第2講ATP與細胞呼吸考情研讀·備考定位考點展示核心素養1．ATP在能量代謝中的作用。2．細胞呼吸的過程。3．實驗：探究酵母菌的呼吸方式。1．生命觀念——通過對ATP的結構和功能，細胞呼吸類型和過程的學習，建立起生命的物質與能量觀和普遍聯系的觀點。2．理性思維——通過分析ATP的合成、利用過程及對細胞呼吸方式的判斷，培養對問題進行推理，并做出合理判斷的能力。3．科學探究——通過“探究酵母菌細胞呼吸方式”的實驗，掌握對生物學問題進行初步探究的能力。考點一ATP的結構、功能和利用自主回顧·素養儲備基礎梳理1．ATP的結構概念圖2．ATP的合成與利用3．ATP與ADP的相互轉化(據圖填表)項目ATP的合成ATP的水解反應式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶1))__ATP__ATPeq\o(→,\s\up7(酶2))__ADP＋Pi＋能量__所需酶__ATP合成酶____ATP水解酶__能量來源__光能__(光合作用)，__化學能__(細胞呼吸)儲存在__高能磷酸鍵__中的能量能量去路儲存于形成的__高能磷酸鍵__中用于__各項生命活動__反應場所__細胞質基質、線粒體、葉綠體__生物體的需能部位思維辨析易錯整合，判斷正誤。(1)1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團(×)(2)ATP≠能量，ATP是一種高能磷酸化合物，是與能量有關的一種物質，不能將兩者等同起來(√)(3)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等(×)(4)人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞產生ATP的量增加(√)(5)線粒體內膜、內質網的膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP(×)(6)ATP是生命活動的直接能源物質，但它在細胞中的含量很少，ATP與ADP時刻不停地進行相互轉化(√)(7)ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應(√)(8)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源(×) (9)在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會同時發生ATP的合成與分解(×)(10)活細胞內ATP與ADP的轉化只能單向進行(×)延伸探究1．人體內ATP的含量很少，但在劇烈運動時，每分鐘約有0.5kg的ATP轉化為ADP，以供運動之需，但人體內ATP總含量并沒有太大變化，[提示]ATP與ADP時刻不停地快速地發生相互轉化，并且處于動態平衡之中。2．植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都以ATP作為能量“通貨”，由此說明了什么？[提示]生物界具有統一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源。3．熱圖導析：請根據ATP水解產生ADP的過程圖回答下列問題(1)圖中A表示__腺苷__，P表示__磷酸基團__。(2)圖中①表示__高能磷酸鍵__，其中蘊藏著__大量化學能__。(3)圖中②為__高能磷酸鍵水解釋放能量__的過程，其作用是__為生命活動提供能量__。(4)催化該過程的酶與催化ATP生成的酶__不是__(填“是”或“不是”)同一種酶；高等植物細胞內ATP在__葉綠體類囊體薄膜、細胞質基質和線粒體__等部位生成。(5)下列過程需要①過程提供能量的是__①②③④⑤__。①主動運輸②生物發光、發電③肌肉收縮④淀粉合成⑤大腦思考⑥根細胞吸收水分剖析難點·考點突破重難精講1．概括ATP與核苷酸的關系2．理清ATP的合成、利用與細胞代謝的關系3．細胞內常見產生與消耗ATP生理過程的歸納轉化場所常見的生理過程細胞膜消耗ATP：主動運輸；胞吞、胞吐細胞質基質產生ATP：細胞呼吸第一階段消耗ATP：一些吸能反應葉綠體產生ATP：光反應消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等線粒體產生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等核糖體消耗ATP：蛋白質的合成細胞核消耗ATP：DNA復制、轉錄等精準命題突破點ATP的結構及其合成和利用〔典例剖析〕例1在某細胞培養液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內分離出細胞中的ATP，發現其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團已帶上放射性標記，該現象不能得出的結論是(C)A．ATP中遠離A的磷酸基團容易脫離B．部分32P標記的ATP是重新合成的C．ATP是細胞內的直接能源物質D．該過程中ATP既有合成又有分解[解析]ATP在細胞內的含量很少，但作為生物體內的直接能源物質，ATP與ADP的轉化是非常迅速的，所以加入32P標記的磷酸分子，短時間內分離出細胞中的ATP，其含量變化雖不大，但部分ATP的末端磷酸基團已帶上放射性。本實驗不能說明ATP是細胞內的直接能源物質。