第2单元 第3课时 细胞呼吸的原理和应用-【金版教程】2025年高考生物一轮复习解决方案全书word(新教材,多选版)
2024-06-10
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38页
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 细胞呼吸 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.15 MB |
| 发布时间 | 2024-06-10 |
| 更新时间 | 2024-06-10 |
| 作者 | 河北华冠图书有限公司 |
| 品牌系列 | 金版教程·高考一轮复习 |
| 审核时间 | 2024-05-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45194341.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
金版教程 高考科学复习解决方案 生物学(经典多选版)
第课时 细胞呼吸的原理和应用
[内容标准细化] 1.说出细胞呼吸的类型。2.说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。3.概述无氧呼吸的过程,比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
课前5min检测
1.细胞内糖分解代谢过程如图,下列叙述错误的是( )
A.人体细胞内能完成①②过程和①③过程
B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多
D.乳酸菌细胞内,过程③无能量产生
答案 B
解析 人体细胞内能完成有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,即人体细胞内能完成①②过程和①③过程,A正确;真核细胞的细胞质基质中能进行过程①,线粒体中能进行过程②,B错误。
2.(2023·广东揭阳高三第一次教学质量检测)我国药学家屠呦呦带领团队成功从黄花蒿中分离出用于治疗疟疾的青蒿素,为世界的抗疟事业做出了卓越贡献。研究表明,青蒿素可直接作用于疟原虫的线粒体内膜,诱导线粒体肿胀,损害线粒体的功能。据此推断青蒿素的作用不会影响( )
A.疟原虫细胞内ATP的形成 B.[H]和O2反应生成H2O
C.葡萄糖在线粒体中的分解 D.疟原虫细胞内的吸能反应
答案 C
解析 有氧呼吸第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP,发生在线粒体内膜,青蒿素作用于线粒体的内膜,影响有氧呼吸的第三阶段,所以ATP的形成、细胞内的吸能反应以及[H]和O2反应生成H2O的过程都会受影响,A、B、D不符合题意;葡萄糖是在细胞呼吸的第一阶段,在细胞质基质中分解,不受青蒿素的影响,C符合题意。
3.(2023·华师附中月考)某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式,设计了如图的实验装置(实验中微生物均有活性,瓶内充满空气)。下列叙述错误的是( )
A.应用该实验装置,可探究酵母菌是否只进行有氧呼吸
B.如果有色液滴左移,左移值就是酵母菌消耗的氧气值
C.应设置一组NaOH溶液换成清水的对照,探究是否只进行无氧呼吸
D.如果把酵母菌换成乳酸菌,在相同的条件下则有色液滴不移动
答案 A
解析 只用该实验装置,如果有色液滴左移,可能是只进行有氧呼吸或有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,因此,只有这一个装置不能探究酵母菌是否只进行有氧呼吸,A错误;由于产生的CO2被氢氧化钠溶液吸收,如果有色液滴左移,则左移值就是酵母菌消耗的氧气值,B正确;如果要探究是否只进行无氧呼吸,则必须增加一个装置,即把NaOH换成清水,其他与此装置相同,如果NaOH组有色液滴不动,清水组有色液滴右移,说明只进行无氧呼吸,C正确;由于乳酸菌只进行无氧呼吸,且只产生乳酸,如果把酵母菌换成乳酸菌,其他条件均与此装置相同,则在相同的条件下有色液滴不移动,D正确。
知识自主梳理
一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验材料
2.实验原理
3.实验设计思路——对比实验
4.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)
将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入酵母菌,否则,高温会杀死酵母菌。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示
(3)检测酒精的产生
自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
5.实验结果
观察项目
澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度
溴麝香草酚蓝溶液变色情况、变化时间
酸性重铬酸钾溶液变色情况
甲组(有氧)
短且浑浊程度大
变黄且时间短
不变色
乙组(无氧)
长且浑浊程度小
变黄且时间长
由橙色变成灰绿色
6.实验结论
甲组(有氧)
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生大量CO2
乙组(无氧)
酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物有酒精,同时也产生少量的CO2
7.科学方法——对比实验
(1)对比实验概念:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。
(2)对比实验实例:探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式,有氧和无氧两种条件都是实验组,这两个实验组的结果都是事先未知的,通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
二 细胞呼吸概念、实质和意义
1.概念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。
2.实质:细胞内有机物氧化分解,并释放能量。
3.意义:为细胞的生命活动提供能量,为各种物质间的相互转化提供了丰富的中间产物及多样的途径。
三 有氧呼吸
1.概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
2.场所:线粒体(主要)、细胞质基质。
3.过程
4.有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去路)
。
5.能量的转化与特点
(1)转化
(2)特点:在温和的条件下进行,能量逐步释放,彻底氧化分解。
四 无氧呼吸
1.概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.过程
第一阶段
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段
产酒精
4[H]+2C3H4O3(丙酮酸)2C2H5OH(酒精)+2CO2
产乳酸
4[H]+2C3H4O3(丙酮酸)2C3H6O3(乳酸)
4.无氧呼吸的总反应式及其对应生物
(1)总反应式
①无氧呼吸的乳酸途径反应式:C6H12O62C3H6O3+少量能量。
②无氧呼吸的酒精途径反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
(2)对应生物
5.无氧呼吸过程中的能量转化
