呼吸作用doc-第30講生物進(jìn)化

/第二部分新陳代謝第13講細(xì)胞的呼吸一、考點內(nèi)容全解（一）本講考什么1.呼吸作用（1)呼吸作用的基本過程(見下圖)（２）有氧呼吸與無氧呼吸的比較（見下表）2。呼吸作用的實質(zhì)和意義（1)為生物體的生命活動提供能量。生物體內(nèi)的糖類、脂類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都富含能量,但這些能量不能直接供各種生命活動利用，需要通過呼吸作用，分解有機(jī)物，釋放能量，轉(zhuǎn)化到“能量貨幣”-—ATP中，由ATP直接推動各種生命活動的進(jìn)行，如細(xì)胞的分裂、礦質(zhì)元素的吸收、有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化等。(２）呼吸過程是各種有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的樞紐。呼吸作用的過程中會產(chǎn)生各種各樣的中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物是合成另外一些新物質(zhì)的原料.呼吸作用能把生物體的糖代謝、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝等連成一個整體,成為體內(nèi)各種有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的樞紐.（二)考點例析[例１］將酵母菌研磨、離心分離后,得到上清液:（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物(含細(xì)胞器），把等量的上清液、沉淀物和未離心處理的勻漿分別放人甲、乙、丙3個試管中，如圖所示，分別進(jìn)行以下實驗:（1）實驗一：向三支試管中分別滴加等量（１mol)的葡萄糖溶液,甲、乙、丙中的終產(chǎn)物分別是:甲__＿，乙___,丙＿_(dá)＿_(dá)_（2）實驗二:向三支試管中分別滴加等量（２moｌ）的丙酮酸，甲、乙、丙中的終產(chǎn)物分別是:甲_＿_(dá),乙___，丙_____(３)實驗三：在隔絕空氣的條件下，重復(fù)實驗一,甲、乙、丙中的終產(chǎn)物分別是：甲＿_(dá)_，乙___，丙___＿_(dá)（4)實驗四：向三支試管中分別滴加等量的螢光素（螢火蟲尾部提取的可以發(fā)光的物質(zhì)）.重復(fù)實驗一和實驗二，從理論上講，發(fā)光最強的是實驗＿_(dá)_＿＿_(dá)___中的＿_(dá)______試管。供選答案:Ａ．H2O+CＯ２B。乙醇+CO2Ｃ[解析］本題主要考查呼吸作用的過程，也考查有氧呼吸與無氧呼吸的聯(lián)系和區(qū)別.三支試管中所含細(xì)胞的部分不同,其功能也有不同。甲只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),其中的酶可催化呼吸作用的第一階段及無氧呼吸第二階段；乙只含細(xì)胞器，其中線粒體是有氧呼吸第二、三階段的場所；丙含有酵母菌細(xì)胞的各部分,存在催化兩種呼吸形式的酶。(1)實驗一:葡萄糖在甲中產(chǎn)生丙酮酸，因有氧存在,發(fā)酵作用受抑,丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無法按無氧呼吸的過程轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳；乙中由于沒有使葡萄糖分解成丙酮酸的酶，因而不能進(jìn)入線粒體完成反應(yīng);丙中含有催化有氧呼吸和無氧呼吸的各種酶且氧氣充足,因而丙中的葡萄糖最終被分解為二氧化碳和水。