(人教通用)2020版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第8講 細(xì)胞呼吸講義.docx
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第8講 細(xì)胞呼吸 [考綱要求] 1.細(xì)胞呼吸(Ⅱ)。2.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式。 考點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸的概念、方式和過程 1.概念 細(xì)胞呼吸:是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。 2.有氧呼吸 (1)概念:是指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。 (2)過程 (3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來源與去向) 。 (4)放能: 1 mol葡萄糖釋放的能量中有1 161 kJ左右的能量轉(zhuǎn)移至ATP中,其余能量則以熱能形式散失。 (5)與有機(jī)物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的;有機(jī)物中的能量是逐步釋放的;一部分能量儲存在ATP中。 3.無氧呼吸 (1)場所:全過程是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。 (2)過程 第一階段 葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量 第二階段 酒精發(fā)酵 丙酮酸→酒精+CO2 實(shí)例:植物、酵母菌等 乳酸發(fā)酵 丙酮酸→乳酸 實(shí)例:高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等 (3)放能:1 mol葡萄糖釋放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ左右轉(zhuǎn)移至ATP中。 1.判斷關(guān)于有氧呼吸的敘述 (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(chǎn)生大量ATP( ) (3)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水( ) (4)有氧呼吸產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中( ) 2.判斷關(guān)于無氧呼吸的敘述 (1)細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反應(yīng),只發(fā)生在細(xì)胞有氧時( ) (2)人體在劇烈運(yùn)動時所需的能量由乳酸分解提供( ) (3)無氧呼吸的終產(chǎn)物是丙酮酸( ) (4)無氧呼吸不需要O2的參與,該過程最終有[H]的積累( ) 據(jù)圖分析有氧呼吸和無氧呼吸過程 (1)反應(yīng)①②③④中,必須在有氧條件下進(jìn)行的是②,可在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是①②④(填序號)。 (2)糧食儲藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象,其原因是什么? 提示 種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。 (3)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同,其直接原因和根本原因分別是什么? 提示 直接原因是催化反應(yīng)的酶不同,根本原因是基因的選擇性表達(dá)。 (4)如果是以脂肪為底物進(jìn)行有氧呼吸,消耗O2的量要大于產(chǎn)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(chǎn)生CO2的量。 1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解 2.細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源與去向 項目 來源 去向 [H] 有氧呼吸:C6H12O6和H2O; 無氧呼吸:C6H12O6 有氧呼吸:與O2結(jié)合生成水; 無氧呼吸:還原丙酮酸 ATP 有氧呼吸:三個階段都產(chǎn)生; 無氧呼吸:只在第一階段產(chǎn)生 用于幾乎各項生命活動(除光合作用的暗反應(yīng)) 3.細(xì)胞呼吸過程中有關(guān)物質(zhì)參與的階段及場所總結(jié) (1)水:生成于有氧呼吸第三階段,場所為線粒體內(nèi)膜;以反應(yīng)物參與有氧呼吸第二階段,場所為線粒體基質(zhì)。無氧呼吸中不存在水的生成與消耗。 (2)二氧化碳:在有氧呼吸的第二階段、線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生,或者在無氧呼吸的第二階段、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生。動植物體內(nèi)均可產(chǎn)生二氧化碳。 (3)酒精或乳酸:在無氧呼吸的第二個階段、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生。 (4)葡萄糖:只以反應(yīng)物的形式參與有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段,場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (5)丙酮酸:作為中間產(chǎn)物,在有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段產(chǎn)生,場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì);以反應(yīng)物形式參與有氧呼吸第二階段和無氧呼吸第二階段,前者場所為線粒體基質(zhì),后者場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (6)氧氣:只以反應(yīng)物的形式參與有氧呼吸的第三階段,場所為線粒體內(nèi)膜。 4.細(xì)胞呼吸中能量的釋放與去向 命題點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸過程的綜合分析 1.(2018烏魯木齊高三第二次診斷)下列與細(xì)胞呼吸有關(guān)的敘述正確的是( ) A.進(jìn)行無氧呼吸的細(xì)胞不含線粒體 B.破傷風(fēng)桿菌的大量繁殖需要有氧呼吸提供能量 C.人體無氧呼吸形成酒精的過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 D.糖類徹底氧化分解的產(chǎn)物可通過自由擴(kuò)散運(yùn)出細(xì)胞 答案 D 解析 酵母菌細(xì)胞含有線粒體,但是在無氧條件下也可以進(jìn)行無氧呼吸,A錯誤;破傷風(fēng)桿菌是厭氧菌,其繁殖需要的能量來自于無氧呼吸,B錯誤;人體無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,不產(chǎn)生酒精,C錯誤;糖類徹底氧化分解的產(chǎn)物是二氧化碳和水,都可通過自由擴(kuò)散運(yùn)出細(xì)胞,D正確。 生命觀念 線粒體和細(xì)胞呼吸的關(guān)系 (1)有線粒體的真核細(xì)胞(生物)一定能進(jìn)行有氧呼吸,無氧條件下也可進(jìn)行無氧呼吸。 (2)無線粒體的真核細(xì)胞(生物)只能進(jìn)行無氧呼吸,如哺乳動物成熟的紅細(xì)胞和蛔蟲等。 (3)無線粒體的原核生物,有些也能進(jìn)行有氧呼吸,如藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等,原核生物的有氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上。 2.下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程,a~e表示物質(zhì),①~④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 B.圖中物質(zhì)c為[H],它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生 C.圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期,其中e為ATP D.①④③過程為有氧呼吸的三個階段,其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2 答案 D 解析 題圖中①②過程為無氧呼吸,①④③過程為有氧呼吸,a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精,D項正確;催化反應(yīng)②和④的酶分別存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中,A項錯誤;無氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H],B項錯誤;①②過程表示無氧呼吸,其中e為酒精,C項錯誤。 