┃┃規律總結?ATP理解的四點提醒(1)ATP不等同于能量：ATP是與能量有關的一種高能磷酸化合物，水解時大量的能量會釋放出來。(2)ATP在細胞內含量較少：劇烈運動時，含量不會明顯增加，但可以通過ATP與ADP的快速轉化為生命活動提供能量。(3)ATP與RNA的關系：ATP分子脫去2分子磷酸基團，稱為腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA分子的基本組成單位之一。(4)ATP與ADP的相互轉化不可逆：從物質方面來看是可逆的，但從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的。〔對應訓練〕1．(2020·河北衡水中學二調)下圖表示生物體內發生的兩個化學反應，請判斷下列相關說法中正確的是(B)A．ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵③④最易斷裂B．圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是二者的種類不同C．細胞中的吸能反應一般與ATP的合成反應相聯系D．ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發生在真核細胞內[解析]ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵④最易斷裂，并釋放出大量的能量；圖中酶1和酶2的化學本質相同，都是蛋白質，但是二者的種類不同；細胞中的放能反應一般與ATP的合成反應相聯系，吸能反應一般與ATP的水解反應相聯系；ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制發生在一切細胞內。突破點ATP的拓展考查〔典例剖析〕例2(2021·河南九校聯考)核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等；脫氧核苷三磷酸(dNTP，d表示脫氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究發現dNTP可作為DNA合成的原料。下列敘述正確的是(B)A．dNTP和NTP的區別體現在五碳糖的種類不同B．dNTP含有2個高能磷酸鍵，可為DNA復制提供能量C．DNA復制時需dATP、dTTP含量越多，則DNA結構越穩定D．真核細胞分裂時，胞內dNTP都進入細胞核內參與DNA的復制[解析]dNTP和NTP的區別在于五碳糖種類不同和堿基種類不同；DNA復制時，dNTP需要脫去2個高能磷酸鍵釋放能量，該能量可用于DNA復制；DNA復制時需dCTP、dGTP含量越多，則DNA結構越穩定；真核細胞進行分裂時，除核DNA進行復制外，細胞質DNA也有復制，胞內dNTP不可能全部進入細胞核中。┃┃技巧點撥?ATP、DNA、RNA、核苷酸結構中“A”的含義辨析(1)ATP結構中的A為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。(2)DNA結構中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。(3)RNA結構中的A為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。(4)核苷酸結構中的A為腺嘌呤。可見，它們的共同點是都含有腺嘌呤。〔對應訓練〕2．在線粒體的內外膜間隙中存在著一類標志酶——腺苷酸激酶，它能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關分析中錯誤的是(B)A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴隨著2分子ADP的生成B．腺苷酸激酶催化該反應一般與放能反應相聯系C．腺苷酸激酶與細胞內ATP與ADP的平衡維持有關D．腺苷酸激酶發揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成[解析]腺苷酸激酶催化該反應會釋放能量，一般與吸能反應相聯系，B錯誤。考點二細胞呼吸的類型及過程自主回顧·素養儲備基礎梳理1．細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的__氧化分解__，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成__ATP__的過程。2．細胞的有氧呼吸(1)過程圖解(2)寫出有氧呼吸總反應式(標出氧元素的來源與去向)____。3．無氧呼吸4．不同生物無氧呼吸產物思維辨析易錯整合，判斷正誤。(1)有氧呼吸時，生成物H2O中的氫只來自線粒體中丙酮酸的分解(×)(2)有氧呼吸第二、三階段都能產生大量ATP(×)(3)有氧呼吸產生的[H]在線粒體基質中與氧結合生成水(×)(4)有氧呼吸產生的能量全部儲存在ATP中(×)(5)細胞內葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反應，只發生在細胞有氧時(×)(6)人體在劇烈運動時所需的能量由乳酸分解提供(×)(7)無氧呼吸的終產物是丙酮酸(×)(8)無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累(×)延伸探究1．肌細胞內的肌質體是由什么組成的？有什么意義？