1.有氧呼吸的底物主要是葡萄糖,但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖时,有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时,因为含C、H比例比较高,单位质量的耗氧量多,吸收的O2量大于产生的CO2量。
2.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
3.原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
4.人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
五 细胞呼吸的影响因素及应用
1.温度
(1)原理:温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
(2)应用:①粮食、蔬菜、水果的储藏:在低温条件下。②大棚蔬菜的栽培过程:夜间适当降低温度,降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。
2.O2浓度
(1)原理
O2是有氧呼吸所必需的,O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内,有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。
(2)应用
①包扎伤口:需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
②酿酒:利用酵母菌在控制通气的情况下,可以生产各种酒。
③破伤风由破伤风芽孢杆菌引起,这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌就容易大量繁殖,需到医院治疗。
④提倡有氧运动(慢跑等):有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
⑤生活中:馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作,现代发酵工业生产青霉素、味精等产品,都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。
⑥农业生产:中耕松土、适时排水,是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物的生长。
⑦储藏果实、蔬菜:降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用,以减少有机物的消耗,延长保质期。
3.CO2浓度
(1)原理:CO2是细胞呼吸的产物,随着CO2浓度的增大,对细胞呼吸抑制作用增强。
(2)应用
粮食、果蔬的储藏:适当增大CO2浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物消耗。
4.水
(1)原理:在一定范围内,细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而增大。当含水量超过一定的范围时,细胞呼吸会受到抑制,甚至造成植物死亡。
(2)应用
①植物栽培:要合理灌溉。②种子储藏:将种子晒干,以减弱呼吸作用,有利于储藏。③果蔬储存:应保持一定的湿度。
1.果蔬和种子储存条件不同
果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分;种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。
2.影响植物细胞呼吸的内部因素
(1)植物种类;
(2)器官种类
>;
(3)生长时期:幼苗、开花期升高,成熟期下降。
典例精研精练
考点1 细胞呼吸方式及过程
题型一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.(2023·湖南永州模拟)某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精,他们依据酒精具有还原性,可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验,装置如图。下列相关叙述错误的是( )
A.锥形瓶A中无氧或缺氧,锥形瓶D中有充足的氧气
B.实验一段时间后,从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色
C.锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量
D.如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水,则一段时间后均会变浑浊
答案 B
解析 锥形瓶A中葡萄糖溶液表面覆盖一层石蜡油的目的是隔绝空气,营造无氧或缺氧环境,酵母菌可进行无氧呼吸,C装置中过氧化氢可在二氧化锰的催化下产生氧气,所以锥形瓶D中有充足的氧气,A正确;酵母菌无氧呼吸产生的酒精在锥形瓶A中,应该用锥形瓶A中的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检验,B错误;有无氧气酵母菌都可以产生CO2,若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水,则一段时间后均会变浑浊,D正确。
2.(多选)某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型,制作了如图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液,并加等量的酵母菌,乙内用液状石蜡隔绝空气。对该实验的分析,错误的是( )
A.该实验能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B.将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染,以免影响实验结果
C.乙和甲比较,说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D.乙为甲的空白对照实验,以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
答案 AD
解析 由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,所以该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型,A错误;由于配制的葡萄糖溶液中可能有杂菌,所以将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染,B正确;由于乙装置中用石蜡进行密封,形成无氧环境,所以乙和甲比较,说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型,C正确;乙和甲都是实验组,相互形成对照,自变量是有无氧气,D错误。
题型二 细胞呼吸的过程
3.如图是显微镜下某真核细胞中线粒体及周围的局部结构。下列相关叙述正确的是( )
A.结构①中发生葡萄糖的分解但不生成ATP
B.结构②上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O
C.结构③中[H]与O2结合生成水并释放大量能量
D.结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶
答案 D
解析 结构①中发生葡萄糖的分解也生成ATP,A错误;结构②和③上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O,B错误;结构②中[H]与O2结合生成水并释放大量能量,C错误;结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶,D正确。