3.下圖表示生物體內(nèi)進(jìn)行的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用過程。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.a(chǎn)過程的完成一定伴隨H2O和CO2的生成 B.在人體劇烈運(yùn)動過程中,肌肉細(xì)胞產(chǎn)生的甲中不含有乳酸 C.人體細(xì)胞中完成c過程的場所主要是線粒體 D.人體內(nèi)的a過程會受腎上腺素和甲狀腺激素的影響 答案 D 解析 a過程可表示有氧呼吸與無氧呼吸過程,無氧呼吸過程不產(chǎn)生H2O,且產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸過程也不產(chǎn)生CO2,A項錯誤;在人體劇烈運(yùn)動過程中,肌肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,B項錯誤;c過程表示ATP水解釋放能量用于各項生命活動,而線粒體是細(xì)胞的“動力車間”,是合成ATP的主要場所,不是主要的耗能場所,C項錯誤;在人體內(nèi),腎上腺素、甲狀腺激素可以使機(jī)體細(xì)胞代謝加快,故a過程會受到二者的影響,D項正確。 命題點(diǎn)二 細(xì)胞呼吸類型的判斷和有關(guān)計算 4.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測得的氣體量(相對值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說法正確的是( ) 項目 CO2釋放量 O2吸收量 甲 12 0 乙 8 6 丙 10 10 A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸 B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值 D.在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 答案 D 解析 甲條件下只釋放CO2,不吸收氧氣,進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和酒精的無氧呼吸,不產(chǎn)生乳酸,A錯誤;乙條件下消耗氧氣的量為6,則有氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量為8-6=2,無氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,有氧呼吸消耗的葡萄糖和無氧呼吸相等,B錯誤;丙條件下只進(jìn)行有氧呼吸,但不能判斷有氧呼吸強(qiáng)度是否達(dá)到了最大值,C錯誤;乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,D正確。 科學(xué)思維 結(jié)合三大依據(jù)判斷細(xì)胞的呼吸方式 5.(2018唐山一中高三第一次模擬)研究人員使用血糖儀定量測量酵母菌在不同細(xì)胞呼吸方式下的葡萄糖濃度值,計算出有氧呼吸或無氧呼吸的速率。實(shí)驗(yàn)中得到數(shù)據(jù)如下表: 序號 時間(min) 稀釋10倍葡萄糖摩爾濃度(mmol/L) 1 0 初始 24.50 2 15 有氧1 18.60 無氧1 21.30 3 30 有氧2 9.90 無氧2 13.50 (條件:35 ℃下,1 g干酵母/10 mL葡萄糖溶液) (1)計算有氧呼吸、無氧呼吸的反應(yīng)速率①、②的值分別為__________、__________。 時段(min) 呼吸方式 葡萄糖消耗速率(mmol/Lmin) 0~15 有氧呼吸1 3.93 無氧呼吸1 2.13 16~30 有氧呼吸2 ① 無氧呼吸2 ② (2)分析表中數(shù)據(jù)可知:相同時間段,有氧呼吸的葡萄糖消耗速率________(填“大于”“小于”或“等于”)無氧呼吸的葡萄糖消耗速率;無論是有氧呼吸還是無氧呼吸,0~15 min時段細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖速率________(填“大于”“小于”或“等于”)16~30 min時段的速率。 (3)本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是_________________________________________________________。 答案 (1)5.80 5.20 (2)大于 小于 (3)在一定時間范圍內(nèi),酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時消耗的葡萄糖比無氧呼吸的要多(或酵母菌細(xì)胞的有氧呼吸強(qiáng)度大于無氧呼吸的強(qiáng)度);在適宜的條件下,無論是有氧呼吸還是無氧呼吸,酵母菌細(xì)胞的代謝速率都會增加 解析 (1)根據(jù)題意和表格數(shù)據(jù)可知,有氧呼吸的反應(yīng)速率①為(18.6-9.90)1015=5.80 [mmol/(Lmin)];無氧呼吸的反應(yīng)速率②為(21.3-13.5)1015=5.20 [mmol/(Lmin)]。 (2)分析表中數(shù)據(jù)可知,相同時間段,有氧呼吸的葡萄糖消耗速率大于無氧呼吸的葡萄糖消耗速率;無論是有氧呼吸還是無氧呼吸,0~15 min時段細(xì)胞呼吸的葡萄糖消耗速率小于16~30 min時段的速率。 (3)本實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論:在一定時間范圍內(nèi),酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時消耗的葡萄糖比無氧呼吸的要多(或酵母菌細(xì)胞的有氧呼吸強(qiáng)度大于無氧呼吸的強(qiáng)度);在適宜的條件下,無論是有氧呼吸還是無氧呼吸,酵母菌細(xì)胞的代謝速率都會增加。 考點(diǎn)二 影響細(xì)胞呼吸的外界因素及其應(yīng)用 1.溫度 (1)原理:細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。 (2)曲線模型(如下圖) (3)應(yīng)用 2.O2濃度 (1)原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。 (2)曲線模型(如下圖) ①O2濃度低時,無氧呼吸占優(yōu)勢。 ②隨著O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng)。 ③當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨著O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。 (3)應(yīng)用 ①選用透氣消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。 ②作物栽培中的中耕松土,保證根的正常細(xì)胞呼吸。 ③提倡慢跑,防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。 ④稻田定期排水,抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精,防止酒精中毒,爛根死亡。 3.CO2濃度 (1)原理:CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過多會抑制(填“促進(jìn)”或“抑制”)細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。 (2)曲線模型(如圖) (3)應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。 4.含水量 (1)原理:水作為有氧呼吸的原料和環(huán)境因素影響細(xì)胞呼吸的速率。 (2)特點(diǎn):在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢(如圖)。 (3)應(yīng)用 (1)同一葉片在不同生長發(fā)育時期,其細(xì)胞呼吸速率有差異( √ ) (2)嚴(yán)格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因?yàn)榇藯l件下細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物最少( ) (3)糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲藏( ) (4)溫室大棚中,可以通過夜間適當(dāng)降溫來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量( √ ) (5)皮膚破損較深的患者,應(yīng)及時到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清( √ ) (6)劇烈運(yùn)動時,氧氣供應(yīng)不足,肌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸( ) 氧氣影響細(xì)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(xì)胞呼吸方式有什么不同? 