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单独复习资料细胞呼吸
必修一第五章:
细胞呼吸
考点一 呼吸作用的方式与过程
1.有氧呼吸
1.概念
2.总反应式及原子的去向
3.过程
2.无氧呼吸
1.场所:
2.反应式
3.过程:
4.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2,需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段:
细胞质基质
第二阶段:
线粒体基质
第三阶段:
线粒体内膜
第一阶段:
细胞质基质
第二阶段:
细胞质基质
产物
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
能量
大量
少量
释放能量
1mol葡萄糖释放2870kJ的能量,其中1161kJ左右转移至ATP中
1mol葡萄糖释放196.65kJ(生成乳酸)或225kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08kJ转移至ATP中
特点
有机物彻底氧化分解,能量完全释放
有机物没有彻底氧化分解,能量未完全释放
相同点
实质
分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动利用
意义
①为生命活动提供能量
②为体内其他化合物的合成提供原料
联系
第一阶段完全相同
习题:
1.下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。
下列有关叙述正确的是( )
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
2.(2016·安徽三校联考)下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置及主要产物,相关选项正确的是( )
呼吸类型
有氧呼吸位置及产物
无氧呼吸位置及产物
时间
第一阶段
第二阶段
第三阶段
第一阶段
第二阶段
位置
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
细胞质基质
细胞质基质
主要产物
C3H4O3
CO2
H2O
C3H4O3
C3H6O3或
C2H5OH+CO2
A.有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关
B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自无氧呼吸
C.产生C3H6O3的无氧呼吸释放能量比产生C2H5OH的无氧呼吸多
D.细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异
3.测定下列哪一项,可简便而且准确地判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式( )
A.有无酒精生成B.有无水生成
C.有无有机物消耗D.O2消耗量与CO2生成量的比值
4.(2016·滕州一中检测)不同种类的生物在不同的条件下,呼吸作用方式不同。
若分解底物是葡萄糖,下列对呼吸作用方式的判断不正确的是( )
A.若只释放CO2,不消耗O2,则细胞只进行无氧呼吸
B.若既不吸收O2同时也不释放CO2,则说明该细胞已经死亡
C.若CO2的释放量多于O2的吸收量,则细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸
D.若CO2的释放量等于O2的吸收量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
命题点三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算
5.有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。
据图中信息推断,错误的是( )
A.当O2浓度为a时,酵母菌没有有氧呼吸,只有无氧呼吸
B.当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C.当O2浓度为c时,有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.a、b、c、d4种不同氧浓度下,细胞都能产生[H]和ATP
6.现有一瓶葡萄糖液,内置有适量的酵母菌,经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为7∶6,这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( )
A.有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸B.有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸
C.有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸D.有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸
答案1. D2. A3 D4 B5 C6 C
考点二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用
1.温度
(1)原理:
细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。
(2)曲线模型(如下图)
(3)应用
2.O2浓度
(1)原理:
O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线模型
①O2浓度低时,无氧呼吸占优势。
②随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强。
③当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
(3)应用
①选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
②作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。
③提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
④稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。
3.CO2浓度
(1)原理:
CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)曲线模型(如下图)
(3)应用:
在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
4.含水量
(1)原理:
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点:
在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢(如图)。
(3)应用
特别提醒
(1)O2浓度为零时,细胞呼吸强度并不为零,因为此时细胞进行无氧呼吸。
(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。
蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
(3)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。
若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、增氧等措施;若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
习题:
1.(2017·宁夏固原一中检测)呼吸熵(RQ=CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。
下图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。
根据所给信息,判断下列说法正确的是( )
A.c点时,呼吸熵为1,说明该植物器官只进行有氧呼吸
B.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解
C.a点时,产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质
D.b点时,无氧呼吸强度最低,最适合储藏该植物器官
2.(2016·安徽示范高中第三次联考)甲、乙两图均表示氧浓度对呼吸作用(底物为葡萄糖)的影响,下列相关叙述中正确的是( )
A.甲图中,氧浓度为a时只进行无氧呼吸,呼吸产物中有乳酸或酒精
B.甲图中,氧浓度为d时只进行有氧呼吸
C.乙图中,储存种子或水果时,A点对应的氧浓度最适宜
D.根据乙图可知,氧浓度较低时抑制有氧呼吸,氧浓度较高时促进有氧呼吸
解读植物细胞呼吸曲线图
(1)图中各点表示的生物学意义
Q点:
不耗O2,产生CO2⇒只进行无氧呼吸;
P点:
耗O2量=产生CO2量⇒只进行有氧呼吸;
QP段(不包含Q、P点):
产生CO2量>耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;
R点:
产生CO2最少⇒组织细胞呼吸最弱点。
(2)在保存蔬菜、水果时,应选择R点对应的O2浓度,同时保持低温条件。