4.右图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A.若用18O标记葡萄糖,则物质a中会检测到18O
B.条件Y下,产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C.酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
答案 C
解析 有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O2,若用18O标记葡萄糖,则物质a(水)中不会检测到18O,A错误;条件Y为有氧条件,物质a为水,物质b为二氧化碳,二氧化碳才能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,B错误;物质b为二氧化碳,酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质,无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质,C正确;条件X为无氧条件,酵母菌细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中,D错误。
5.(多选)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如下图所示,相关叙述正确的是( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段
B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气
C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质
D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力
答案 ABD
解析 据图可知,图示为线粒体内膜上发生的过程,表示有氧呼吸的第三阶段,该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,A正确;在电子传递链中,有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气,生成水,B正确;高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+从线粒体基质跨过内膜到达内外膜间隙,用于建立膜两侧H+浓度差,C错误;电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,使能量转换成H+电化学势能,为ATP的合成提供了驱动力,D正确。
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
氧气,多种酶
无氧气,多种酶
物质变化
葡萄糖彻底氧化分解,生成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量,产生大量ATP
释放少量能量,产生少量ATP
联系
二者第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行;本质都是氧化分解有机物、释放能量,产生ATP
题型三 细胞呼吸类型的判断与细胞呼吸速率的测定
6.(2020·全国卷Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
答案 D
解析 若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量,则说明CO2都是无氧呼吸产生的,故细胞只进行无氧呼吸,A正确;若细胞只进行有氧呼吸,则消耗的氧气量等于生成的二氧化碳量,B正确;若细胞只进行无氧呼吸,说明不消耗氧气,产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正确;若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产生酒精,则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量,若无氧呼吸产生乳酸,则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量,D错误。
7.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A.氧浓度为a时,最适于储藏该植物器官,此时呼吸产物除CO2外还有酒精
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,只进行有氧呼吸
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 B
解析 氧浓度为a时无O2吸收量,说明a点只进行无氧呼吸,不适于储藏,此时呼吸产物是酒精和CO2,A错误;氧浓度为b、c时CO2释放量大于O2吸收量,说明b、c点同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,由于b点时O2吸收量为3,则有氧呼吸消耗葡萄糖为3/6=1/2,无氧呼吸消耗葡萄糖为(8-3)/2=5/2,所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍,B正确,C错误;氧浓度为d时CO2释放量等于O2吸收量,说明d点只进行有氧呼吸,D错误。
8.(多选)某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞有氧呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 ℃水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如下表所示。下列分析不正确的是( )
实验时间/min
10
15
20
25
30
35
液滴移动距离/mm
0
32.5
65
100
130
162.5
A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动
B.在20~30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min
C.如将X换成清水,并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率
D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的环境中
答案 ACD
解析 X为NaOH溶液,其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2,所以液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化,软管夹关闭后液滴将向左移动,A错误;由表中信息可知,在20~30 min内氧气变化差值为130-65=65 mm,因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5 mm3/min,B正确;果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2,所以将X换成清水,并向试管充入N2,液滴不会移动,无法测定果蝇幼虫无氧呼吸速率,C错误;因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动,为了排除这些因素的影响,应设置对照实验,应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫,并将该装置置于相同环境中,重复上述实验,D错误。