提示 O2濃度在2.5%~10%之間時,進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸;O2濃度在10%以上時,只進(jìn)行有氧呼吸。 (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? 提示 不是。根據(jù)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(dāng)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)在保存蔬菜、水果時,應(yīng)選擇哪一點(diǎn)對應(yīng)的O2濃度?為什么? 提示 應(yīng)選擇R點(diǎn)對應(yīng)的O2濃度,因?yàn)榇藭r總CO2釋放量最少,有機(jī)物的損耗最少。 命題點(diǎn)一 細(xì)胞呼吸影響因素的相關(guān)曲線分析 1.如圖是外界條件對植物細(xì)胞呼吸速率的影響曲線圖,以下分析錯誤的是( ) A.從甲圖可知細(xì)胞呼吸最旺盛時的溫度是B點(diǎn)對應(yīng)的溫度 B.乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸,曲線Ⅱ表示無氧呼吸 C.乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機(jī)物主要是葡萄糖 D.乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡,可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制 答案 B 解析 甲圖中B點(diǎn)溫度下植物細(xì)胞呼吸相對速率最大,說明該溫度下細(xì)胞呼吸最旺盛;隨著氧氣濃度增大有氧呼吸增強(qiáng),無氧呼吸減弱,故乙圖中曲線Ⅰ表示無氧呼吸,曲線Ⅱ表示有氧呼吸;細(xì)胞呼吸利用的有機(jī)物主要是葡萄糖;有氧呼吸需要酶的參與,溫度會影響酶的活性,故有氧呼吸還受溫度或呼吸酶數(shù)量限制,使曲線Ⅱ最終趨于平衡。 2.(2018洛陽一模)呼吸熵(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細(xì)胞呼吸過程中氧氣供應(yīng)狀態(tài)的一種指標(biāo)。如圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸熵的關(guān)系。以下敘述中正確的是( ) A.呼吸熵越大,細(xì)胞有氧呼吸越強(qiáng),無氧呼吸越弱 B.B點(diǎn)有氧呼吸的強(qiáng)度大于A點(diǎn)有氧呼吸的強(qiáng)度 C.為延長水果保存的時間,最好將氧分壓調(diào)至C點(diǎn) D.C點(diǎn)以后,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不隨氧分壓的變化而變化 答案 B 解析 由于有氧呼吸吸收的O2量與釋放的CO2量相等,無氧呼吸不吸收O2,釋放CO2,所以放出的CO2量/吸收的O2量=1時,只進(jìn)行有氧呼吸,放出的CO2量/吸收的O2量大于1時,既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無氧呼吸,呼吸熵越大,細(xì)胞有氧呼吸越弱,無氧呼吸越強(qiáng),A錯誤; B點(diǎn)氧氣濃度大于A點(diǎn),所以B點(diǎn)有氧呼吸強(qiáng)度大于A點(diǎn),B正確;C點(diǎn)是只進(jìn)行有氧呼吸的最低氧分壓,不是細(xì)胞呼吸最弱時的氧分壓,若要延長水果的保存時間,不能將氧分壓調(diào)至C點(diǎn),C錯誤;C點(diǎn)不是有氧呼吸氧氣的飽和點(diǎn),C點(diǎn)以后細(xì)胞呼吸強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)會隨氧分壓變化而變化,D錯誤。 命題點(diǎn)二 細(xì)胞呼吸影響因素的探究實(shí)驗(yàn)分析 3.科研人員探究溫度對密閉罐中水蜜桃果肉細(xì)胞呼吸速率的影響,結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是( ) A.20 h內(nèi),果肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 B.50 h后,30 ℃條件下果肉細(xì)胞沒有消耗O2,密閉罐中CO2濃度會增加 C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢,是因?yàn)闇囟雀呤姑富钚越档? D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明溫度越高,果肉細(xì)胞有氧呼吸速率越大 答案 B 解析 果肉細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用,其產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,A項錯誤;50 h后,30 ℃條件下果肉細(xì)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(jìn)行無氧呼吸,故密閉罐中CO2濃度會增加,B項正確、C項錯誤;由于酶具有最適溫度,若超過最適溫度,有氧呼吸速率會降低,D項錯誤。 4.為了探究植物呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律,研究者在遮光狀態(tài)下,測得了相同的新鮮菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量,結(jié)果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對值)。下列有關(guān)分析錯誤的是( ) O2 含量 溫度 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.根據(jù)變化規(guī)律,表中10 ℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯誤的 B.溫度為3 ℃、O2含量為3.0%是儲藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合 C.O2含量從20.0%上升至40.0%時,O2含量限制了呼吸強(qiáng)度的繼續(xù)升高 D.在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過程中,細(xì)胞無氧呼吸逐漸減弱 答案 C 解析 根據(jù)表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可知,在10 ℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)應(yīng)大于3.6小于35.2,所以53.7這個數(shù)據(jù)很可能是錯誤的,A項正確;溫度為3 ℃、O2含量為3.0%時,CO2的釋放量最少,是儲藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合,B項正確;3 ℃、10 ℃和20 ℃條件下,O2含量從20.0%升至40.0%時,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度逐漸減弱,30 ℃條件下,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增強(qiáng),C項錯誤;在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過程中,隨著O2含量的增加,CO2釋放量逐漸減少,細(xì)胞無氧呼吸逐漸減弱,D項正確。 命題點(diǎn)三 細(xì)胞呼吸影響因素的實(shí)踐應(yīng)用 5.儲藏水果和糧食時,充加CO2或抽取空氣,能延長儲藏時間,主要是由于( ) A.抑制有氧呼吸 B.促進(jìn)有氧呼吸 C.抑制無氧呼吸 D.促進(jìn)無氧呼吸 答案 A 解析 儲藏水果和糧食時,充加CO2或抽取空氣,目的是抑制有氧呼吸,延長儲藏時間。 6.(2018太原期末)下列生產(chǎn)措施或生活中所涉及的細(xì)胞呼吸有關(guān)知識的敘述,不正確的是( ) A.提倡慢跑,可避免因無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使人體肌肉酸脹乏力 B.用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精的過程中,pH發(fā)生變化是其死亡率上升的原因之一 C.無氧環(huán)境中有利于水果和蔬菜的保存 D.