（２)實驗二：因有氧存在，加入的丙酮酸發(fā)酵作用受抑；乙中丙酮酸進(jìn)入線粒體徹底氧化分解為二氧化碳和水；丙中的過程同實驗一.(3）實驗三:在隔絕空氣的條件下,甲經(jīng)發(fā)酵作用產(chǎn)生乙醇、CO２；乙不能進(jìn)行有氧呼吸;丙進(jìn)行無氧呼吸。(4）螢光素發(fā)光是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能,需消耗ＡTＰ.有機(jī)物分解放出的能量越多發(fā)光越強,而有氧呼吸釋放的能量遠(yuǎn)多于無氧呼吸釋放的能量.[答案](1)C、D、A（２）Ｄ、A、Ａ（3)B、D、B(4)一、丙[解題警示]答題時應(yīng)注意所給的條件（反應(yīng)物、有氧或無氧),再在該條件下判斷所能發(fā)生的反應(yīng)。［同類變式］生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程圖解如下:據(jù)右圖解回答:(1）反應(yīng)①②③④中,可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是（2)糧食貯藏過程中，有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因為(３）在反應(yīng)=1\*GB3①=2\*GＢ3②＝3\*GB３③＝4＼*GB3④中，必須在有氧條件下進(jìn)行的是（200３全國高考理綜題）［解析］考查有氧呼吸、厭氧呼吸的過程及其相互區(qū)別和聯(lián)系.葡萄糖是呼吸作用的主要原料。有氧呼吸、厭氧呼吸的第一階段（糖酵解）完全相同,此后的反應(yīng)視不同的生物（具不同的厭氧呼吸酶）、不同的反應(yīng)條件（有氧或無氧）而定:人體細(xì)胞主要發(fā)生氧呼吸，即將丙酮酸轉(zhuǎn)入線粒體，最終徹底分解為CO2、H2O，并釋放大量能量;若在缺氧條件下如劇烈運動的肌細(xì)胞可生成乳酸。多數(shù)高等植物在無氧條件下可進(jìn)行厭氧呼吸生成酒精。某些高等植物如馬鈴薯塊莖的細(xì)胞可進(jìn)行厭氧呼吸生成酒精。[答案](１）①②③；（2）呼吸作用產(chǎn)生水；（3）②［例２］運動員在進(jìn)行不同項目運動時,機(jī)體供能方式不同。對三種運動項目的機(jī)體總需氧量、實際攝人氧量和血液中乳酸增加量進(jìn)行測定,結(jié)果如下：運動項目總需氧量(L）實際攝氧量(L)血液中乳酸增加量馬拉松跑6０0589略有增加４00m跑１６2顯著增加1０0m跑80未見增加根據(jù)以上資料分析馬拉松跑、400ｍ跑、lOOm跑過程中機(jī)體的主要供能方式分別是A。有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸分解Ｂ．無氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解C。有氧呼吸、無氧呼吸、無氧呼吸D．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、無氧呼吸[解析]呼吸作用的實質(zhì)是分解有機(jī)物，釋放能量供給機(jī)體生命活動的需要.解答此題首先應(yīng)明確供能的方式有哪幾種，且每種供能方式的條件和產(chǎn)物怎樣。同時要善于從所給的數(shù)據(jù)中分析差別，從中獲得突破口。根據(jù)所給資料分析，馬拉松跑中需氧量很大，且乳酸的含量增加不多，可見主要進(jìn)行有氧呼吸；４０0m跑中,氧氣的消耗量較少,且有大量乳酸產(chǎn)生，可見主要進(jìn)行無氧呼吸;ｌOOm跑中氧氣的消耗幾乎沒有，乳酸的產(chǎn)生也很少，可見有氧呼吸、無氧呼吸都不是此時的主要供能方式，此時由磷酸肌酸分解提供能量。