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸
葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸
葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
3.利用实验装置进行细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定
(1)实验装置
(2)实验原理
①装置甲中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2,红墨水滴移动的距离代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。
②装置乙中红墨水滴移动的距离代表生物材料呼吸吸收的O2量与产生CO2量的差值。
(3)实验结果与结论
实验现象
结论
装置甲
装置乙
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或生物材料已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
(4)空白对照组
物理误差的校正,为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,设置如图所示的装置。(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外,其余均相同)
(5)注意事项
①若所放材料为绿色植物,整个装置必须遮光处理,否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置及所测材料进行消毒处理。
③如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液需煮沸冷却,目的是杀灭杂菌,排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
题型一 环境因素影响细胞呼吸
9.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,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h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.50 h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.温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
答案 B
解析 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A错误;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B正确,C错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,D错误。
10.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h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10 d时,细胞中的ATP完全来自线粒体
C.第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D.第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
答案 C
解析 根据曲线中CO2处理组10 d后二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值大于1,可知贮藏前用CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸,A错误;第10 d时二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值等于1,细胞只进行有氧呼吸,此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质,B错误;第20 d,未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值比CO2处理组的大,说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多,因此,未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组,C正确;第40 d,未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值为2,假设有氧呼吸吸收的氧气量为a,则有氧呼吸释放的CO2的量也为a,无氧呼吸释放的二氧化碳量为(2a-a)=a,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式,可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2,D错误。
11.(多选)(2023·山东烟台一模)为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.正常通气情况下,品种A和B的根系细胞产生的CO2都来自线粒体
B.低氧胁迫下,品种A对氧气浓度的变化较为敏感
C.低氧胁迫下,根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不产生ATP
D.低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量
答案 BC
解析 据图可知,正常通气情况下,黄瓜根系细胞产生了酒精,说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸,则根系细胞产生二氧化碳来自线粒体和细胞质基质,A错误;与正常通气相比,低氧胁迫下,品种A产生的酒精含量更多,说明品种A对氧气浓度的变化较为敏感,B正确;低氧胁迫下,根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,C正确;长期处于低氧胁迫条件下,有氧呼吸产生的ATP减少,影响植物的生长发育,进而会影响植物的光合速率,导致产量降低,D错误。
题型二 细胞呼吸原理的应用
12.若超市里的盒装酸奶出现盒盖鼓胀就不能购买。下列叙述正确的是( )
A.酸奶的制作原理是利用微生物的无氧呼吸
B.盒盖鼓胀的原因是乳酸菌有氧呼吸产生CO2
C.微生物发酵使酸奶的营养物质不易被人体吸收
D.适当提高温度可以延长酸奶的保质期
答案 A
13.(多选)(2023·华师附中月考)身体健康才是革命的本钱,生命在于运动,提倡慢跑等有氧运动是维持身体健康和增强体质的有效措施。下列有关细胞呼吸原理和应用的叙述,不正确的是( )
A.在运动过程中,产生的二氧化碳全部来自有氧呼吸
B.葡萄糖进入线粒体氧化分解放能供肌肉细胞收缩利用
C.剧烈运动产生乳酸释放到血液中,使血浆pH明显下降
D.在慢跑过程中,NADH产生于细胞质基质和线粒体内膜
答案 BCD
解析 人和动物细胞进行有氧呼吸时,在线粒体中产生二氧化碳,而无氧呼吸只在细胞质基质中产生乳酸,不产生CO2,A正确;在细胞呼吸过程中,葡萄糖不能进入线粒体,其在细胞质基质中被氧化分解成丙酮酸,B错误;剧烈运动时,肌肉细胞虽然会进行无氧呼吸产生乳酸释放到血液,但由于血浆中存在缓冲物质,不会使血浆pH明显下降,而是维持相对稳定,C错误;线粒体内膜不会产生NADH,D错误。