3.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。
下列叙述正确的是( )
A.20h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50h后,30℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加
C.50h后,30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
4.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48h后,贮藏在温度为1℃的冷库内,另一份则始终在1℃的冷库内贮藏。
从采摘后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示的曲线。
下列结论正确的是( )
A.贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B.第10d时,细胞中的ATP完全来自线粒体
C.第20d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D.第40d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
5.为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结果如图。
请据图回答:
(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________________,CO2排出细胞外,需要通过________层磷脂分子,其跨膜运输方式是________。
分析图中A、B、C三点,可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用,其中________mmol·L-1的KNO3溶液作用效果最好。
(3)根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标?
请分析说明:
________________________________。
6.如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述错误的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度低于20%时,30℃、35℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30℃和35℃之间
D.与b点相比,限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度
7.(2016·福建四地六校联考)为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。
下列有关分析错误的是( )
O2含量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
56.2
30℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
A.根据变化规律,表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B.温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C.O2含量从20.0%上升至40.0%时,O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D.在20℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
答案1 B2 B3 B4 C
5
(1)线粒体基质 6 自由扩散 A
(2)减缓 30
(3)不能,因为无氧呼吸可能会产生CO2
6 C7 C
重温高考 演练模拟
1.(2013·新课标Ⅱ,3)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是( )
A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸
B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码
C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同
2.(2016·临沂模拟)在有氧呼吸过程中,进入细胞内的氧( )
A.将丙酮酸氧化成二氧化碳
B.参与ATP的形成
C.将葡萄糖分解成丙酮酸
D.接受反应中脱下的氢生成水
3.(2016·大庆实验中学开学考)比较植物有氧呼吸和无氧呼吸,下列相关叙述正确的是( )
A.葡萄糖是有氧呼吸的主要底物,不是无氧呼吸的主要底物
B.CO2是有氧呼吸的产物,不是无氧呼吸的产物
C.有氧呼吸逐步释放能量,无氧呼吸瞬间释放能量
D.有氧呼吸产生还原氢,无氧呼吸过程中也能产生还原氢
4.(2014·海南,26)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。
请据图回答问题:
(1)在12~24h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是________呼吸,该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________,其产物是____________________________。
(2)从第12h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会________,主要原因是
________________________________________________________________________。
(3)胚根长出后,萌发种子的________呼吸速率明显升高。
5.(2015·安徽,29Ⅰ)科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。
(1)由图可知,与25℃相比,0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是_____________________________________________________________________;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的________浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。
该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:
①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a.________________________________________________________________________;
b.________________________________________________________________________。
答案1 C2 D3 D
4
(1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳
(2)减少 种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,使有机物的总量下降 (3)有氧
5
(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2
(2)a.选取的果实成熟度应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验
必修一第五章光合作用
考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程
1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出:
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
2.叶绿体的结构与功能
(1)结构模式图
(2)结构
↓决定
(3)功能:
进行光合作用的场所。
3.光合作用的探究历程(连线)
考点二 绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理
2.实验步骤
3.实验结果
色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
胡萝卜素
橙黄色
最少
最高
最快
叶黄素
黄色
较少
较高
较快
叶绿素a
蓝绿色
最多
较低
较慢
叶绿素b
黄绿色
较多
最低
最慢
习题:
1.(2016·衡水冀州中学月考)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断,以下说法不正确的是( )
A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光
B.用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加
D.土壤中缺乏镁时,植物对420~470nm波长的光的利用量显著减少