[答案]A［特別提示］生物體總是根據(jù)不同的環(huán)境條件，調(diào)整呼吸作用的方式,以保證生命活動的需要，所以分析這類問題一定要運用“適應(yīng)"的觀點。[同類變式］下圖表示隨著劇烈運動時間的延長與肌肉供能系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，請據(jù)圖回答問題：（1）圖中的供能系統(tǒng)Ⅱ是系統(tǒng)；供能系統(tǒng)Ⅱ是系統(tǒng)；供能系統(tǒng)Ⅲ是系統(tǒng)（2)800m跑運動項目的能量供應(yīng)主要是，300０m跑運動項目的能量供應(yīng)主要是［解析］通過識圖歸納三個供能系統(tǒng)的特點：供能系統(tǒng)IⅡⅢ與O２的關(guān)系無氧參加無氧參加有氧參加能量來源磷酸肌酸肌糖元酵解葡萄糖ATＰ生成量ＡTP生成不多ATP生成有限ＡTP生成很多有無乳酸無乳酸產(chǎn)生有乳酸產(chǎn)生無乳酸產(chǎn)生解答第（２）問需要對幾種主要運動項目的正常速度或時間有大致的了解。［答案］(1）磷酸肌酸；肌糖元酵解；有氧呼吸(２）以磷酸肌酸與肌糖元酵解為主；以肌糖元酵解與有氧呼吸為主二、能力提升技巧（一）影響呼吸作用的主要因素是氧濃度、溫度和水，他們通過影響呼吸酶的活性而影響呼吸作用的強度（如何影響?請通過分析“酶的作用條件”得出結(jié)論)。人們通過控制氧濃度、溫度和水量(濕度)等條件,可以是使作物增產(chǎn)，延長種子和蔬菜的貯存時間,提高發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量。（二）近幾年高考命題集中在：呼吸作用的化學(xué)方程式、概念、實質(zhì)和意義,有氧、無氧呼吸的場所、過程及其相互關(guān)系.未來高考題目多以圖表、曲線等新情景、新視覺呈現(xiàn)，而呼吸作用與光合作用在學(xué)科內(nèi)的綜合是命題熱點，側(cè)重于利用呼吸作用與光合作用化學(xué)方程式進(jìn)行計算和設(shè)計實驗。［例３]若白天光照充足，哪種條件對作物增產(chǎn)有利A．晝夜恒溫２5℃Ｂ.白天溫度２5℃C.晝夜恒溫1５℃D．白天溫度30℃［解析］作物增產(chǎn)取決于有機(jī)物的積累.白天光照充足,適當(dāng)提高溫度可以促進(jìn)光合作用，制造更多有機(jī)物；晚上無光不能進(jìn)行光合作用，呼吸作用照常進(jìn)行，但可通過適當(dāng)降低溫度以減弱呼吸強度，盡量減少有機(jī)物的消耗。[答案］D［特別提示］綠色植物在光下制造有機(jī)物的同時，也進(jìn)行呼吸作用，因此直接測量得到的光合速率，為實際光合速率與其光合速率的差值,此即表觀光合速率。［同類變式］在溫室中栽培作物，如遇持續(xù)的陰雨天氣,為了保證作物的產(chǎn)量,對溫度的控制應(yīng)當(dāng)Ａ.降低溫室溫度，保持晝夜溫差Ｂ．提高溫室溫度,保持晝夜溫差Ｃ。提高溫室溫度，晝夜恒溫Ｄ．降低溫室溫度，晝夜恒溫［解析］陰雨天光照充足，光合作用較弱，在保障充分利用光能的前提下，可以適當(dāng)降低溫度以減弱呼吸強度;在不產(chǎn)生凍傷等的前提下,晚上溫度可以進(jìn)一步降低,保持適當(dāng)?shù)臅円箿夭?，目的是最大限度減少有機(jī)物的消耗。［相關(guān)變式一］右圖為大氣中氧的濃度對植物組織內(nèi)CO2產(chǎn)生的影響，為了有利于貯藏蔬菜和水果,貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪—點所對應(yīng)的濃度？[解析]這是通過控制氧的濃度而抑制呼吸的應(yīng)用實例?？諝庵醒鹾窟^低，植物細(xì)胞則進(jìn)行無氧呼吸獲得能量；氧的濃度增加,能促進(jìn)有氧呼吸的進(jìn)行,CO2釋放量增加。保存蔬菜、水果,可采用降低空氣中氧含量的辦法，降低細(xì)胞的呼吸作用.