题型三 种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
14.(2023·湖南长沙长郡中学高三考前冲刺)豌豆种子细胞呼吸时,底物经脱氢酶催化所释放的氢,能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关种子萌发和发育说法不正确的是( )
A.12~14小时这段时间,种子的呼吸方式为无氧呼吸和有氧呼吸
B.在豌豆种子发育,有机物快速积累时期,应创设低温条件
C.可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D.b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
答案 B
解析 12~14小时这段时间,释放的CO2量远多于吸收的O2量,所以此时段内种子的呼吸方式为无氧呼吸和有氧呼吸,A正确;种子快速发育时期,细胞代谢旺盛,消耗有机物,需要提供适宜的温度等条件,B错误;由题可知,TTC与细胞呼吸时底物经脱氢酶催化所释放的氢发生红色反应,只有活细胞才能进行呼吸作用,因此,可以用来鉴定种子“死活”,C正确;b点后吸收的O2量多于释放的CO2量,说明氧化分解的底物除糖类还有脂肪类等物质,D正确。
15.如图甲为某单子叶植物种子萌发过程中干重的变化曲线,图乙为其萌发过程中细胞呼吸相关曲线。下列叙述错误的是( )
A.与休眠种子相比,萌发种子胚细胞内RNA种类将会增多
B.萌发初期干重减少,而自由水/结合水的值会增大
C.A点时,光照下萌发种子合成ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
D.图乙两条曲线相交时,有氧呼吸开始大于无氧呼吸速率
答案 D
解析 与休眠种子相比,萌发种子的代谢旺盛,蛋白质种类增加,故胚细胞内RNA种类将会增多,A正确;萌发初期,种子吸水,自由水/结合水的值会增大,细胞代谢加强,有机物消耗加快,导致干重减少,B正确;A点为种子干重变化的拐点,即此时幼苗光合作用强度等于呼吸作用强度,故能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体,C正确;图乙两条曲线相交时,氧气吸收量与二氧化碳释放量相等,此时,细胞只进行有氧呼吸,D错误。
1.种子、果实与子房发育的关系
2.种子与水
3.种子与有机物变化
注:种子萌发时,有机物的总量减少,有机物的种类增加。
4.种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线分析
课时作业
[细胞呼吸的方式和过程]
一、单项选择题(每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.(2023·湖北华中师大一附中二模)细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量的过程。下列有关细胞呼吸的物质变化、能量变化及意义叙述正确的是( )
A.有氧呼吸和无氧呼吸都不消耗水,但有氧呼吸产生水
B.有氧呼吸三个阶段都释放大量能量以供细胞生物生命活动
C.细胞呼吸除了能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽
D.无氧呼吸第二阶段生成少量ATP能用于蛋白质的合成
答案 C
解析 有氧呼吸第二阶段消耗水(水和丙酮酸反应形成[H]和二氧化碳),第三阶段产生水(氧气和[H]反应生成水),A错误;有氧呼吸前两个阶段释放少量能量,第三个阶段释放大量能量,B错误;无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,而在第二阶段不释放能量,D错误。
2.(2023·海南三诊)糖酵解过程是细胞呼吸中从葡萄糖开始分解到生成丙酮酸的过程,全过程包含多个酶促反应,其中第一步反应是由己糖激酶催化使葡萄糖磷酸化,形成6磷酸葡萄糖,该反应消耗1分子ATP。下列有关说法错误的是( )
A.有氧呼吸和无氧呼吸中均会发生糖酵解过程
B.糖酵解过程发生的场所是细胞质基质
C.葡萄糖转化为6磷酸葡萄糖的反应是吸能反应
D.糖酵解过程是一个最终净消耗ATP的过程
答案 D
解析 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均是由葡萄糖分解生成丙酮酸,即均会发生糖酵解,均在细胞质基质进行,A、B正确;由题意可知,葡萄糖转化为6磷酸葡萄糖的反应消耗1分子ATP,属于吸能反应,C正确;糖酵解过程即呼吸作用第一阶段,最终产生2分子ATP,是一个净产生ATP的过程,D错误。
3.(2023·广东模拟)运动员在速度滑冰比赛中,肌肉细胞可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。下列关于人体肌肉细胞这两种呼吸方式的叙述,正确的是( )
A.都在线粒体中进行 B.都可以产生CO2
C.都可以产生NADPH D.第一阶段反应完全相同
答案 D
4.(2023·重庆市高三模拟)研究发现秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。如图是生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸的示意图。下列叙述不合理的是( )
A.培养刚开始时向甲瓶中加入重铬酸钾就可以检测到乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄,表明酵母菌已产生了CO2
C.图中的溴麝香草酚蓝溶液可以用澄清石灰水代替
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
答案 A
解析 酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇和CO2,培养刚开始时甲瓶中还有氧气存在,故直接向甲瓶中加入重铬酸钾不一定能检测到乙醇生成,A错误;检测CO2的方法是:CO2可以使澄清石灰水变浑浊,也可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,B、C正确;乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关,因甲瓶中葡萄糖的量一定,因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。
5.(2020·山东等级考)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
答案 B
解析 由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量,故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能,A正确;癌细胞中进行无氧呼吸时,只在第一阶段产生少量ATP,第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP,B错误;由题干信息可知,癌细胞主要进行无氧呼吸,故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用,C正确;无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH,而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH,故消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少,D正确。