[提示]肌細胞內的肌質體是由大量變形的線粒體組成的，肌質體有利于對肌細胞的能量供應。2．1mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖分解生成乳酸，只釋放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP中。據此分析在進行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向是什么？[提示]無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉移到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而氧化分解釋放的能量主要以熱能形式散失了。3．熱圖導析：據生物體內葡萄糖分解代謝過程的圖解回答問題。(1)圖中A是__丙酮酸__，其產生的部位是__細胞質基質__。(2)反應①②③④中，必須在有氧條件下進行的是__②__，可在人體細胞中進行的是__①②④__。(均填圖中序號)(3)蘋果貯藏久了，會有酒味產生，其原因是發生了圖中__①③__過程；而馬鈴薯塊莖貯藏久了卻沒有酒味產生，其原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進行了圖中__①④__過程。(均填圖中序號)(4)糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象，其原因是什么？[提示]種子在有氧呼吸過程中產生了水。(5)如果是以脂肪為底物進行有氧呼吸，消耗O2的量要大于產生CO2的量，其原因是什么？[提示]與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產生CO2的量。剖析難點·考點突破重難精講1．過程圖解2．有氧呼吸和無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸區別場所細胞質基質和線粒體細胞質基質條件氧氣，多種酶無氧氣，多種酶物質變化葡萄糖徹底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成乳酸或酒精和CO2能量變化釋放大量能量，產生大量ATP釋放少量能量，產生少量ATP特點受O2和溫度等因素的影響有氧氣存在時，無氧呼吸受抑制聯系二者第一階段反應完全相同，并且都在細胞質基質中進行；本質都是氧化分解有機物、釋放能量，產生ATP■有關細胞呼吸的7個易錯點(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是無氧呼吸，但一定不是乳酸發酵。(2)不同生物無氧呼吸的產物不同，其直接原因在于催化反應的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同或基因的選擇性表達。(3)無氧呼吸只釋放少量能量，其余能量儲存在分解不徹底的氧化產物——酒精或乳酸中。(4)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用。(5)真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟的紅細胞只能進行無氧呼吸。(6)原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸，如藍藻、硝化細菌等，因為其細胞中含有與有氧呼吸有關的酶。精準命題突破點細胞呼吸過程的綜合分析〔典例剖析〕例3(2021·甘肅張掖質檢)細胞呼吸是細胞內分解有機物、釋放能量、產生ATP等一系列代謝活動的總稱。下列有關細胞呼吸的敘述，正確的是(B)A．細胞外的葡萄糖分子進入線粒體參與有氧呼吸過程，至少要穿過3層生物膜B．用14C—葡萄糖研究肝細胞的糖代謝，C．進行無氧呼吸的細胞一定不含線粒體D．人體細胞能進行有氧呼吸和無氧呼吸，因此人屬于兼性厭氧型生物[解析]葡萄糖參與有氧呼吸的第一階段，該過程發生在細胞質基質，A錯誤；用14C┃┃技巧方法?判斷細胞呼吸方式的三大依據〔對應訓練〕3．(2021·吉林“五地六校”聯考)如圖是某動物體的細胞呼吸過程。下列有關敘述不正確的是(C)A．4、6分別是水和氧氣B．3產生于線粒體基質C．產生的8主要用于合成ATPD．植物細胞也能進行該過程[解析]4為水、6為氧氣，A正確；3(二氧化碳)在有氧呼吸第二階段產生，場所是線粒體基質，B正確；8(能量)大部分以熱能形式散失，少部分用于合成ATP，C錯誤；該圖表示有氧呼吸過程，植物細胞也可以進行，D正確。4．(2021·湖南株洲質檢)細胞呼吸過程中，線粒體內膜上的質子泵能將NADH(即[H])分解產生的H＋轉運到膜間隙，使膜間隙中H＋濃度增大，大部分H＋通過結構①回流至線粒體基質，同時驅動ATP的合成，主要過程如下圖所示。下列有關敘述不正確的是(B)A．乳酸菌不可能發生上述過程B．該過程發生于有氧呼吸第二階段C．圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白D．H＋由膜間隙向線粒體基質的跨膜運輸屬于協助擴散[解析]乳酸菌為原核細胞，沒有線粒體，A項正確；有氧呼吸第二階段發生于線粒體基質，該過程發生于線粒體內膜，B項錯誤；圖中①是具有ATP合成酶活性的H＋通道蛋白，C項正確；H＋由膜間隙向線粒體基質順濃度運輸，且需要通道蛋白協助，屬于協助擴散，D項正確。