作物種子儲藏前需要干燥,主要目的是通過減少水分以抑制細(xì)胞呼吸 答案 C 解析 提倡慢跑,可避免因無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使人體肌肉酸脹乏力,A正確;用酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精的過程中,pH發(fā)生變化是其死亡率上升的原因之一,B正確;無氧環(huán)境中細(xì)胞會通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精,酒精對細(xì)胞有毒害作用,不利于水果和蔬菜的保存,C錯誤;作物種子儲藏前需要干燥,主要目的是通過減少水分以抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗,D正確。 命題點(diǎn)四 種子萌發(fā)過程中細(xì)胞呼吸的變化分析 7.(2018成都高三第一次診斷)干種子萌發(fā)過程中,CO2釋放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的變化趨勢如圖所示(假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖)?;卮鹣铝袉栴}: (1)干種子吸水后,自由水比例大幅增加,會導(dǎo)致細(xì)胞中新陳代謝速率明顯加快,原因是______________________________________________(至少答出兩點(diǎn))。 (2)在種子萌發(fā)過程中的12~30 h之間,細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是______________和CO2。若種子萌發(fā)過程中缺氧,將導(dǎo)致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡,原因是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)與種子萌發(fā)時相比,胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件包括________________________________________________。 答案 (1)自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑,許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與,水參與物質(zhì)運(yùn)輸 (2)酒精、水 缺氧時,種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命活動所需,無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用 (3)適宜的光照、CO2和無機(jī)鹽等 解析 (1)干種子吸水后,自由水比例大幅增加,會導(dǎo)致細(xì)胞中新陳代謝速率明顯加快,原因是自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑,許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與,水參與物質(zhì)運(yùn)輸。(2)種子萌發(fā)過程中的12~30 h之間,釋放的二氧化碳量大于消耗的氧氣量,說明細(xì)胞既進(jìn)行無氧呼吸,也進(jìn)行有氧呼吸,所以細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是酒精、CO2和水。由于缺氧時,種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命活動所需,無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用,故種子萌發(fā)過程缺氧,將導(dǎo)致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡。(3)與種子萌發(fā)時相比,胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件有適宜的光照、CO2濃度和無機(jī)鹽等。 科學(xué)思維 種子萌發(fā)時吸水和呼吸方式變化曲線 (1)在種子萌發(fā)的第Ⅰ階段,由于(吸脹)吸水,呼吸速率上升。 (2)在種子萌發(fā)的第Ⅱ階段,細(xì)胞產(chǎn)生CO2的量要比消耗O2的量大得多,說明此期間主要進(jìn)行無氧呼吸。 (3)在胚根長出后,由于胚根突破種皮,增加了O2的進(jìn)入量,種子以有氧呼吸為主,同時胚根大量吸水(滲透吸水)。 考點(diǎn)三 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 1.實(shí)驗(yàn)原理 2.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)。 (2)檢測CO2的產(chǎn)生,裝置如圖所示。 (3)檢測酒精的產(chǎn)生:自A、B中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL 溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。 3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 條件 澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的時間 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(xiàn)灰綠色 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 (2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。 歸納總結(jié) (1)實(shí)驗(yàn)裝置 甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對比實(shí)驗(yàn),設(shè)置的是有氧、無氧條件。 (2)無關(guān)變量控制 ①通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。 ②B瓶應(yīng)封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。 命題點(diǎn)一 教材實(shí)驗(yàn)的綜合考查 1.利用如圖所示裝置探究酵母菌的無氧呼吸,正確的操作方法是( ) A.a(chǎn)瓶先敞口培養(yǎng)一段時間后,再連通b瓶 B.a(chǎn)瓶密封后,應(yīng)該立即連通b瓶 C.a(chǎn)瓶密封后,培養(yǎng)一段時間,再連通b瓶 D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,在b瓶中加入重鉻酸鉀檢驗(yàn)酒精 答案 C 解析 探究酵母菌無氧呼吸需要設(shè)置無氧條件,同時檢測無氧呼吸的產(chǎn)物CO2,因此裝置中要將a錐形瓶密封一段時間,讓酵母菌將瓶中的氧氣耗盡后再連通b瓶,保證澄清石灰水變混濁是由酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生CO2造成的。 2.下圖為探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計裝置。下列敘述正確的是( ) A.實(shí)驗(yàn)自變量為溫度 B.實(shí)驗(yàn)因變量為CO2的多少 C.空氣泵泵入的氣體應(yīng)先除去O2 D.乙、丙兩試管加入干酵母后應(yīng)煮沸冷卻除去CO2 答案 B 解析 該實(shí)驗(yàn)的自變量是氧氣的有無,溫度屬于無關(guān)變量,A項錯誤;該實(shí)驗(yàn)通過Ca(OH)2溶液檢測CO2的產(chǎn)生量,B項正確;空氣泵通入氣體是為有氧呼吸提供O2,應(yīng)先除去泵入氣體中的CO2,C項錯誤;乙、丙兩試管的培養(yǎng)液需煮沸(除去CO2)冷卻后再加入干酵母,避免酵母菌被高溫殺死,D項錯誤。 命題點(diǎn)二 生物細(xì)胞呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)分析 3.如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型而設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì)),下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置和結(jié)果的分析,錯誤的是( ) A.通過裝置1僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸 B.用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進(jìn)行無氧呼吸 C.