6.(2022·全国甲卷,4)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
答案 C
解析 有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质,第二、三阶段场所是线粒体,三个阶段均可产生ATP,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP,A正确;线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段氧气和[H]反应生成水,该过程需要酶的催化,B正确;丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,该过程不需要氧气的直接参与,C错误;线粒体是半自主性细胞器,其中含有少量DNA,可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D正确。
7.在a、b、c、d四种条件下,以葡萄糖为呼吸底物测得某植物种子萌发过程中CO2和O2体积变化的相对值如下表。下列叙述正确的是( )
a
b
c
d
CO2释放量
10
8
6
7
O2吸收量
0
3
4
7
A.a条件下,葡萄糖被彻底氧化分解,产物除了CO2还有酒精
B.b条件下,产生的CO2只来自线粒体
C.c条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的2/3
D.d条件下,O2参加反应的场所在线粒体基质
答案 C
二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求)
8.(2023·辽宁协作校4月二模)玉米的营养价值较高,是优良的粮食作物。如图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图,下列相关叙述错误的是( )
A.晴朗夏季的中午,玉米叶肉细胞产生的物质b只可参与光合作用
B.人体细胞中也可产生物质c,物质c进入血浆后,血浆pH仍保持基本稳定
C.被水淹的玉米根进行细胞呼吸时葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
D.试剂甲为酸性重铬酸钾,现象d为由蓝变绿再变黄
答案 ACD
解析 由图示分析可知,物质a为CO2,物质b为水,物质c为乳酸,水可参与光合作用,也可参与有氧呼吸第二阶段等生命活动,A错误;人体细胞无氧呼吸能产生乳酸,但血浆中存在缓冲物质,故乳酸进入血浆后,血浆pH不会明显改变,基本稳定,B正确;被水淹的玉米根进行无氧呼吸,葡萄糖中的能量大部分储存在酒精中,少部分释放,而释放的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中,C错误;玉米根进行无氧呼吸产生二氧化碳(物质a)和酒精,酒精可与酸性重铬酸钾反应,颜色由橙色变成灰绿色,D错误。
9.(2023·山东日照调研)某生物兴趣小组用实验装置在一定条件下测定了萌发的小麦种子(已消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类),如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.如果X为无菌水,液滴不移动说明种子只进行了有氧呼吸
B.如果X为NaOH溶液,液滴不移动说明种子只进行了有氧呼吸
C.如果X为无菌水,液滴向右移动说明种子只进行了无氧呼吸
D.如果X为NaOH溶液,液滴向左移动说明种子进行了有氧呼吸
答案 BC
解析 实验中使用的材料是小麦种子,如果X为无菌水,液滴不移动说明O2的消耗量等于CO2的释放量,种子只进行了有氧呼吸,A正确;如果X为NaOH溶液,其作用是吸收CO2,液滴不移动说明没有消耗O2,种子只进行了无氧呼吸,B错误;如果X为无菌水,液滴向右移动说明CO2的释放量大于O2的消耗量,种子只进行了无氧呼吸或同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸,C错误;如果X为NaOH溶液,液滴向左移动说明消耗了O2,种子进行了有氧呼吸,D正确。
10.(2023·湖北襄阳第五中学高三模拟)下图为细胞在密闭容器内氧化分解葡萄糖过程中呼吸速率的变化情况。相关叙述错误的是( )
A.若为酵母菌,0~8 h容器内的水由于细胞呼吸消耗而不断减少
B.若为肌细胞,6 h后开始产生酒精,6~10 h酒精产生速率逐渐增大
C.若为根细胞,0~6 h容器内压强不断增大,在6 h时达到最大值
D.若为酵母菌,9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾检测出现灰绿色
答案 ABC
解析 若为酵母菌,在0~8 h间,酵母菌能进行有氧呼吸,有氧呼吸产生的水比消耗的水多,所以容器内的水由于细胞呼吸而增多,A错误;若为肌细胞,6 h后开始进行无氧呼吸,其产物是乳酸,不能产生酒精,B错误;若为根细胞,在0~6 h间,细胞只进行有氧呼吸,吸收氧气的量和释放二氧化碳的量相等,所以容器内压强不变,C错误;若为酵母菌,6 h起酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精,所以9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾检测,出现灰绿色,D正确。
三、非选择题
11.(2021·重庆高考)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题:
(1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,代谢物X是________。
(2)过程⑤中酶B的名称为________,使用它的原因是________________________________________。
(3)过程④将代谢物X消耗,对内环境稳态的作用和意义是________________________________________________________________。
答案 (1)有氧 乳酸(C3H6O3)
(2)过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害
(3)避免代谢产物的积累,维持细胞内的pH,是机体进行正常生命活动的条件
12.为探究酵母菌的细胞呼吸,将部分酵母菌破碎,并做差速离心处理,再将只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三只试管中,分别进行如下操作。请回答:
组别
加入物质
氧的消耗量
Ⅰ
丙酮酸
较大
Ⅱ
葡萄糖
几乎为零
Ⅲ
细胞质基质和葡萄糖
较大
(1)简述有氧呼吸过程中碳原子的转移途径:____________________。
(2)Ⅰ试管中加入2,4二硝基苯酚(DNP),DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水的过程没有影响,但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,则DNP会影响________的合成。Ⅲ号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色,被还原后为无色),试管中液体呈蓝色,液体表面覆盖适量的石蜡油,37 ℃保温一段时间后,发现试管中蓝色变浅,原因是___________________________
_______________________。
(3)用酵母菌生产果酒过程中,葡萄糖中的能量去向为____________________。