突破點細胞呼吸類型的判斷和有關計算〔典例剖析〕例4(2020·貴州遵義航天中學一模)“有氧運動”是指人體吸入的氧氣與需求的相等，達到生理上的平衡狀態。如圖所示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關系。結合所學知識，分析下列說法正確的是(D)A．a運動強度下只有有氧呼吸，b運動強度下有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，c運動強度下只有無氧呼吸B．運動強度大于或等于b后，肌肉細胞CO2的產生量將大于O2的消耗量C．無氧呼吸使有機物中的能量大部分以熱能形式散失，其余儲存在ATP中D．若運動強度長時間超過c，會因為乳酸積累而使肌肉酸脹乏力[解析]a運動強度下乳酸含量低，無氧呼吸較弱，b運動強度下有氧呼吸和無氧呼吸都有所增強，c運動強度下氧氣消耗速率較高，有氧呼吸、無氧呼吸速率都在較高水平，A錯誤；肌肉細胞無氧呼吸不產生CO2，有氧呼吸CO2的產生量等于O2的消耗量，B錯誤；無氧呼吸中葡萄糖的能量大部分儲存在乳酸中，釋放的能量大部分以熱能形式散失，其余儲存在ATP中，C錯誤；運動強度長時間超過c，人體會因乳酸大量積累而出現肌肉酸脹乏力現象，D正確。┃┃規律總結?細胞呼吸反應中各物質量的比例關系(1)反應式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。②無氧呼吸：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。(2)相關物質間量的比例關系①有氧呼吸：C6H12O6︰O2︰CO2＝1︰6︰6。②無氧呼吸：C6H12O6︰CO2︰C2H5OH＝1︰2︰2或C6H12O6︰C3H6O3＝1︰2。③有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產生的CO2的物質的量：有氧呼吸需要的O2︰有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和＝3︰4。④產生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量：無氧呼吸：有氧呼吸＝3︰1。〔對應訓練〕5．(2020·會寧四中高三月考)呼吸作用方式和用于生物呼吸作用有機物的差異會導致呼吸釋放的CO2量與吸收O2的量的比發生差異，已知呼吸熵(RQ)＝eq\f(呼吸釋放的CO2量,呼吸作用吸收的O2量)，下列有關說法不正確的是(D)A．呼吸熵(RQ)大于1，表明生物一定存在產生C2H5OH的無氧呼吸B．呼吸熵(RQ)等于1，表明生物進行有氧呼吸，但不能確定產生乳酸的無氧呼吸的存在與否C．呼吸熵(RQ)小于1，表明生物體有氧呼吸過程中消耗了非糖有機物D．呼吸熵(RQ)越大，生物體新陳代謝越旺盛[解析]呼吸熵(RQ)大于1，生物既進行有氧呼吸，又進行產生CO2的無氧呼吸，所以該生物一定存在產生C2H5OH的無氧呼吸，A正確；呼吸熵(RQ)等于1，表明生物進行有氧呼吸或者同時進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸，B正確；糖類呼吸熵為1，若呼吸熵(RQ)小于1，即細胞呼吸吸收O2量>釋放CO2量，說明呼吸底物氧的相對含量比糖類低，故生物體有氧呼吸過程中消耗了非糖類有機物，C正確；呼吸熵(RQ)越大，無氧呼吸越強，有氧呼吸越弱，即生物體新陳代謝越弱，D錯誤。考點三影響細胞呼吸的因素及其應用自主回顧·素養儲備基礎梳理1．溫度(1)影響原理：溫度通過影響__酶的活性__影響細胞呼吸速率。(2)曲線分析：①a點為該酶的__最適溫度__，細胞呼吸速率最快。②溫度低于a時，隨溫度降低，酶活性__下降__，細胞呼吸受__抑制__。③溫度高于a時，隨溫度升高，酶活性__下降__，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。(3)實際應用：①保鮮：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延長保鮮時間。②促進生長：溫室中栽培蔬菜時，夜間適當降低溫度，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高蔬菜的產量。2．氧氣(1)影響原理：氧氣促進__有氧呼吸__，抑制無氧呼吸。(2)曲線分析：①A點時，氧濃度為零，細胞只進行__無氧呼吸__。②氧濃度為0～10%時，隨氧濃度的升高，無氧呼吸速率__減慢__。B點時，有氧呼吸釋放的CO2量等于無氧呼吸釋放的CO2量；C、D點：橫坐標相同，無氧呼吸停止。③氧濃度在0～20%時，隨氧濃度升高，有氧呼吸速率逐漸__加快__。④隨氧濃度的升高，細胞呼吸速率__先減慢后加快__，最后趨于穩定。⑤氧濃度為__5%__左右時，細胞呼吸強度最弱。(3)實際應用：①保鮮：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鮮。②促進生長：農作物中耕松土可以增加土壤中氧氣的含量，促進根部有氧呼吸促進生長。③防止無氧呼吸：陸生植物長時間水淹，土壤中氧含量降低，植物因無氧呼吸產生的酒精積累而爛根。④控制呼吸方式：制葡萄酒時，初期進行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，發酵時嚴格控制無氧環境，促進酵母菌的無氧呼吸。3．