2026届高三一轮复习生物：细胞呼吸的原理和应用课件

第15讲细胞呼吸的原理和应用 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 （1）、酵母菌是一种单细胞真菌，属 于兼性厌氧菌。 （2）、CO2的检测： ①CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 ②根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短，可以检测CO2的产生情况。 (3)、酒精的检测： 橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 （1）配置酵母菌培养液： 2、实验过程 20g新鲜酵母菌+5%葡萄糖溶液 （2）检测CO2的产生 酵母菌培养液 酵母菌培养液 质量分数为10%的NaOH溶液 澄清的石灰水 澄清的石灰水 A B 空气 甲组 乙组 有氧呼吸 无氧呼吸 吸收空气中的CO2。 B瓶封口放一段时间后再连通澄清石灰水，为何？ 消耗瓶内的氧气，造成无氧环境 (3)酒精的检测 取甲装置A瓶滤液2 mL 滴加重铬酸钾的浓硫酸溶液 试管2取乙装置B瓶滤液2 mL 滴加重铬酸钾的浓硫酸溶液 思考：为什么要延长酵母菌的培养时间再进行乙醇的检测? 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化,培养时间适当延长可以消耗尽溶液中的葡萄糖。 该实验有没有对照组？什么是对比实验？ 该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照 条件 澄清石灰水/出现的时间 溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间 重铬酸钾— 浓硫酸溶液 有氧 无氧 变混浊／快 变混浊／慢 出现灰绿色 不变灰绿色 蓝→绿→黄/长 蓝→绿→黄/短 4得出结论 酵母菌有氧条件下产生大量CO2；无氧条件下产生酒精和少量CO2 3.对比实验: 设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫对比实验。也叫相互对照实验。 考向研析 知识夯基 1.从图中选取装置，用于探究酵菌细胞呼吸方式正确的组合是( ) B A.⑤→⑧→⑦和⑥→③ B.⑧→①→③和②→③ C.⑤→⑧→③和④→⑦ D.⑧→⑤→③和⑥→⑦ 2.下列属于“对比实验”的是 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式　②鲁宾和卡门的同位素示踪法证明光合作用释放的O2来自水的实验　③观察植物细胞的质壁分离和复原　④比较过氧化氢在不同条件下的分解 A．①② B．①②③ C．①③ D．①③④ √ 3.某中学教师在设置探究酵母菌细胞呼吸方式的“有氧呼吸组”的实验装置时,尝试进行了如图所示的实验改进(阀门A适时打开,阀门B、C均打开),下列叙述错误的是( ) A.可先关闭A阀使1号注射器充分反应后再开始实验 B.实验开始时,2号和3号注射器的推进器均不移动 C.4号注射器内的溶液将会迅速由橙色变成灰绿色 D.2号注射器内酵母菌的线粒体基质会消耗水产生CO2 C 4小明同学对探究酵母菌细胞呼吸的方式实验进行了改进,装置如下图所示。下列叙述恰当的是( ） A.装置1中土豆片含过氧化氢酶,可以持续不断地提供氧气 B.装置2组装好后应立即将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中 C.装置1和装置2中溴麝香草酚蓝溶液都会由绿变蓝再变黄 D.在实验过程中还要注意对温度等其他条件的控制 D 5.甲、乙两组同学拟用下面装置探究细胞在有氧和 无氧条件下CO2的产生量，为此展开了如下讨论。 你认为其中最不合理的观点是 A.图中A用以除去充入的CO2，所以充气体中是否含氧作为自变量而不是是否充气 B.若图中B是酵母菌培养液，因其在不同条件下繁殖速度不同影响实验，可换成 　苹果小块 C.图中C若是溴麝香草酚蓝溶液，可用变色所用的时间比较CO2的产生量 D.若在有氧、无氧条件下产生等量的CO2，说明在两种条件下底物的消耗量相等 √ 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 6.为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是 A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B.t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C.若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所 　需时间会缩短 D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾 　溶液后变成灰绿色 √ 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 9 细胞质基质 线粒体 C6H12O6 酶 4[H] 2丙酮酸 能量 第一阶段 无O2 酶 酶 2C3H6O3 2酒精+2CO2 丙酮酸 酶 6H2O 6CO2 20[H] 能量 6O2 O2 12H2O 能量 第二阶段： 第三阶段： 二：细胞呼吸的方式及过程 1.细胞呼吸 （1）、概念： 指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 （2）方式： 有氧呼吸（O2参与） 无氧呼吸（无O2参与） 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h (1).反应场所： 细胞质基质和线粒体（主要场所） 2：有氧呼吸 （2）过程 第1阶段： 2丙酮酸 + 4[H] + 能量（少） C6H12O6 、酶 细胞质基质 第2阶段： 6CO2 + 20[H] + 能量（少） 2丙酮酸 + 6H2O 、酶 线粒体基质 第3阶段： 12H2O + 大量能量 、酶 24[H]+6O2 线粒体内膜 指NADH(还原型辅酶Ⅰ) 提醒：第二阶段不需要氧气直接参与 思考: 为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？ ①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 (3).有氧呼吸总反应式： (5).定义： (4).能量去向： 热能散失 葡萄糖 CO2+H2O 能量 ATP（32mol） 用于各项生命活动 2870kJ 977.28KJ(约34％ ) 细胞在氧 的参与下，通过多种酶的化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解产生 二氧化碳和水，释放大量能量，生成大量ATP的过程。 (6).特点： 过程温和、能量逐步释放、部分能量储存在ATP中 （1）、场所： 细胞质基质 3 : 无氧呼吸 （2）、过程： ①第1阶段: 葡萄糖 丙酮酸+[H]+少量能量（只在第一阶段放能） 酶 ②第2阶段: 2丙酮酸 + 4 [H] 2C2H5OH（酒精）+2CO2或2C3H6O3（乳酸） 酶 思考:不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因和根本原因? （3）反应式 ①酒精发酵： C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量） 酶 酵母菌 多数植物细胞 多数微生物 ②乳酸发酵： C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量） 酶 马吃甜玉米 直接原因： 酶不同 根本原因： 基因不同或基因选择性表达 （4）.