(4)酵母菌细胞内丙酮酸在______________(填场所)被消耗,从能量转化角度分析,丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同?___________________________
__________________________________。
答案 (1)葡萄糖→丙酮酸→CO2
(2)ATP 在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝被还原
(3)储存在ATP中、以热能形式散失、储存在酒精中
(4)细胞质基质和线粒体基质 细胞质基质中分解丙酮酸不释放能量,但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP
解析 (1)有氧呼吸过程中葡萄糖被分解成丙酮酸,再被分解为CO2,所以其中碳原子的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。
(2)有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存于ATP中,因此加入DNP使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,则会影响ATP的合成;在液体表面覆盖适量的石蜡油则形成无氧的环境,导致酵母菌进行无氧呼吸,在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝被还原生成浅色物质。
13.体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能,如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,如短跑等。有氧运动能够增强心肺功能,提高肌肉的耐力,还能增加胰岛素敏感性,预防糖尿病的发生。无氧运动能够增加肌肉体积,增强肌肉力量。如图为有氧呼吸的某个阶段示意图。回答下列问题:
(1)人体短跑时,细胞中产生CO2的具体部位是________。而人体在慢跑时,消耗的氧气在细胞呼吸中的用途是__________________________________。
(2)据图可知,H+沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质,推动某物质(A)合成ATP,则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H+的通透性,使得H+回渗到线粒体基质,推动ATP合成酶生成的ATP量减少,该药物能够加快体内有机物的消耗,但会严重危害健康,具体危害是____________________________________________。
(3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的,与无氧呼吸相比,从能量的角度分析,有氧呼吸能够__________________________________________,其在进化地位上更为高等。
(4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式,请写出大体实验思路:__________________________________________
_________________________________________________________________。
答案 (1)线粒体基质 与[H]结合生成水,并释放大量能量
(2)ADP和Pi 导致细胞供能不足和体温过高
(3)更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用
(4)让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后,测定不同运动强度下的氧气消耗速率和血浆中乳酸含量
[细胞呼吸的影响因素及其应用]
一、单项选择题(每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如右。下列叙述正确的是( )
A.a~b段,温度升高促进了线粒体内葡萄糖的分解过程
B.b~c段,与细胞呼吸有关的酶活性降低
C.b点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成二氧化碳
D.c点时,细胞呼吸产生的绝大部分能量储存在ATP中
答案 B
解析 葡萄糖的分解发生在细胞质基质中,A错误;b~c段,随着温度升高,细胞呼吸速率降低,说明相关酶的活性降低,B正确;在有氧呼吸过程中,第三阶段中氧与[H]结合生成水,而二氧化碳是在第二阶段中生成的,第二阶段丙酮酸与H2O结合生成CO2和[H],C错误;呼吸作用产生的大部分能量以热能的形式散失,小部分储存在ATP中,D错误。
2.如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述不正确的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
答案 C
解析 番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,产生CO2的场所分别是线粒体和细胞质基质,A正确;由题图可以看出8 ℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15 ℃时二者的差值大,即抑制作用更强,B正确;由题图可知,在2 ℃、光照条件下呼吸强度较弱,所以低温、光照条件下更有利于番茄果实的贮存,C错误;温度降低,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸减弱,D正确。
3.(2023·山东,17,改编)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法不正确的是( )
A.甲曲线表示CO2释放量
B.O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
C.O2浓度由0到b的过程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D.O2浓度为a时最适合保存该器官,该浓度下葡萄糖消耗速率最小
答案 D
解析 O2浓度为零时只有CO2的释放,说明甲曲线表示CO2释放量,A正确;从b点开始,O2吸收量等于CO2释放量,说明从此时开始该器官只进行有氧呼吸,B正确;乙曲线表示O2吸收量,只有有氧呼吸消耗O2,无氧呼吸不消耗O2,故乙曲线也可以表示有氧呼吸消耗葡萄糖的速率,O2浓度由0到b的过程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加,C正确;O2浓度为a时单位时间内CO2释放相对值为0.6,O2吸收量为0.3,其中CO2有0.3是有氧呼吸产生,0.3是无氧呼吸产生,消耗葡萄糖相对值为0.3/2+0.3/6=0.2,当O2浓度为b时CO2释放相对值为0.7,都来自于有氧呼吸,因此单位时间内消耗葡萄糖相对值为0.7/6,说明a浓度下葡萄糖消耗速率不是最小,D错误。
4.(2023·福建福州高三二检)在面粉中加入酵母菌,用温水和面。将和好的面团静置一段时间,该过程称作醒面。对充分醒面后的面团叙述错误的是( )
A.体积会明显增大 B.质量会有所增加
C.内部温度会升高 D.散发轻微的酒味
答案 B
解析 酵母菌进行细胞呼吸会产生二氧化碳,导致面团体积会明显增大,A正确;酵母菌进行细胞呼吸会消耗有机物,使面团质量减少,B错误;酵母菌进行细胞呼吸会释放热能,使面团内部温度升高,C正确;若是醒面过程中,由于氧气的不足,可能导致酵母菌进行无氧呼吸,酵母菌的无氧呼吸会产生酒精,故会散发轻微的酒味,D正确。
5.(2021·湖北高考)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,不耐贮藏