二氧化碳(1)影響原理：CO2是細胞呼吸的終產物，積累過多會__抑制__細胞呼吸。(2)曲線分析：(3)實際應用：①保鮮：地窖中CO2濃度高，有利于蔬菜水果的儲存。②抑菌：薯片等食品充氣保存，可抑制微生物的繁殖。4．水含量(1)影響原理：①各種生化反應需溶解在水中才能進行，自由水含量升高，新陳代謝__加快__。②水是有氧呼吸的__反應物__之一，含水量會影響細胞呼吸的進行。(2)實際應用：①抑制細胞呼吸：曬干的種子自由水含量降低，細胞呼吸減慢，更有利于儲存。②促進細胞呼吸：浸泡有利于種子的萌發。思維辨析易錯整合，判斷正誤。(1)同一葉片在不同生長發育時期，其細胞呼吸速率有差異(√)(2)嚴格的無氧環境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少(×)(3)糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環境中儲藏(×)(4)溫室大棚中，可以通過夜間適當降溫來提高農作物的產量(√)(5)皮膚破損較深的患者，應及時到醫院注射破傷風抗毒血清(√)(6)劇烈運動時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產生乳酸(×)延伸探究1．密封地窖能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯等，其原因是什么？[提示]密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。2．夏季，池塘中的魚在黎明時分常出現浮頭現象，原因是什么？[提示]黎明時分水中的溶解氧不足，水體表層的溶解氧相對較高，因此池塘中的魚常在黎明時分出現浮頭現象。3．氧氣影響細胞呼吸的曲線分析(1)O2濃度在2.5%～10%之間時、在10%以上時，該器官的細胞呼吸方式有什么不同？(2)O2濃度為C時，AB＝BC，此時有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一樣多？(3)在保存蔬菜、水果時，應選擇哪一點對應的O2濃度？為什么？[提示](1)O2濃度在2.5%～10%之間時，進行有氧呼吸和無氧呼吸；O2濃度在10%以上時，只進行有氧呼吸。(2)不是。根據有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸時，1C6H12O6→6CO2；無氧呼吸時，1C6H12O6→2CO2。所以當有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1︰3。(3)應選擇R點對應的O2濃度，因為此時總CO2釋放量最少，有機物的損耗最少。剖析難點·考點突破重難精講1．內部因素——遺傳因素(決定酶的種類和數量)(1)不同種類的植物細胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。(2)同一植物在不同的生長發育時期細胞呼吸速率不同，如幼苗期、開花期細胞呼吸速率較高，成熟期細胞呼吸速率較低。(3)同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營養器官。2．應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低溫儲存\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食,水果、蔬菜零上低溫)),種植大棚作物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白天：適當升溫,夜間：適當降溫))))■(1)O2濃度為零時，細胞呼吸強度并不為零，因為細胞可進行無氧呼吸。(2)隨著O2濃度的增加，無氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧氣濃度較低而較弱，細胞呼吸的總強度較低；但隨著氧氣濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強，細胞呼吸總強度增大。(3)從化學平衡的角度分析，高濃度的CO2在一定程度上可以抑制細胞呼吸。(4)儲存種子需要低氧、低溫、干燥的環境，儲存水果蔬菜需要低氧、零上低溫、低濕的環境，以減少有機物的消耗。精準命題突破點細胞呼吸的影響因素分析〔典例剖析〕例5科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細胞呼吸速率的影響，結果如圖所示。下列敘述正確的是(B)A．20h內，果肉細胞產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體B．50h后，30℃條件下果肉細胞沒有消耗O2，密閉罐中COC．50h后，30℃的有氧呼吸速率比2℃和D．實驗結果說明溫度越高，果肉細胞有氧呼吸速率越大[解析]果肉細胞不能進行光合作用，其產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體，A錯誤；50h后，30℃條件下果肉細胞沒有消耗O2，是由于此溫度條件下酶的活性較高，有氧呼吸已將O2消耗殆盡，以后僅進行無氧呼吸，故密閉罐中CO〔對應訓練〕6．(2017·海南卷，7)下列有關植物細胞呼吸作用的敘述，正確的是(C)A．分生組織細胞的呼吸速率通常比成熟組織細胞的小B．若細胞既不吸收O2也不放出CO2，說明細胞已停止無氧呼吸C．