2024-2025年高考生物一輪復習知識點講解專題3-2細胞呼吸含解析

PAGEPAGE1專題3-2細胞呼吸【考情分析】1.細胞呼吸(Ⅱ)2.試驗：探究酵母菌的呼吸方式【核心素養(yǎng)分析】1.生命觀念：細胞呼吸是有機物氧化分解，釋放能量的過程。2.科學思維：比較有氧呼吸和無氧呼吸的場所和過程的不同。3.科學探究：探究有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸的方式。4.社會責任：細胞呼吸的原理在生產和生活中的應用?！局攸c學問梳理】學問點一、細胞呼吸1．探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌為兼性厭氧型微生物，其細胞呼吸方式為有氧呼吸和產生酒精(填酒精、乳酸)的無氧呼吸。(2)產物的檢測試劑現象(顏色改變)CO2澄清的石灰水變混濁溴麝香草酚藍水溶液藍色→綠色→黃色酒精在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀變成灰綠色2.細胞的有氧呼吸(1)過程圖解(2)總反應式：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。3．無氧呼吸(1)反應式①C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋能量(如乳酸菌)。②C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量(如酵母菌)。(2)場所：細胞質基質【學問拓展】1．據原子守恒推斷有氧呼吸中各元素的去向反應物中的葡萄糖、水、氧氣分別在第一、二、三階段被利用。產物中的二氧化碳和水分別在其次、三階段形成。2．細胞呼吸中[H](NADH)和ATP的來源和去路物質來源去路[H](NADH)有氧呼吸：C6H12O6和H2O無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結合生成水無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個階段都產生無氧呼吸：只在第一階段產生用于各項生命活動3.細胞呼吸反應式中各物質間量的比例關系(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＋2CO2＋能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋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消耗等量的葡萄糖時須要的O2和產生的CO2的物質的量：有氧呼吸須要的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。4．推斷細胞呼吸方式的三大依據5．試驗法推斷生物組織的呼吸方式(1)裝置(2)原理：植物呼吸作用汲取O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液汲取，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的紅墨水滴左移。單位時間內紅墨水滴左移的體積即表示呼吸速率。(3)結果分析①若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴不動，則只進行有氧呼吸。②若甲紅墨水滴不動，乙紅墨水滴右移，則只進行無氧呼吸。③若甲紅墨水滴左移，乙紅墨水滴右移，則既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。(4)物理誤差的校正：設置丙裝置，除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。學問點二影響細胞呼吸的因素及其應用1．影響細胞呼吸的外部因素分析項目溫度O2濃度水分影響原理影響酶的活性確定細胞呼吸類型和強度自由水含量較高時細胞呼吸旺盛坐標曲線實踐應用①在零上低溫下貯存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培過程中，適當增加晝夜溫差以削減有機物的消耗，提高產量通過降低O2濃度來抑制細胞呼吸，削減有機物消耗，來延長蔬菜、水果的保鮮時間貯藏作物種子時，將種子風干，以減弱細胞呼吸，削減有機物的消耗2.細胞呼吸原理的應用(1)對有氧呼吸原理的應用①提倡慢跑等有氧運動，使細胞進行有氧呼吸，避開肌細胞產生大量乳酸。②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。③利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產食醋或味精。(2)對無氧呼吸原理的應用①利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產各種酒。②破傷風芽孢桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖，包扎傷口應選用透氣的敷料，抑制破傷風芽孢桿菌的無氧呼吸；較深的傷口需剛好清理、注射破傷風抗毒血清等?！镜湫皖}分析】高頻考點一細胞有氧呼吸、無氧呼吸過程例1．（2024·課標Ⅰ）種子貯藏中須要限制呼吸作用以削減有機物的消耗。