B.密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜
C.冷藏时,梨细胞的自由水增多,导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓
答案 C
解析 常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,细胞消耗的有机物多,不耐贮藏,A正确;密封条件下,梨呼吸作用导致O2减少,CO2增多,抑制细胞呼吸,有氧呼吸减弱,消耗的有机物减少,故利于保鲜,B正确;细胞中自由水的含量越多,则细胞代谢越旺盛,冷藏时,梨细胞的自由水减少,导致各种代谢活动减缓,C错误;酶活性的发挥需要适宜的温度等条件,低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减缓,D正确。
6.(2023·福建泉州质检)呼吸跃变是指某些肉质果实成熟过程中呼吸速率急剧升高的现象。果实发生呼吸跃变后即进入衰老阶段。香蕉、番茄、杧果等果实均具有呼吸跃变,称为呼吸跃变型果实。柑橘、柠檬等果实不具有呼吸跃变,称为非呼吸跃变型果实。下列有关叙述错误的是( )
A.低温可使呼吸跃变型果实的呼吸跃变延迟
B.呼吸跃变型果实比非呼吸跃变型果实更不耐贮存
C.非呼吸跃变型果实成熟过程不受氧气浓度影响
D.乙烯利可促使呼吸跃变型果实的呼吸跃变提前
答案 C
二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求)
7.(2023·天津和平区期末改编)呼吸商(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可用于描述细胞呼吸过程中氧气供应状态。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系,以下叙述正确的是( )
A.b点有氧呼吸强度大于a点
B.呼吸商越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点
D.c点时,同时进行无氧呼吸和有氧呼吸
答案 AB
解析 分析题图可知,b点氧气浓度大于a点,b点有氧呼吸强度增大,无氧呼吸强度减弱,A正确;由于有氧呼吸吸收的氧气与释放的二氧化碳相等,无氧呼吸不吸收氧气,只释放二氧化碳,所以放出的CO2量/吸收的O2量等于1时,只进行有氧呼吸,放出的CO2量/吸收的O2量大于1时,既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,呼吸商越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强,B正确;由题图可知,c点呼吸商为1,只进行有氧呼吸,消耗有机物较多,为延长水果的保存时间,不能将氧分压调至c点,C、D错误。
8.正常情况下线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成相偶联,即在[H]氧化的同时合成ATP。某药物可阻断该过程中ATP的合成,研究人员利用离体培养的线粒体进行实验,结果如图所示。下列有关分析合理的是( )
A.该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联
B.该药物作用于有氧呼吸第三阶段,会提高[H]与O2的结合速率
C.如给某人注射该药,会导致其体温有所上升
D.在该药物的使用下,细胞主动运输的能力会增强
答案 ABC
解析 添加药物的甲组线粒体耗氧量加快,且该药物可阻断线粒体内膜上[H]氧化过程中ATP的合成,因此该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联,A正确;给某人注射该药,有氧呼吸第三阶段加快,能量释放更多,且药物可阻断该过程中ATP的合成,因此产生的热量会增多,会导致其体温有所上升,C正确;该药物可阻断ATP的合成,给某人注射该药,ATP合成量会减少,因此细胞主动运输的能力会减弱,D错误。
9.“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡。图示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法正确的是( )
A.a、b和c运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在
B.运动强度≥b后,肌肉细胞CO2的产生量仍等于O2的消耗量
C.无氧呼吸释放的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度长时间超过c,会因乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
答案 ABCD
解析 肌肉细胞无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸CO2的产生量等于O2的消耗量,运动强度≥b后也一样,B正确。
三、非选择题
10.(2023·福建莆田5月质检)涝害是制约牡丹生长发育的重要因素,为提高涝害下牡丹的抗逆性,科研人员利用甲、乙两个品种的牡丹进行实验,研究了淹水胁迫下外源钙对这两种牡丹呼吸代谢的影响,其部分结果如表所示。回答下列问题:
(1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时,其产生能量的场所主要是______________,而遭遇了淹水胁迫后,牡丹根细胞会产生酒精和CO2,可使用澄清石灰水或______________溶液来检测CO2。
(2)据表分析,在淹水胁迫下,甲、乙两个品种的牡丹根细胞的酒精含量与处理时间之间最可能呈现的关系均为_______________________________________,其中抗淹水胁迫能力更强的牡丹品种是________。
(3)施加CaCl2能否改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种的毒害?________(填“能”或“不能”),作出此判断的理由是___________________________
_____________________________________________________________。
(4)现欲进一步研究外源物质X和外源钙对乙品种牡丹淹水胁迫下的呼吸代谢影响,请完善下列实验的设计思路。
组别
实验处理
1
乙淹水处理
2
乙淹水处理+外源钙
3
a________
4
b________
①表中a、b处的实验处理分别是______________________________、__________________________。
②培养一段时间后,检测各组的________并做记录。
答案 (1)线粒体(内膜) 溴麝香草酚蓝
(2)随着处理时间的延长,牡丹根细胞的酒精含量逐渐增加 甲
(3)能 与未施用CaCl2相比,施用CaCl2后,甲、乙两个品种牡丹细胞内的酒精含量均有不同程度下降
(4)①乙淹水处理+等量的外源物质X 乙淹水处理+等量的外源钙和外源物质X ②酒精含量
解析 (1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时,其能量主要来源于有氧呼吸,主要场所是线粒体(内膜);检测CO2除用澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液。
(2)分析表格可知,无论是哪个品种的牡丹,在淹水后随着时间的延长,牡丹根细胞的酒精含量都逐渐增加。对比而言,甲品种的酒精积累量较少,不容易导致根细胞死亡,抗淹水胁迫能力更强。
36
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