適當降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進而減少有機物的消耗D．利用葡萄糖進行有氧呼吸時，吸收O2與釋放CO2的摩爾數不同[解析]與成熟組織細胞相比，分生組織細胞代謝旺盛，呼吸速率快，A錯誤。某些植物組織細胞無氧呼吸產物為乳酸，產生乳酸的無氧呼吸過程，既不吸收O2也不放出CO2，B錯誤。降低氧氣濃度，有氧呼吸減弱，有機物消耗減慢，C正確。利用葡萄糖進行有氧呼吸時，吸收O2與釋放CO2的摩爾數相同，D錯誤。突破點細胞呼吸原理在生產中的應用〔典例剖析〕例6(2021·昆明質檢)對下列生產措施或生活現象所涉及的細胞呼吸知識的有關敘述，錯誤的是(C)A．提倡慢跑，可防止無氧呼吸產生乳酸使人體肌肉酸脹B．零度以上低溫貯存果蔬，可降低呼吸酶活性，減少有機物的分解C．馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用D．作物種子貯藏前需要干燥，主要是通過減少水分抑制細胞有氧呼吸[解析]馬鈴薯塊莖的無氧呼吸產物是乳酸，不是酒精，C錯誤。┃┃歸納總結?細胞呼吸原理的應用(1)在生產或生活實踐中，若需要增強相關植物或其器官的細胞呼吸強度，可采取供水、升溫、高氧等措施；若需減弱細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。(2)蔬菜、水果在儲藏時都應在低溫低氧條件下，種子應保持干燥，而蔬菜、水果應保持一定的濕度。低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫。(3)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因是無氧呼吸產生的乳酸對細胞有毒害作用。(4)分析題目給定的生產生活實際情境，判斷是需要促進細胞呼吸還是需要抑制細胞呼吸。例如，中耕松土，促進細胞呼吸；儲存種子，抑制細胞呼吸。〔對應訓練〕7．(2021·黑龍江哈爾濱師大附中測試)如圖為蔬菜存放時，空氣中的O2濃度(y)與蔬菜釋放出的CO2氣體量(x)的關系曲線。根據圖示，最有利于蔬菜儲存的O2濃度是(B)A．① B．②C．③ D．④[解析]②O2濃度條件下，CO2產生量最少，有機物消耗最少，并且有氧條件下無氧呼吸受到抑制，最有利于蔬菜的儲存，B正確。考點四細胞呼吸方式的探究和呼吸速率的測定自主回顧·素養儲備基礎梳理1．探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)實驗原理(2)實驗步驟①配制__酵母菌__培養液。②安裝實驗裝置。③檢測：把排氣管通入澄清石灰水或溴麝香草酚藍水溶液，澄清石灰水變__混濁__，溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，將密閉裝置中的酵母菌培養液加入酸性__重鉻酸鉀__后，溶液變成__灰綠色__。(3)實驗現象條件澄清石灰水的變化重鉻酸鉀—濃硫酸溶液甲組(有氧)變混濁快無變化乙組(無氧)變混濁慢出現__灰綠色__(4)實驗結論①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。②在有氧條件下產生CO2多而快，在無氧條件下進行細胞呼吸產生__酒精和CO2__。2．種子萌發時呼吸速率的測定(1)實驗裝置(2)指標及原理①指標：細胞呼吸速率常用單位時間內CO2釋放量或O2吸收量來表示。②原理：組織細胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的著色液左移。單位時間內著色液左移的體積即表示呼吸速率。(3)物理誤差的校正①如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。②如果實驗材料是種子，為防止微生物的細胞呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行消毒處理。③為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。(4)實驗拓展：呼吸底物與著色液移動的關系脂肪含氫量高，含氧量低，等質量的脂肪與葡萄糖相比，氧化分解時耗氧量高，而產生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時，產生CO2量小于消耗O2量，著色液移動更明顯。剖析難點·考點突破重難精講1．探究種子萌發時細胞呼吸的類型(1)實驗設計：欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發芽種子為例)。(2)實驗結果預測和結論實驗現象結論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸2．構建種子萌發時吸水和呼吸方式變化曲線(1)在種子吸水的第Ⅰ階段，由于(吸脹)吸水，呼吸速率上升。(2)在種子吸水的第Ⅱ階段，呼吸作用CO2的產生量要比O2的消耗量大得多，說明此期間主要進行無氧呼吸。(3)在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的吸收量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根大量吸水(滲透吸水)。(4)種子萌發后期，O2吸收量大于CO2釋放量，說明除了糖類參與氧化分解外，還有其他物質參與氧化分解，如脂肪。