2.将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上,可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长,单位为nm,暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。
则该色素是( )
A.类胡萝卜素B.叶黄素
C.胡萝卜素D.叶绿素a
3.(2017·西安调研)在光合作用的探究历程中,德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律,曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。
以下科学实验能证明这一假说的是( )
A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验
B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验
C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验
D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验
4.下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。
一段时间后,以下相关实验比较不正确的是( )
A.Y2的质量大于Y3的质量
B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量
D.试管①的质量大于试管②的质量
5.(2017·厦门一中第二次月考)下列关于叶绿体中色素提取和分离实验的说法,不正确的是( )
A.实验中需要加入SiO2进行研磨,以破碎细胞和叶绿体
B.在研磨过程中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏
C.色素分离后在滤纸条上形成的4条色素带从上至下分别呈橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色
D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小
6.提取绿叶中的色素,进行纸层析分离,对该实验中各种现象的解释,正确的是( )
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液
C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多
D.胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为其在提取液中的溶解度最高
7.植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素,科学实验发现土壤中缺磷,会导致植株矮小,叶色暗绿。
依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素,试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。
实验所需主要用具、试剂:
烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。
实验材料:
正常生长的黄瓜幼苗。
实验假设:
_______________________________________________________________。
实验步骤:
第一步:
取两个烧杯编号为A、B,各放入同样数量、_____________________________的黄瓜幼苗。
第二步:
A烧杯中加入完全培养液,B烧杯中加入等量____________________,置于相同且适宜的条件下培养,培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。
第三步:
分别从A、B两组中选取____________,用____________提取叶片色素,用________
法分离色素,观察比较_________________________________________________________。
实验结果预测:
(1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致,说明缺磷导致的叶色暗绿,不是由于类胡萝卜素缺乏所致。
(2)________________________________________________________________________。
答案1. C2. D3. C4 C 5 D6 C
7实验假设:
缺磷导致类胡萝卜素缺乏,引起叶色暗绿
实验步骤:
第一步:
同一品种且长势相近、苗龄相同
第二步:
仅缺磷的完全培养液
第三步:
等量叶片 无水乙醇 纸层析 A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅
实验结果预测:
(2)A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带),说明缺磷导致的叶色暗绿,是由于类胡萝卜素缺乏所致
考点三 光合作用的基本过程
1.概念
2.反应式
3.过程及两过程的联系
4.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
条件
光照由强到弱,CO2供应不变
光照由弱到强,CO2供应不变
CO2供应由充足到不足,光照不变
CO2供应由不足到充足,光照不变
C3含量
增加
减少
减少
增加
C5含量
减少
增加
增加
减少
[H]和ATP的含量
减少
增加
增加
减少
(CH2O)的合成量
减少
增加
减少
增加
习题:
1.下列关于光合作用的叙述,错误的是( )
A.光反应阶段不需要酶的参与
B.暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗
C.光合作用过程中既有[H]的产生又有[H]的消耗
D.光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能
2.阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”,下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化,据此正确的分析是( )
A.光斑照射前,光合作用无法进行
B.光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加
C.光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用
D.光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱
3.在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是( )
A.C3和C5都迅速减少
B.C3和C5都迅速增加
C.C3迅速增加,C5迅速减少
D.C3迅速减少,C5迅速增加
4.下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。
下列有关叙述,正确的是( )
A.t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多
B.t2→t3,暗反应限制光合作用;若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高
C.t3→t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3化合物还原后的直接产物含量降低
1 A2. C3 C4 D
考点四 影响光合作用的因素及应用
1.光照强度
(1)原理:
光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。
光照强度增加,光反应速度加快,产生的[H]和ATP增多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。
(2)曲线分析
①A点:
光照强度为0,此时只进行细胞呼吸。
②AB段:
随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少。
③B点:
为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④BC段:
表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点后不再增强了。
⑤C点:
为光饱和点,限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
(3)应用:
①温室生产中,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产;②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。
2.CO2浓度
(1)原理:
CO2影响暗反应阶段,制约C3的形成。
(2)曲线分析
图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
B点和B′点都表
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