用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,如果裝置1中液滴左移,裝置2中液滴右移,說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸,又進(jìn)行無氧呼吸 D.用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,裝置2中液滴可能向左移 答案 D 解析 燒杯中的NaOH溶液能吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2,所以液滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸消耗的O2量,因此通過裝置1僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸;用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,液滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值,如果液滴移動說明酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸,如果液滴不移動,說明酵母菌不進(jìn)行無氧呼吸;用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,如果裝置1中液滴左移,說明有O2的消耗,可以推斷出酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸,裝置2中液滴右移,說明細(xì)胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量,推斷出酵母菌還進(jìn)行了無氧呼吸;用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2,由于葡萄糖作底物不可能出現(xiàn)O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況,所以裝置2中液滴不可能向左移。 4.(2018人大附中高三2月特供卷)某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究微生物的呼吸。實(shí)驗(yàn)設(shè)計如下:關(guān)閉活栓后,U形管右管液面高度變化反映瓶中的氣體體積變化。實(shí)驗(yàn)開始時將右管液面高度調(diào)至參考點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中定時記錄右管液面高度相對于參考點(diǎn)的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.甲組右管液面變化,表示的是微生物呼吸時氧氣的消耗量 B.乙組右管液面變化,表示的是微生物呼吸時CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值 C.甲組右管液面升高,乙組不變,說明微生物只進(jìn)行有氧呼吸 D.甲組右管液面不變,乙組下降,說明微生物進(jìn)行乳酸發(fā)酵 答案 D 解析 甲組實(shí)驗(yàn)裝置中NaOH的作用是吸收CO2,有氧呼吸過程消耗O2,產(chǎn)生的CO2被NaOH吸收,甲組右管液面變化,表示的是微生物呼吸時氧氣的消耗量,A正確;乙組實(shí)驗(yàn)裝置中無NaOH吸收CO2,氣體的變化是O2減少量與CO2的生成量的綜合,因此乙組右管液面變化,表示的是微生物呼吸時CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值,B正確;甲組右管液面升高,說明細(xì)胞呼吸消耗O2,進(jìn)行有氧呼吸,乙組不變,說明CO2的釋放量等于O2的消耗量,因此微生物只進(jìn)行有氧呼吸,C正確;甲組右管液面不變,說明微生物不消耗O2,即進(jìn)行無氧呼吸,乙組下降,說明有CO2的釋放,因此微生物進(jìn)行酒精發(fā)酵,不是乳酸發(fā)酵,D錯誤。 科學(xué)探究 液滴移動法探究細(xì)胞呼吸的方式 (1)探究裝置:欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例): (2)結(jié)果結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 結(jié)論 裝置一液滴 裝置二液滴 不動 不動 只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸 不動 右移 只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸 左移 右移 進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸 左移 不動 只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸 (3)誤差校正:為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確,除減少無關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對照裝置。對照裝置與裝置二相比,不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。 矯正易錯 強(qiáng)記長句 1.關(guān)于細(xì)胞呼吸過程的5點(diǎn)說明 (1)有氧呼吸的場所并非只是線粒體:真核細(xì)胞有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;原核細(xì)胞無線粒體,有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)中和細(xì)胞膜上進(jìn)行。 (2)葡萄糖分子不能直接進(jìn)入線粒體被分解,必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸才能進(jìn)入線粒體被分解。 (3)無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP,還要消耗第一階段產(chǎn)生的[H]。 (4)人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物,人體細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無CO2。 (5)無氧呼吸有機(jī)物氧化分解不徹底,還有大量能量儲存在乳酸或者酒精中。 2.細(xì)胞呼吸影響因素的4點(diǎn)注意 (1)O2濃度為零時,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度并不為零,因?yàn)榇藭r細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。 (2)影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可采取供水、升溫、增氧等措施;若需降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。 (3)儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲存時都應(yīng)在低溫、低氧條件下,低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn),一般為零上低溫;種子儲存時應(yīng)保持干燥,而蔬菜、水果儲存時應(yīng)保持一定的濕度。 (4)內(nèi)部因素也會影響細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度,如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等。 (2014海南卷改編)某豆科植物種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題: 1.在12~24 h期間,呼吸速率逐漸增強(qiáng),在此期間細(xì)胞呼吸的主要方式和產(chǎn)物:以無氧呼吸為主,產(chǎn)生酒精和二氧化碳。據(jù)此分析豆科植物種子掩埋過深導(dǎo)致腐爛的原因是:掩埋過深時氧氣供應(yīng)不足,種子進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生的酒精積累過多,對細(xì)胞有毒害作用,導(dǎo)致腐爛。 2.從第12 h到胚根長出期間,萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會減少,主要原因是種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物,但進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物,使有機(jī)物的總量下降。 3.種子萌發(fā)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(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比,含H量高,因此進(jìn)行有氧呼吸時消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。 