精準命題突破點探究酵母菌細胞呼吸的方式〔典例剖析〕例7(2020·太原期中)下圖是“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗裝置，下列敘述正確的是(C)A．該實驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比實驗，其中乙組作為對照組B．若從B瓶和D瓶中取樣，加入酸性重鉻酸鉀溶液，D瓶內的溶液會由藍變綠再變黃C．可根據澄清石灰水變混濁的速率，來檢測CO2的產生速率D．必須持續往A瓶通氣，以保證B瓶的酵母菌進行有氧呼吸[解析]酵母菌為兼性厭氧型真菌，有氧呼吸和無氧呼吸均可進行，所以該實驗需設置有氧和無氧兩種條件的對比實驗，兩組都是實驗組，A錯誤；若向B瓶和D瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，由于只有無氧呼吸才會產生酒精，所以D瓶內的溶液會變成灰綠色，B錯誤；因為CO2可使澄清石灰水變混濁，所以可根據澄清的石灰水變混濁的速率，來檢測CO2的產生速率，C正確；甲是探究酵母菌有氧呼吸的裝置，若持續往A瓶中通空氣，空氣中的CO2可能不會被NaOH完全吸收，導致會有CO2從A瓶到B瓶然后進入C瓶，這樣不能保證使澄清石灰水變混濁的是酵母菌有氧呼吸產生的CO2，可以間歇性通氣，D錯誤。〔對應訓練〕8．(2021·邯鄲模擬)某同學為了研究酵母菌呼吸作用的類型，制作了如圖所示的實驗裝置。甲、乙中各加等量的經煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙內用液狀石蠟隔絕空氣。對該實驗的分析，錯誤的是(D)A．該實驗不能以有無CO2的產生來判斷酵母菌的呼吸作用類型B．將葡萄糖溶液煮沸可以防止雜菌污染，以免影響實驗結果C．乙和甲比較，說明酵母菌在不同的條件下有不同的呼吸作用類型D．乙為甲的空白對照實驗，以排除無關因素對酵母菌呼吸作用的影響[解析]由于酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO2，所以該實驗不能以有無CO2的產生來判斷酵母菌的呼吸作用類型，A正確；由于配制的葡萄糖溶液中可能有雜菌，所以將葡萄糖溶液煮沸可以防止雜菌污染，B正確；由于乙裝置中用石蠟進行密封，形成無氧環境，所以乙和甲比較，說明酵母菌在不同的條件下有不同的呼吸作用類型，C正確；乙和甲都是實驗組，相互形成對照，自變量是有無氧氣，D錯誤。突破點細胞呼吸相關實驗的探究〔典例剖析〕例8(2021·皖北聯盟聯考)下面三個裝置可用于研究萌發種子的呼吸作用方式及其產物，有關分析錯誤的是(B)A．甲裝置可用于探究呼吸作用是否產生熱量B．乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發只進行有氧呼吸C．丙裝置可用于探究萌發種子的呼吸作用是否產生CO2D．三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗[解析]甲裝置中含有溫度計，可用于探究萌發種子的呼吸作用是否產生熱量；乙裝置中NaOH溶液可吸收呼吸作用產生的CO2，則有色液滴向左移動可說明呼吸作用消耗了氧氣，因此該裝置可用于探究萌發的種子是否進行有氧呼吸，但不能說明種子萌發只進行有氧呼吸；丙裝置中澄清石灰水可檢測CO2，因此該裝置可用于探究萌發種子的呼吸作用是否產生CO2；微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗。〔對應訓練〕9．某同學用如下圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為1mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25℃水浴中，10min后關閉軟管夾，隨后每隔5min記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結果如下表所示。實驗時間(min)101520253035液滴移動距離(mm)032.565100130162.5A．圖中X為NaOH溶液，軟管夾關閉后液滴將向右移動B．在20～30min內氧氣的平均吸收速率為6.5mmC．如將X換為清水，并向試管充入N2即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率D．增設的對照實驗只需將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環境中[解析]X為NaOH溶液，軟管夾關閉后液滴將向左移動，在20～30min內氧氣的平均吸收速率為(130－65)×1÷10＝6.5(mm3/min)；果蠅幼蟲無氧呼吸產生乳酸不產生CO2，無論是否進行無氧呼吸液滴都不會移動；對照實驗應將裝置中的果蠅幼蟲換成等質量的死幼蟲，并將該裝置置于相同的環境中，重復上述實驗。10．(2021·正定模擬)如圖為測量萌發的小麥種子細胞呼吸方式的裝置圖，下列相關說法正確的是(D)A．圖示說明萌發的小麥種子細胞進行了無氧呼吸B．圖中萌發的小麥種子細胞的細胞質基質產生的[H]最多C．萌發的小麥種子細胞有氧呼吸的第二階段產生水D．有色液滴移動的距離可表示細胞呼吸消耗氧氣的量[解析]圖示中有色液滴左移說明萌發的小麥種子細胞進行了有氧呼吸，消耗了氧氣，A錯誤；萌發的小麥種子細胞的線粒體基質產生的[H]最多，B錯誤；細胞有氧呼吸的第三階段產生水，C錯誤。