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（）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，則汲取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汲取也無CO2釋放D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則汲取O2的分子數比釋放CO2的多【答案】D【解析】呼吸底物是葡萄糖時，若只進行有氧呼吸，則消耗的氧氣=生成的二氧化碳量；若只進行無氧呼吸，當呼吸產物是酒精時，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，則說明不消耗氧氣，故只有無氧呼吸，A正確；若只進行有氧呼吸，則消耗的氧氣量=生成的二氧化碳量，B正確；若只進行無氧呼吸，說明不消耗氧氣，產乳酸的無氧呼吸不會產生二氧化碳，C正確；若同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，若無氧呼吸產酒精，則消耗的氧氣量小于二氧化碳的生成量，若無氧呼吸產乳酸，則消耗的氧氣量=二氧化碳的生成量，D錯誤。故選D?！九e一反三】(2024·河北衡水中學一調)下圖表示酵母菌呼吸過程中葡萄糖分解的兩個途徑，下列有關敘述正確的是()A．酶2發(fā)揮作用的部位是細胞質基質和線粒體B．能量2相較于能量1多C．消耗等量的葡萄糖經酶3途徑產生的CO2較多D．酒精是酵母菌的代謝產物，可經主動運輸方式運出細胞【答案】B【解析】酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，發(fā)揮作用的場所是細胞質基質，酶2催化有氧呼吸的其次階段和第三階段，發(fā)揮作用的場所是線粒體，A錯誤；能量1是有氧呼吸第一階段或無氧呼吸第一階段產生的，能量2是有氧呼吸其次、三階段產生的，則能量2相較于能量1多，B正確；酶3催化的是產生C2H5OH的無氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，產C2H5OH的無氧呼吸產生的CO2比有氧呼吸少，C錯誤；C2H5OH是脂溶性物質，可通過自由擴散運出細胞，D錯誤?！咀兪教骄俊浚?024·浙江卷）下列關于細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸的敘述，正確的是（）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(huán)境中的O2濃度會增加酒精的生成量【答案】C【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?yōu)?個丙酮酸分子，C正確；若適當提高蘋果果實貯藏環(huán)境中的O2濃度，會抑制細胞的厭氧呼吸，酒精的生成量削減，D錯誤。故選C?！九e一反三】(2024·高考全國卷Ⅱ)馬鈴薯塊莖貯存不當會出現酸味，這種現象與馬鈴薯塊莖細胞的無氧呼吸有關。下列敘述正確的是()A．馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸和葡萄糖B．馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生的乳酸是由丙酮酸轉化而來C．馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生丙酮酸的過程不能生成ATPD．馬鈴薯塊莖貯存庫中氧氣濃度的上升會增加酸味的產生【答案】B【解析】馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸，葡萄糖是細胞呼吸的原料而不是產物，A項錯誤；在馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的第一階段，葡萄糖分解成丙酮酸，其次階段在相應酶的催化下，丙酮酸轉化為乳酸，B項正確；在馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的第一階段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且釋放出少量能量，C項錯誤；一般來說，氧氣濃度的上升會抑制細胞的無氧呼吸，故馬鈴薯塊莖貯存庫中氧氣濃度的上升不會增加酸味的產生，D項錯誤。高頻考點二細胞呼吸方式的推斷與計算例2．(2024·華東師大模擬)若酵母菌呼吸消耗的O2與釋放CO2的量如圖所示，圖中四種狀態(tài)下，有氧呼吸消耗葡萄糖與無氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值，正確的是()A．甲，1/5 B．乙，1/3C．丙，2/3 D．丁，2/3【答案】C【解析】酵母菌有氧呼吸分解1分子葡萄糖，消耗6分子O2，產生6分子CO2；無氧呼吸分解1分子葡萄糖，不消耗O2，產生2分子CO2。甲狀態(tài)下，有氧呼吸消耗的葡萄糖量為1/6，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為(6－1)/2＝5/2，故有氧呼吸消耗葡萄糖與無氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值為1/15；同理，可求出乙、丙狀態(tài)下的比值依次為1/6、2/3，丁狀態(tài)下只進行有氧呼吸，C正確?！咀兪教骄俊坑幸黄亢薪湍妇钠咸烟桥嘤?，當通入不同濃度的O2時，其產生的酒精和CO2的物質的量如下圖所示。據圖中信息推斷，下列敘述錯誤的是()A．當O2濃度為a時，酵母菌沒有進行有氧呼吸，只進行無氧呼吸B．當O2濃度為b和d時，酵母菌細胞呼吸的過程有所不同C．當O2濃度為c時，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D．