重溫高考 演練模擬 1.(2018全國Ⅲ,5)下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述,錯誤的是( ) A.植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無氧呼吸 B.食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細(xì)胞呼吸散失 C.有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸 D.植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP 答案 C 解析 植物體的細(xì)胞呼吸在有光或無光條件下都可以進(jìn)行,氧氣充足時進(jìn)行有氧呼吸,氧氣缺少時進(jìn)行無氧呼吸,A項正確;在食物鏈中,輸入某一營養(yǎng)級的能量,一部分用于此營養(yǎng)級生物自身的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,一部分則通過細(xì)胞呼吸以熱能的形式散失,B項正確;有氧呼吸的產(chǎn)物是水和CO2,無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2或者是乳酸,C項錯誤;有氧呼吸的三個階段都有ATP產(chǎn)生,光合作用的光反應(yīng)階段有ATP產(chǎn)生,D項正確。 2.(2018天津,5)為探究酵母菌的呼吸方式,在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液,密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中的O2和CO2相對含量變化見下圖。有關(guān)分析錯誤的是( ) A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B.t3時,培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時快 C.若降低10 ℃培養(yǎng),O2相對含量達(dá)到穩(wěn)定所需時間會縮短 D.實(shí)驗(yàn)后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色 答案 C 解析 t1→t2,培養(yǎng)液中O2相對含量下降,但與O→t1段相比,下降幅度變小,故酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降,A正確;t3時,培養(yǎng)液中O2相對含量比較低,酵母菌主要進(jìn)行無氧呼吸,t1時,培養(yǎng)液中O2相對含量較高,酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸,t3時無氧呼吸產(chǎn)生CO2的速率與t1時產(chǎn)生CO2的速率近似相等,相同量的葡萄糖無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比有氧呼吸少,可見t3時培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時快,B正確;由題意可知,曲線是在最適溫度下獲得的,若降低10 ℃培養(yǎng),則呼吸速率下降,O2相對含量達(dá)到穩(wěn)定所需時間會延長,C錯誤;因酵母菌在后期進(jìn)行了長時間的無氧呼吸,產(chǎn)生了酒精,故實(shí)驗(yàn)后的培養(yǎng)液濾液加入適量橙色的酸性重鉻酸鉀溶液后會變成灰綠色,D正確。 3.(2017海南,7)下列有關(guān)植物細(xì)胞呼吸作用的敘述,正確的是( ) A.分生組織細(xì)胞的呼吸速率通常比成熟組織細(xì)胞的小 B.若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2,說明細(xì)胞已停止無氧呼吸 C.適當(dāng)降低氧濃度可降低果實(shí)的有氧呼吸進(jìn)而減少有機(jī)物的消耗 D.利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸時,吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)不同 答案 C 解析 與成熟組織細(xì)胞相比,分生組織細(xì)胞代謝旺盛,呼吸速率快,A項錯誤;某些植物組織細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸,產(chǎn)生乳酸的過程中,細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2,B項錯誤;適當(dāng)降低氧氣濃度,有氧呼吸減弱,有機(jī)物消耗減慢,C項正確;利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸時,吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)相同,D項錯誤。 4.(2017海南,8)某染料(氧化型為無色,還原型為紅色)可用于種子生活力的鑒定。某同學(xué)將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組,并進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)來了解種子的生活力,結(jié)果如表所示。 分組 甲組 乙組 處理 種子與染料混合保溫 種子煮沸后與染料混合保溫 結(jié)果 種子中的胚呈紅色 種子中的胚未呈紅色 下列敘述錯誤的是( ) A.甲組的胚發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B.呼吸作用產(chǎn)生的NADH使染料變成紅色 C.乙組胚細(xì)胞膜上的載體蛋白能將染料運(yùn)出細(xì)胞 D.種子中胚細(xì)胞代謝活動的強(qiáng)弱會影響染色效果 答案 C 解析 由某染料(氧化型為無色,還原型為紅色)可用于種子生活力的鑒定,可知種子中胚細(xì)胞代謝活動的強(qiáng)弱會影響染色效果,甲組的胚發(fā)生了氧化還原反應(yīng),呼吸作用產(chǎn)生的NADH使染料變成紅色;乙組種子細(xì)胞已經(jīng)死亡,種子中的胚未呈紅色是因?yàn)榧?xì)胞沒有進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生還原型物質(zhì),而不是胚細(xì)胞膜上的載體蛋白能將染料運(yùn)出細(xì)胞,因此C項錯誤。 5.(2015安徽,29節(jié)選)科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化,結(jié)果見圖1和圖2。 (1)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下果實(shí)的CO2生成速率較低,主要原因是________________________________________________________________________________ ______________________________;隨著果實(shí)儲存時間的增加,密閉容器內(nèi)的________濃度越來越高,抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過檢測_______濃度變化來計算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)計如下方案: ①稱取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí),分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi),然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲存,每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠,請給出兩條建議,以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a.________________________________________________________________________; b.________________________________________________________________________。 答案 (1)低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性 CO2 O2 (2)a.選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致 b.