能量去向: 1mol葡萄糖 酶 酒精 225.94 kJ 释放 ATP（61.08 kJ） 酶 乳酸 释放 196.65 kJ ATP（61.08 kJ） （5）.定义: 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 (6)特点: ①缺氧条件。 ②有机物氧化分解不彻底。 ③释放少量能量。 ４、有氧呼吸与无氧呼吸的比较： 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 条件 反应物 终产物 【H】的产生阶段 ATP的产生阶段 释放能量多少 有机物分解程度 共同点 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧气、酶 无氧、酶 葡萄糖、水、O2 葡萄糖 CO2 、 H2O 乳酸/酒精和CO2 第1、2阶段 第1阶段 多 少 彻底 不彻底 第1、2、3阶段 第1阶段 1过程:第一阶段完全相同； 2本质:都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP。 15 1.玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析错误的是（　　　) A.线粒体中的[H］可来自细胞质基质 B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 B 2呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，下列相关叙述错误的是( 　　) C A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段 B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气 C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质 D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力 3、与传统的水稻、小麦等粮食作物相比，玉米具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。下图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图，下列相关叙述正确的是 A.晴朗夏季的中午，玉米叶肉细胞产生的物质b只可参与光合作用 B.人体细胞中也可产生物质c，c进入血浆后，血浆pH也会基本稳定 C.被水淹的玉米根进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量只有2个去路 D.检测酒精时，试剂甲可以是溶有重铬酸钾的盐酸溶液 B 4.一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是( ) C A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸 B.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol C.氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵 D.氧浓度为d时，只进行有氧呼吸 5.以葡萄糖为起始的糖酵解过程有两个阶段，第一阶段称为引发阶段也称为投资阶段，第二阶段称为产能阶段也称为获利阶段如图是真核生物糖酵解过程示意图，相关叙述错误的是( ) A A.引发阶段发生的场所在细胞质基质，产能阶段发生的第场所在线粒体基质 B.一分子葡萄糖经过糖酵解过程“净赚”2分子ATP C.产能阶段产生的NADH在有氧状态下可以将电子交给第呼吸链进行传递而产生更多的ATP D.在无氧条件下丙酮酸不能进入线粒体基质进一步氧化分解 5.研究发现，线粒体的外膜具有孔蛋白构成的亲水通道，允许相对分子质量5000D以下的分子通过。线粒体内膜通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过，大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。物质跨膜运输时所需的能量可由ATP直接提供，也可借助H+浓度梯度。如图为马铃薯块茎细胞内电子传递链过程中部分物质跨膜转运过程 线粒体外膜 线粒体间隙 线粒体内膜 丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸 （1）.过程②所示膜蛋白为ATP合酶，推测马铃薯植株内的ATP合酶应泛分布于———————————————等细胞器膜结构上。 线粒体内膜和叶绿体类囊 （2）.丙酮酸的相对分子质量为889D，由此推测过程③丙酮酸跨膜运输方式是————————，而过程④丙酮酸的跨膜运输方式——————， 协助扩散 主动运输 该过程需要——————————————提供能量。 由 H+电化学梯度 线粒体外膜 线粒体间隙 线粒体内膜 丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸 （3）.研究发现，有氧呼吸前两个阶段产生的[H]所携带的电子经电子传递链最终传递给O2。在无氧条件下，丙酮酸不能进入线粒体的原因是 —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————，NADH积累在细胞质基质中，将丙酮酸还原为———— 在无氧条件下，无法形成H*电化学梯度丙酮酸因缺乏动力而不能主动运输穿过线粒体内膜 乳酸 （4）.请据图分析ATP生成的过程是什么? 内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H+泵出，构建H+浓度梯度H+通过线粒体内膜上的ATP合成酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 6.为研究影响豌豆幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图。 （1） （2） （3） （4） （5） （1）氧气的消耗是有氧呼吸的第——-阶段，该阶段的场___________ 三 线粒体内膜 （2）加入ADP会使氧气消耗速率加快的原因是———————————————— ——————————————————————--- 有氧呼吸的第三阶段会形成大量ATP，需要ADP作为原料 （3）加入的呼吸底物是——————加入该物质后会使氧气消耗速率加快的原因是———————————————————————————————————————————— —————————————————— 丙酮酸 丙酮酸在线粒体基质与水反应生成CO2和大量[H]，[H]再与O2反应，加速氧气的消耗 （4）过程④比③耗氧速率低的主要原因是_______________ ADP含量不足 $