a、b、c、d4種不同O2濃度下，細胞都能產生[H]和ATP【答案】C【解析】當O2濃度為a時，酒精產生量與CO2產生量相等，說明此時只進行無氧呼吸，A項正確。當O2濃度為b時，產生CO2的量多于產生酒精的量，說明酵母菌進行了有氧呼吸和無氧呼吸；當O2濃度為d時，沒有酒精產生，說明酵母菌只進行有氧呼吸，因此當O2濃度為b、d時，酵母菌細胞呼吸過程有所不同，B項正確。當O2濃度為c時，產生6mol酒精的同時會產生6molCO2，須要消耗3mol葡萄糖，剩余的9molCO2來自有氧呼吸，需消耗1.5mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵，C項錯誤。無論是無氧呼吸還是有氧呼吸都能產生[H]和ATP，D項正確。高頻考點三細胞呼吸方式的探究例3．(2024·安徽合肥九中質檢)下面三個裝置可用于探討萌發(fā)的種子的呼吸作用的方式及其產物，下列有關分析不正確的是()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(fā)只進行有氧呼吸C．丙裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產生CO2D．三個裝置中的種子都必需進行消毒處理，都須要設置比照試驗【答案】B【解析】甲裝置中有溫度計，可用于探究呼吸作用是否產生熱量，A正確；乙裝置中NaOH溶液可汲取種子呼吸產生的CO2，有色液滴左移的距離代表細胞呼吸消耗的O2量，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子是否進行了有氧呼吸，該裝置無法證明種子萌發(fā)是否進行無氧呼吸，B錯誤；丙裝置中澄清的石灰水可檢測CO2，因此該裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產生CO2，C正確；種子未進行消毒處理，附著在種子表面的微生物進行的細胞呼吸會對試驗結果產生干擾，試驗過程中的其他無關變量也會影響試驗結果，所以三個裝置中的種子都必需進行消毒處理，都須要設置比照試驗，D正確?！咀兪教骄俊?2024·河北邢臺高三調研)試驗小組將等量的某植物種子分別放在不同O2濃度的密閉容器中，1小時后，測出容器中O2和CO2的改變狀況如下表：O2濃度/%01235710152025O2汲取量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.70.7CO2釋放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.70.7據表分析以下敘述正確的是()A．在O2濃度為0～3%時只進行無氧呼吸B．有氧呼吸的強度隨O2濃度上升而增加C．在O2濃度為5%時，種子只進行有氧呼吸D．無氧呼吸的產物是乳酸和CO2【答案】C【解析】O2濃度為0時，只進行無氧呼吸，表中O2濃度為1%～3%時，CO2的釋放量大于O2的汲取量，細胞既進行無氧呼吸又進行有氧呼吸，A錯誤；O2濃度為15%～25%時，隨著O2濃度的上升，細胞呼吸強度不變，B錯誤；在O2濃度為5%時，CO2的釋放量和O2的汲取量相等，種子只進行有氧呼吸，C正確；該植物種子無氧呼吸的產物有酒精和CO2，D錯誤。高頻考點四細胞呼吸原理的應用例4．(2024·福建漳州一模)下列關于細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是()A．農田剛好排澇能防止根細胞因缺氧產生酒精而爛根B．包扎傷口時選用透氣消毒紗布主要是防止包扎部位的組織細胞缺氧C．皮膚破損較深或被銹鐵釘扎傷后，感染的破傷風桿菌簡單大量繁殖D．利用糧食和酵母菌進行釀酒，在限制通氣時需先通入空氣一段時間再限制無氧條件【答案】B【解析】稻田定期排水，能防止根部細胞進行無氧呼吸產生酒精，A正確；包扎傷口時，選擇透氣的消毒紗布包扎，能避開厭氧微生物的繁殖，B錯誤；皮膚破損較深或被銹鐵釘扎傷后，較深傷口處的無氧環(huán)境適合破傷風桿菌大量繁殖，C正確；利用酵母菌制酒時先通入空氣一段時間有利于酵母菌大量繁殖，然后再密封創(chuàng)建無氧環(huán)境使其進行酒精發(fā)酵，D正確?！咀兪教骄俊考毎粑韽V泛應用于生產實踐中，下表中有關措施與目的，正確的是()選項應用措施目的A貯藏種子曬干降低有機物含量，降低細胞呼吸B酵母菌釀酒密封加快酵母菌繁殖，有利于酒精發(fā)酵C水果保鮮低溫降低酶的活性，降低細胞呼吸D水稻生長定期排水提高酶的活性，促進有氧呼吸【答案】C【解析】種子的貯藏，必需降低含水量，使種子處于風干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以削減有機物的消耗，而不是降低有機物的含量，A錯誤；酵母菌在有氧條件下，能快速繁殖，而在無氧條件下，有利于酒精發(fā)酵，B錯誤；水果保鮮的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低溫是最好的方法，C正確；水稻定期排水，可以提高土壤中氧氣的含量，有利于根細胞的有氧呼吸，但不能提高酶的活性，D錯誤。高頻考點五環(huán)境因素對細胞呼吸的影響例5．(2024·福建廈門高三質檢)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()A．20h內，果肉細胞產生ATP的場全部細胞質基質、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CO2濃度會增加C．50h后，30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢，是因為溫度高使酶活性降