課末總結知識導圖·思維縷析學科素養·核心釋疑某豆科植物種子萌發過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。請據圖回答下列問題：(1)在12～24h期間，呼吸速率逐漸增強，在此期間呼吸作用的主要方式和產物是：以無氧呼吸為主，產生酒精和二氧化碳，據此分析豆科植物種子掩埋過深導致腐爛的原因是：掩埋過深時氧氣供應不足，種子進行無氧呼吸產生的酒精積累過多，對細胞有毒害作用，導致腐爛。(2)從第12h到胚根長出期間，萌發種子的干物質總量會減少，主要原因是種子不進行光合作用制造有機物，但進行細胞呼吸消耗有機物，使有機物的總量下降。(3)種子萌發48小時后，氧氣的消耗量大于二氧化碳的釋放量，分析其原因是豆科植物富含脂肪，等質量的脂肪與葡萄糖相比，含H量高，因此進行有氧呼吸時消耗O2的量大于產生CO2的量。探究高考·明確考向1．(2020·全國卷Ⅰ，2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖，下列關于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(D)A．若產生的CO2與乙醇的分子數相等，則細胞只進行無氧呼吸B．若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等C．若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放D．若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的多[解析]本題主要考查有氧呼吸與無氧呼吸的過程。以葡萄糖為底物的有氧呼吸反應式為C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量，產生乙醇的無氧呼吸反應式為C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量，產生乳酸的無氧呼吸反應式為C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。能產生乙醇的細胞呼吸方式是無氧呼吸，根據反應式可知，該過程產生的CO2與乙醇的分子數相等，如果存在有氧呼吸，那么最終產生的CO2分子數會多于乙醇分子數，所以若產生的CO2與乙醇分子數相等，則細胞只進行無氧呼吸，A正確；若細胞只進行有氧呼吸，根據反應式可知，吸收的O2和釋放的CO2分子數相等，B正確；若細胞只進行產生乳酸的無氧呼吸，根據反應式可知，該過程既不吸收O2，也不產生CO2，C正確；若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，若是產生乙醇的無氧呼吸，則吸收O2的分子數比釋放CO2的分子數少，若是產生乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數與釋放CO2的分子數相等，D錯誤。2．(2020·浙江卷，6)下列關于細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸的敘述，正確的是(C)A．細胞的厭氧呼吸產生的ATP比需氧呼吸的多B．細胞的厭氧呼吸在細胞溶膠和線粒體嵴上進行C．細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸過程中都會產生丙酮酸D．若適當提高蘋果果實貯藏環境中的O2濃度會增加酒精的生成量[解析]需氧呼吸是有機物徹底氧化分解的過程，貯存在有機物中的能量全部釋放出來，產生大量ATP，而厭氧呼吸的產物乳酸或乙醇中還儲存著能量，產生的ATP少得多，A錯誤；細胞的厭氧呼吸在細胞溶膠中進行，B錯誤；細胞的需氧呼吸和厭氧呼吸的第一階段都是糖酵解過程，將1個葡萄糖分子轉變為2個丙酮酸分子，C正確；若適當提高蘋果果實貯藏環境中的O2濃度，會抑制細胞的厭氧呼吸，酒精的生成量減少，D錯誤。故選C。3．(2020·山東卷，2)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP，這種現象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是(B)A．“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖B．癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATPC．癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質基質中被利用D．消耗等量的葡萄糖，癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少[解析]由于葡萄糖無氧呼吸時只能釋放少量的能量，故“瓦堡效應”導致癌細胞需要吸收大量的葡萄糖來為生命活動供能，A正確；無氧呼吸只在第一階段產生少量ATP，癌細胞中進行無氧呼吸時，第二階段由丙酮酸轉化為乳酸的過程不會生成ATP，B錯誤；由題干信息和分析可知，癌細胞主要進行無氧呼吸，故丙酮酸主要在細胞質基質中被利用，C正確；由分析可知，無氧呼吸只有第一階段產生少量的NADH，而有氧呼吸的第一階段和第二階段都能產生NADH，