每個溫度條件下至少有3個平行重復(fù)實(shí)驗(yàn) 解析 (1)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下的CO2生成速率較低,主要原因是溫度較低導(dǎo)致酶的活性較低,呼吸速率較慢;隨著果實(shí)儲存時間的增加,密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來越高,抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸,該實(shí)驗(yàn)還可以通過檢測O2濃度變化來計算細(xì)胞呼吸速率。(2)根據(jù)單一變量原則,控制唯一變量而排除其他無關(guān)變量的干擾從而驗(yàn)證唯一變量的作用,所以選取的果實(shí)成熟度也應(yīng)一致;根據(jù)可重復(fù)性原則,同一處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復(fù)。重復(fù)的作用有二:一是降低實(shí)驗(yàn)誤差,擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的代表性;二是估計實(shí)驗(yàn)誤差的大小,判斷實(shí)驗(yàn)可靠程度,所以每個溫度條件下至少有3個平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 一、選擇題 1.(2018邯鄲模擬) 人的肌肉組織分為快肌纖維和慢肌纖維兩種,快肌纖維幾乎不含有線粒體,與短跑等劇烈運(yùn)動有關(guān);慢肌纖維與慢跑等有氧運(yùn)動有關(guān)。下列敘述錯誤的是( ) A.兩種肌纖維的細(xì)胞呼吸起點(diǎn)都是葡萄糖 B.兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP C.短跑時快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸,故產(chǎn)生酸痛感覺 D.慢跑時慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自丙酮酸徹底分解成二氧化碳階段 答案 D 解析 兩種肌纖維的細(xì)胞呼吸起點(diǎn)都是葡萄糖,A正確;由于有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段完全相同,因此兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP,B正確;由于快肌纖維幾乎不含有線粒體,短跑時快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸,故產(chǎn)生酸痛感覺,C正確;慢跑時慢肌纖維產(chǎn)生的ATP主要來自有氧呼吸的第三階段,即[H]和氧氣結(jié)合生成水的階段,D錯誤。 2.(2019寶雞高三檢測)有氧呼吸全過程的物質(zhì)變化可分為三個階段:①C6H12O6→丙酮酸+[H];②丙酮酸+H2O→CO2+[H];③[H]+O2→H2O,下列與此相關(guān)的敘述中正確的是( ) A.有氧呼吸與無氧呼吸都能發(fā)生①②兩個階段 B.若用18O標(biāo)記O2,一段時間后,在最終的產(chǎn)物中只有H2O中能找到18O C.第③階段反應(yīng)所需要的[H]都來自于丙酮酸 D.葉肉細(xì)胞中第③階段的反應(yīng)發(fā)生在生物膜上 答案 D 解析 ②丙酮酸+H2O→CO2+[H],為有氧呼吸第二階段,無氧呼吸不能發(fā)生,A錯誤;O2參與有氧呼吸第三階段,生成被標(biāo)記的H2O,該H2O參與有氧呼吸第二階段,生成被標(biāo)記的CO2,B錯誤;第③階段反應(yīng)所需要的[H]來自于葡萄糖、丙酮酸和H2O,C錯誤;葉肉細(xì)胞中第③階段表示有氧呼吸第三階段,發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上,D正確。 3.(2018孝義高三一模)下圖表示某興趣小組在室溫下進(jìn)行酵母菌發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的裝置,下列分析正確的是( ) A.集氣管中的氣體全部在酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生 B.細(xì)胞呼吸分解葡萄糖釋放的能量大部分儲存在ATP中 C.可在發(fā)酵瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精的產(chǎn)生 D.發(fā)酵過程中酵母菌的種群數(shù)量先增大后減少 答案 D 解析 由于發(fā)酵瓶沒有裝滿培養(yǎng)液,因此其內(nèi)有氧氣,酵母菌也可以進(jìn)行有氧呼吸,集氣管中的氣體產(chǎn)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與線粒體,A錯誤;細(xì)胞呼吸分解葡萄糖釋放的能量大部分以熱能形式散失,小部分儲存于ATP中,B錯誤;酸性重鉻酸鉀溶液對酵母菌有毒害作用,因此不可以在發(fā)酵瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精的產(chǎn)生,應(yīng)該取出部分發(fā)酵液在試管中檢測,C錯誤;發(fā)酵的開始階段,由于營養(yǎng)物質(zhì)充足,酵母菌數(shù)量增長快,隨著營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、代謝產(chǎn)物的積累及種內(nèi)斗爭,使酵母菌種群數(shù)量下降,D正確。 4.下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時,CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.氧濃度為a時,最適于儲藏該植物器官,此時呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸 B.氧濃度為b時,無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍 C.氧濃度為c時,只進(jìn)行有氧呼吸 D.氧濃度為d時,有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等 答案 B 解析 據(jù)圖可知,CO2的釋放量在氧濃度為c時最少,因此氧濃度為c時細(xì)胞呼吸最弱,最適合儲藏該植物器官;氧濃度為b時,氧氣的吸收量為3,CO2的釋放量為8,通過計算可知無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍;氧濃度為c時,CO2釋放量大于O2吸收量,說明此時存在無氧呼吸和有氧呼吸;氧濃度為d時,O2的吸收量與CO2的釋放量相等,說明該器官只進(jìn)行有氧呼吸,而無氧呼吸被完全抑制。 5.如圖表示的是馬鈴薯塊莖在氣溫多變的一天內(nèi)氣體的變化情況,其中正確的是( ) A.曲線ab段下降的原因是O2抑制了無氧呼吸 B.b點(diǎn)時馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所可能有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 C.bc段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)的唯一原因是O2量增加 D.a(chǎn)點(diǎn)時馬鈴薯塊莖吸收O2的體積與放出CO2的體積相等 答案 D 解析 解答本題時應(yīng)注意兩點(diǎn):一是馬鈴薯塊莖的無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸,無CO2產(chǎn)生,即圖中CO2完全是由有氧呼吸釋放的;二是本題中影響細(xì)胞呼吸的因素除O2外還有溫度。曲線ab段下降與無氧呼吸無直接關(guān)系,可能是氣溫降低抑制了有氧呼吸;馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體;bc段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)的原因還可能是氣溫升高。 6.如圖表示不同條件下植物細(xì)胞吸收或外滲離子的情況。在正常條件下處于低鹽溶液的根吸收離子W時,初始幾分鐘(圖示中的a段)離子W的流入很快,這是因?yàn)槠鸪蹼x子W流入的是細(xì)胞壁而沒有通過膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。此后離子W以恒定的速率持續(xù)流入根細(xì)胞。下列有關(guān)分析錯誤的是( ) A.圖示中的植物細(xì)胞以主動運(yùn)輸?shù)姆绞轿针x子W B.曲線1中c段離子W外滲迅速的原因是外滲的離子W主要是來自細(xì)胞壁,而不是來自細(xì)胞內(nèi)部 C.曲線2中限制代謝作用的條件包括缺氧、低溫或存在呼吸抑制劑等 D.曲線2中初始一段時間離子W吸收速率受到的影響較小,之后的吸收速率仍大于0 答案 D 解析 由題意可知,吸收離子W過程中需要能量,故吸收離子W的方式為主動運(yùn)輸,A正確;依題干信息,離子W起初流入的是細(xì)胞壁而沒有通過膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),故外滲時也是先從細(xì)胞壁出來,B正確;曲線2中限制代謝作用的條件是通過影響細(xì)胞呼吸來影響離子W的主動吸收,C正確;由于縱坐標(biāo)表示的是吸收離子W的量,曲線2之后的一段時間植物細(xì)胞吸收離子W的量呈水平狀態(tài),說明此時細(xì)胞對離子W的吸收速率為0,D錯誤。 