸
C.只进行无氧呼吸
D.可能死亡
6.台风“山竹”使东部沿海地区的某些植物
较长时间淹水而大面积死亡。分析原因
是 ( )
A.无氧呼吸产热量不足导致酶活性下降
B.产物酒精使蛋白质变性、细胞死亡
C.无机盐吸收等生命活动受到影响
D.产物乳酸积累,导致乳酸中毒
7.如图表示酵母菌呼吸过程中碳原子转移
的大致路径,有关分析正确的是 ( )
C6H12O6
①
→丙酮酸
②
→CO2
A.在有氧和无氧条件下,①过程发生的
场所不同
B.在有氧和无氧条件下,催化②过程的
酶可以不同
C.若图中②过程发生在线粒体中,则②
过程释放的能量最多
D.在有氧和无氧条件下,图中①②过程
均有ATP生成
·14·
假期作业
8.以下4支试管置于适合的温度且黑暗的
条件下,经过一定时间后能产生ATP的
是 ( )
9.如图所示为某绿色植物细胞内部分物质
的代谢过程,下列相关叙述中正确的是
( )
A.图中的①②两物质依次是H2O和O2
B.图中(一)(二)两阶段产生[H]的场所
都是线粒体
C.图中(三)阶段产生的 H2O中的氢最
终都来自葡萄糖
D.1分子丙酮酸在(二)(三)阶段产生的
能量一样多
10.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解
如下,请据图回答:
(1)图中A是 ,其产生
的部位是 。
(2)反应①②③④中,必须在有氧条件
下进行的是 ,人体细胞中不会
进行的是 。
(3)苹果储藏久了,会有酒味产生,其原
因是发生了图中 的过程。而
马铃薯块茎储藏久了却没有酒味,其原
因是马铃薯在无氧条件下进行了图中
过程。
(4)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿
度增大现象,这是因为
。
11.将200mL含酵母菌的培养液放入500
mL的密闭容器内,该容器内酵母菌不
同呼吸方式的CO2 释放速率随时间变
化情况如图所示,请回答下列问题。
(1)图中a曲线表示的呼吸方式为
,判断依据是
。
(2)密闭容器内开始产生酒精的时间是
(填“6h前”或“6h时”或“6h
后”)。
(3)8h时细胞内ATP的合成场所是
,此时合成 ATP所需能
量 (填“能”或“不能”)来自丙
酮酸的分解。
(4)密闭容器内CO2 的总释放量在6h
时 (填“小于”“等于”或“大
于”)8h时。
1.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的相等
·24·
高一生物
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
2.癌细胞即使在氧气供应充足的条件下
也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种
现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误
的是 ( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收
葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生
成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在
细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用
产生的NADH比正常细胞少
假期作业(十三) 光合作用与能量转化
一、捕获光能的色素
1.活细胞所需的能量最终来自 。
2.叶绿体中色素的种类、颜色和功能
种类 色素颜色 主要功能
叶绿素
叶绿素a
类胡萝卜素
胡萝卜素
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
1.叶绿体
(1)形态:一般呈扁平的 或
。
(2)结构: 层膜,内部有许多
, 和 之
间充满了 。每个基粒都由一个
个圆饼状的囊状结构( )
堆叠而成,增大了受光面积。吸收光能
的四种色素,就分布在类囊体的
上。与光合作用有关的酶分布在
和 。
中 还 含 有 少 量 DNA
和RNA。
(3)叶绿体分布:主要分布在植物的
内。
2.恩格尔曼用水绵(叶绿体呈螺旋带状分
布)和需氧细菌做的实验能直接证明
能吸收 用于
放 。
3.功能:叶绿体是进行 的场
所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着
许多吸收光能的 ,还有许多进行
光合作用所必需的 。这是叶
绿体捕获光能、进行光合作用的结构
基础。
三、光合作用的原理
1.概念
光合作用是指绿色植物通过
,利用 ,
将 和
转化成储存着能量的 ,
并且释放出 的过程。
2.反应式: 。
·34·
假期作业
假期作业(十二) 细胞呼吸的原理和应用
基础再现
一、1.二氧化碳和水 酒精 二氧化碳
二、1.二氧化碳和水 ATP
2.线粒体 嵴
3.二氧化碳 细胞质基质 线粒体基
质 线粒体内膜
三、1.不完全分解
2.细胞质基质 乳酸 发酵 第一阶
段 酒精或乳酸
四、氧化分解
五、1.降低温度,降低氧气含量
2.乳酸
学以致用
1.D 有氧呼吸的第二阶段是在线粒体基
质中进行的,丙酮酸在水的参与下,分解
为CO2和[H],故CO2 产生和水消耗的
场所都是线粒体基质。
2.B 无氧呼吸第一阶段为葡萄糖分解,生
成丙酮酸,A错误;无氧条件下,人体骨
骼肌细胞进行无氧呼吸生成乳酸,B正
确;有氧呼吸过程中,第三阶段生成大量
ATP,C错误;有氧呼吸第三阶段在线粒
体内膜上进行,D错误。
3.D 稻田长期不排水,土壤透气性差,农