［答案］Ｄ［例4]在科學(xué)研究中常用呼吸商(RQ＝釋放的二氧化碳體積／消耗的氧體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測定發(fā)芽種子呼吸商的裝置如下圖。關(guān)閉活塞,在25℃下經(jīng)2０分鐘讀出刻度管中著色液移動距離。設(shè)裝置1和裝置２的著色液分別向左移動x和y(mm)。ｘ(1）裝置1的小瓶中加入NａOH溶液的目的是（2）x代表值，y代表值(3)若測得x=2０0（mm），y＝30(mm），則該發(fā)芽種子的呼吸商是(4)若要測定已長出一片真葉幼苗的RＱ值，則應(yīng)將該裝置放于何種條件下進(jìn)行,為什么?（５)為使測得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)置一對照裝置。對照裝置的容器和小瓶中應(yīng)分別放入.設(shè)對照的目的是（2003上海高考題)［解析]本題以呼吸作用為切入點，主要考查實驗?zāi)芰?。本實驗原理是：種子呼吸吸收氧放出二氧化碳.裝置1釋放的二氧化碳被NaOＨ溶液吸收，吸收氧的體積（X)則可通過著色液移動直接測出;裝置2中試管中為蒸餾水,其氣體體積的減小代表消耗氧和釋放二氧化碳的體積之差(Y）,通過著色液移動測出。該實驗中消耗氧的體積=Ｘ=200(mm),釋放二氧化碳的體積＝X-Y=200—30＝170(ｍm），RＱ=17０/20０=0。65。此外，為使測定值盡可能接近真實值，設(shè)置單一變量的對照實驗裝置以校正實驗誤差是必不可少。［答案]（1）吸收呼吸產(chǎn)生的二氧化碳(2）消耗氧的體積;消耗氧和釋放二氧化碳的體積之差(3）０.8５（４）黑暗。避免因為幼苗進(jìn)行光合作用，干擾呼吸作用的氣體量的變化(5)死的發(fā)芽種子和蒸餾水；用于校正裝置1和2內(nèi)因物理因素（或非生物因素）引起的容積變化三、基礎(chǔ)能力測試1.在圖示大型圓底燒瓶內(nèi)濕潤的泥沙中,插有幾根新鮮尚未長出新葉的枝條和一支試管，試管中盛有適量氫氧化鈉溶液,燒瓶口緊包著一個小氣球，使燒瓶剛好浮在大燒杯的水中某一位置。隔一天觀察，可發(fā)現(xiàn)燒瓶A．漂浮在水面B.沉到大燒杯底C．仍懸浮D.都有可能2．據(jù)研究，以極量強度蹬自行車6S,骨骼肌中ＡTP由原來的24.4mol·kg-下降至22.8ｍoｌ·ｋｇ—，此時肌肉中ATP主要來源是Ａ.有氧呼吸B.無氧呼吸C．磷酸肌酸D.以上都有３．現(xiàn)有含水量①10%②12%③14%③１6％的小麥，分別貯存于條件相同的四個糧倉中。在貯存過程中,有機(jī)物損耗最少的是Ａ.①D。②Ｃ.③Ｄ.④4。一運動員正在進(jìn)行長跑鍛煉，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如圖.圖中P、Q、R三曲線依次代表A.Ｏ2、C02、乳酸B.乳酸、C0２、O2C。C0２、Ｏ2、乳酸Ｄ。C0２、乳酸、O5．下列關(guān)于植物呼吸作用的敘述正確的是Ａ．呼吸作用的中間產(chǎn)物丙酮酸可以通過線粒體兩層膜B。是否產(chǎn)生二氧化碳是有氧、無氧呼吸的主要區(qū)別Ｃ.高等植物進(jìn)行有氧呼吸，不能進(jìn)行無氧呼吸D.種子庫中貯存的風(fēng)干種子不進(jìn)行呼吸作用6.取適量干重相等的4份種子進(jìn)行不同處理：(甲)風(fēng)干,(乙）消毒后浸水萌發(fā)，(丙)浸水后萌發(fā),（?。┙劝l(fā)后煮熟冷卻、消毒.然后分別放入4個保溫瓶中。一段時間后,種子堆內(nèi)溫度最高的是A．甲B。乙C．丙Ｄ.丁7．在適宜的溫度條件下,在下列裝置中都放人干酵母（內(nèi)有酵母菌），其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是８．葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)分解至丙酮酸的過程中,下列敘述正確的是A．在線粒體中進(jìn)行的無氧呼吸Ｂ.需在有氧條件下進(jìn)行C．不產(chǎn)生CO2D。反應(yīng)速度不受溫度影響9．葡萄糖是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸最常利用的物質(zhì)。將一只實驗小鼠放入含有放射性１8O2氣體的容器內(nèi)，18O2進(jìn)入細(xì)胞后,最先出現(xiàn)的放射性化合物是A。丙酮酸B．乳酸C．二氧化碳Ｄ．水10．利用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精時，投放的適宜原料和在產(chǎn)生酒精階段要控制的必要條件分別是A．玉米粉和有氧Ｂ．大豆粉和有氧Ｃ.玉米粉和無氧D．大豆粉和無氧四、潛能挑戰(zhàn)測試11.將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在一定條件下不給光照，ＣO2的含量每小時增加8mｇ；如給予充足的光照后，容器內(nèi)CO2的含量每小時減少36mｇ，據(jù)實驗測定上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖3０mg。請回答：⑴上述條件下,光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是否相等？⑵在光照時該植物每小時葡萄糖的凈生產(chǎn)量是mg⑶若一晝夜中先光照4小時,接著處置在黑暗的情況下2０小時，該植物體內(nèi)有機(jī)物含量的變化是12．某實驗小鼠適宜生活在2５℃左右的環(huán)境中,為探究低于適宜溫度的環(huán)境（如１0℃實驗室溫度:２5℃材料和用品:小鼠、冰袋、秒表等方法和步驟:步驟1：將小鼠放入廣口瓶的籠子內(nèi)，加塞密閉。打開夾子（A）、(Ｂ）、(C），片刻后關(guān)閉夾子(B)，用注射器抽?。?毫升氧氣備用。關(guān)閉夾子(C)，打開夾子(B），使水檢壓計液面左右平齊。步驟２：步驟3：結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：①②③該實驗最可能的結(jié)果和結(jié)論應(yīng)是。原因是（２0０３上海高考題)五、標(biāo)答與點撥１。B(點撥：枝條的呼吸作用消耗O２，產(chǎn)生CO2被ＮaOＨ吸收,瓶內(nèi)氣體總體積減小，浮力則減小)2.C（點撥：在極短時間內(nèi)高強度運動需大量能量AＴＰ，有氧呼吸供能不足，而無氧呼吸供能更少)３.Ａ（點拔:種子含水量越多呼吸作用越旺盛)4．B（點拔：長跑能量消耗大，肌細(xì)胞以有氧呼吸呼吸為主，也進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸)５.Ａ（點撥:丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)中產(chǎn)生,而后在線粒體內(nèi)徹底分解,可推知丙酮酸可以通過線粒體兩層膜)６.C(點撥：風(fēng)干的種子失去自由水,呼吸減弱;煮熟種子無呼吸現(xiàn)象;種子萌發(fā)后殘留物能被微生物分解釋放能量)7．A(點撥：酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖產(chǎn)生酒精,而自由水是酶發(fā)揮活性所必需的)8．A（點拔:氧在第三階段與[Ｈ]結(jié)合成水）９．Ａ（點拔：呼吸作用的第一階段在細(xì)胞質(zhì)中完成)10．C(點拔：這是根據(jù)酵母菌代謝的特點，通過控制氧的濃度促進(jìn)厭氧呼吸的應(yīng)用實例。酵母菌在