7.對酵母菌進(jìn)行處理,獲得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。用超聲波使線粒體破碎,線粒體內(nèi)膜可自然反卷成小的膜泡,原來內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)面位于膜泡的外表面。下列四支試管在適宜溫度下不會產(chǎn)生CO2的是( ) A.葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B.丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C.葡萄糖+小膜泡 D.丙酮酸+線粒體基質(zhì) 答案 C 解析 葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中通過無氧呼吸產(chǎn)生CO2;丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),在無氧呼吸的第二階段產(chǎn)生CO2;葡萄糖+小膜泡,無法進(jìn)行無氧呼吸與有氧呼吸的第一階段和第二階段,因此不會產(chǎn)生CO2;丙酮酸+線粒體基質(zhì),在線粒體基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行有氧呼吸的第二階段,將丙酮酸轉(zhuǎn)化為CO2。 8.細(xì)胞呼吸原理廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。下表中有關(guān)措施與對應(yīng)的目的不恰當(dāng)?shù)氖? ) 選項 應(yīng)用 措施 目的 A 種子儲存 曬干 降低自由水含量,降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 B 乳酸菌制作酸奶 先通氣,后密封 加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸發(fā)酵 C 水果保鮮 低溫 降低酶的活性,降低細(xì)胞呼吸 D 栽種農(nóng)作物 疏松土壤 促進(jìn)根有氧呼吸,利于吸收無機(jī)鹽 答案 B 解析 乳酸菌為異養(yǎng)厭氧型生物,在有氧條件下其代謝會受到抑制,故利用乳酸菌制作酸奶的過程中應(yīng)一直處于密封狀態(tài)。 9.(2018海淀區(qū)高三二模)利用卷心菜發(fā)酵制作泡菜過程中,乳酸菌、酵母菌細(xì)胞數(shù)量和pH的變化如圖所示。下列敘述不正確的是( ) A.酵母菌和乳酸菌均有由核膜包被的細(xì)胞核 B.發(fā)酵初期乳酸菌建立了明顯的菌種優(yōu)勢 C.前6天pH下降主要由乳酸菌代謝引起 D.發(fā)酵中期酵母菌通過無氧呼吸進(jìn)行增殖 答案 A 解析 乳酸菌是原核生物,細(xì)胞內(nèi)沒有由核膜包被的細(xì)胞核,A錯誤;根據(jù)曲線圖中乳酸菌和酵母菌的數(shù)量變化曲線對比分析可知,發(fā)酵初期乳酸菌遠(yuǎn)多于酵母菌,所以乳酸菌成為了明顯的優(yōu)勢菌種,B正確;結(jié)合曲線圖分析,前6天,由于乳酸菌遠(yuǎn)多于酵母菌,其產(chǎn)生的乳酸會降低培養(yǎng)液的pH,C正確;由于整個發(fā)酵過程都是在無氧環(huán)境條件下進(jìn)行的,在發(fā)酵中期,酵母菌明顯增多,酵母菌增多只能是通過無氧呼吸增殖,D正確。 10.下表是不同植物的不同器官的呼吸速率(單位鮮重在單位時間內(nèi)的耗氧量,單位:μLg-1h-1)。據(jù)表分析,下列說法錯誤的是( ) 植物器官 呼吸速率(O2) 植物器官 呼吸速率(O2) 胡蘿卜 根 25 大麥 種子(浸 泡15 h) 胚 715 葉 440 胚乳 76 蘋果 果肉 30 葉 266 果皮 95 根 960~1 480 A.同一植物的不同器官或組織,呼吸速率有明顯差異 B.大麥種子內(nèi)胚的呼吸速率比胚乳高,表明胚的能量代謝較旺盛 C.不同植物的同類器官呼吸速率不同,與其結(jié)構(gòu)有關(guān),而與其功能無關(guān) D.測定大麥種子呼吸速率前先要將種子浸泡,是為了提高種子的含水量 答案 C 解析 由表可以得出同一植物的不同器官或組織,細(xì)胞呼吸速率有明顯差異,A項正確;表格中大麥種子胚的細(xì)胞呼吸速率比胚乳高,說明胚的能量代謝比較旺盛,B項正確;生物體的結(jié)構(gòu)決定功能,不同植物的同類器官呼吸速率不同與其結(jié)構(gòu)及功能均有密切的關(guān)系,C項錯誤;細(xì)胞呼吸需要水的參與,而且生化反應(yīng)也必須在水溶液中進(jìn)行,所以測定大麥種子細(xì)胞呼吸速率前先浸泡,是為了提高種子的含水量,D項正確。 二、非選擇題 11.有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液,當(dāng)通入不同濃度的氧氣時,其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如表所示。請回答下列問題: 氧濃度/% a b c d 產(chǎn)生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol 產(chǎn)生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol (1)由上表可知,酵母菌細(xì)胞_______________________________________________________。 (2)氧濃度為b時,經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為____ mol。 (3)氧濃度為c時,約有________%的葡萄糖用于酒精發(fā)酵。 (4)氧濃度為a時,酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸?________。為什么?_______________________ _______________________________________________________________________________。 答案 (1)既能進(jìn)行有氧呼吸,也能進(jìn)行無氧呼吸 (2)6 (3)66.7 (4)否 因?yàn)榇藭r產(chǎn)生的酒精和CO2的物質(zhì)的量相等 解析 (1)氧濃度為a、b、c時都產(chǎn)生了酒精,說明酵母菌能進(jìn)行無氧呼吸;氧濃度為d時只產(chǎn)生CO2,不產(chǎn)生酒精,說明酵母菌能進(jìn)行有氧呼吸。(2)氧濃度為b時,酵母菌產(chǎn)生了6.5 mol的酒精,則其無氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6.5 mol,剩下的6 mol CO2為有氧呼吸所產(chǎn)生。(3)氧濃度為c時,酵母菌產(chǎn)生的酒精為6 mol,則其無氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6 mol,而CO2產(chǎn)生總量為15 mol,因此有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為9 mol。據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)式“C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量”可知,有3 mol葡萄糖用于無氧呼吸;據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式“C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量”可知,有1.5 mol葡萄糖用于有氧呼吸,則用于酒精發(fā)酵的葡萄糖所占比例約為3/(3+1.5)100%≈66.7%。(4)氧濃度為a時,酵母菌產(chǎn)生了CO2和酒精,且二者的物質(zhì)的量相等,說明此時酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸,不進(jìn)行有氧呼吸。 12.(2018冀州中學(xué)段考)甲、乙、丙三圖都表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度與氧氣濃度的關(guān)系(呼吸底物為葡萄糖)。據(jù)圖分析回答下列問題: (1)圖甲所示細(xì)胞的呼吸方式最可能是______________,如果呼吸強(qiáng)度不能用CO2的釋放量表示,原因是________________________。 (2)圖乙中B點(diǎn)的CO2量來自______________________,當(dāng)O2濃度達(dá)到M點(diǎn)以后,CO2釋放量不再繼續(xù)增加的內(nèi)因是- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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