作物根缺乏氧气,根细胞不能进行有氧
呼吸,而进行无氧呼吸,无氧呼吸产生酒
精对根细胞产生毒害作用,从而导致幼
根腐烂,D正确。
4.C 葡萄糖在酶的作用下变为丙酮酸,产
生少量[H]和少量的能量,是在细胞质基
质中进行的,细胞呼吸第一阶段,不论有
氧呼吸还是无氧呼吸都有这一阶段。既
然是酶促反应,就必然受温度的影响。
5.A 装置一中放置NaOH溶液,可以吸
收CO2,因此红色液滴向左移动是由于
有氧呼吸消耗了氧气,因此酵母菌进行
有氧呼吸;装置二中放置蒸馏水,红色液
滴向右移动,说明有无氧呼吸产生CO2,
故选A。
6.B 某些植物较长时间淹水,因缺氧而进
行无氧呼吸,产物酒精会使蛋白质变性,
造成细胞死亡。
7.B 题图①过程表示酵母菌有氧呼吸或
无氧呼吸的第一阶段,其场所均为细胞
质基质,A错误;②过程表示有氧呼吸或
无氧呼吸的第二阶段,在有氧和无氧条
件下,催化②过程的酶可以不同,B正确;
若图中②过程发生在线粒体中,则表示
有氧呼吸第二阶段,释放少量的能量,
C错误;无氧呼吸仅在第一阶段释放少量
能量,产生少量ATP,D项错误。
8.D 葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸
才能进入线粒体发生反应,A错误;B中无
有机物反应,B错误;丙酮酸反应场所在细
胞质基质和线粒体基质,C错误。
9.A 根据有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和
水反应生成二氧化碳和[H],可以推知
①为H2O,根据有氧呼吸第三阶段是氧
气和[H]反应生成水,可以推知②为O2,
A正确;图中(一)、(二)两阶段产生[H]
的场所分别是细胞质基质、线粒体,B错
误;图中(三)阶段产生的水中的氢最终
来自葡萄糖和水,C错误;1分子丙酮酸
经过(二)、(三)两阶段在(三)阶段释放
能量多,D错误。
10.解析:(1)在细胞呼吸的第一阶段中,葡
萄糖分解产生丙酮酸,图中的A为丙酮
酸,产生部位为细胞质基质。
·401·
高一生物
(2)反应①②③④中,有氧呼吸的二、三
两个阶段②必须在有氧条件下进行;而
人体细胞既可以进行有氧呼吸,也可以
进行无氧呼吸产生乳酸,因此可在人体
细胞 中 进 行 的 是①②④,但 不 会 进
行③过程。
(3)苹果储存久了,会闻到酒味,是因为
苹果细胞进行了酒精发酵,包括:①无
氧呼吸的第一阶段,③酒精发酵的第二
阶段;而马铃薯块茎储藏久了却没有酒
味产生,其原因是马铃薯块茎不进行酒
精发酵,而进行乳酸发酵,即在无氧条
件下进行了图中①④过程。
(4)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿
度增大现象,这是因为种子在有氧呼吸
过程中产生了水。
答案:(1)丙酮酸 细胞质基质
(2)② ③
(3)①③ ①④
(4)种子在有氧呼吸过程中产生了水
11.解析:(1)刚开始时容器内有氧气,酵母
菌进行有氧呼吸,随着氧气的逐渐消
耗,有氧呼吸逐渐减弱,开始出现无氧
呼吸,因此曲线a表示有氧呼吸,曲线b
表示无氧呼吸。
(2)从图形分析,密闭容器内酵母菌在6
h前开始进行无氧呼吸,即6h前就开
始产生酒精。
(3)8h时酵母菌只进行无氧呼吸,细胞
内合成ATP的场所是细胞质基质,此
时产生的 ATP来自无氧呼吸第一阶
段,即葡萄糖分解为丙酮酸和[H]的
过程。
(4)根据图形分析,酵母菌的细胞呼吸
速率一直为正值,酵母菌一直在释放
CO2,故随时间的变化,CO2 的总释放量
一直在增加。
答案:(1)有氧呼吸 开始时酵母菌可
利用密闭容器内的氧气进行有氧呼吸,
随着时间的延长,氧气量逐渐减少,有
氧呼吸减弱直至为零
(2)6h前
(3)细胞质基质 不能
(4)小于
走进考场
1.D 呼吸底物是葡萄糖时,若只进行有氧
呼吸,则消耗的氧气=生成的二氧化碳
量;若只进行无氧呼吸,当呼吸产物是酒
精时,生成的酒精量=生成的二氧化碳
量。若二氧化碳的生成量=酒精的生成
量,则说明不消耗氧气,故只有无氧呼
吸,A正确;若只进行有氧呼吸,则消耗
的氧气量=生成的二氧化碳量,B正确;
若只进行无氧呼吸,说明不消耗氧气,产
乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正
确;若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若
无氧呼吸产酒精,则消耗的氧气量小于
二氧化碳的生成量,若无氧呼吸产乳酸,
则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量,
D错误。故选D。
2.B 由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少
量的能量,故“瓦堡效应”导致癌细胞需
要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供
能,A正确;无氧呼吸只在第一阶段产生
少量ATP,癌细胞中进行无氧呼吸时,第
二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会
生成ATP,B错误;由题干信息和分析可
知,癌细胞主要进行无氧呼吸,故丙酮酸
主要在细胞质基质中被利用,C正确;由
分析可知,无氧呼吸只有第一阶段产生
少量的NADH,而有氧呼吸的第一阶段
和第二阶段都能产生NADH,故消耗等
量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的
NADH比正常细胞少,D正确。故选B。
·501·