内容正文:
高考总复习 生物学
教考衔接 2 细胞呼吸的图像分析
1.深挖考点
氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)经典曲线模型
(2)模型分析
①影响:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
a.O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
b.0<O2浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
c.O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
2. 考法指导
(1)要深入理解有氧呼吸与无氧呼吸物质与能量的数量变化。
(2)要对有氧呼吸与无氧呼吸的相关知识做适当联系。
(3)根据图像完成图文转化,善于运用变量法分析实验结果。
(4)必须打破原有认知和思维定式,依据试题信息进行独立思考,运用批判性思维给出符合逻辑的创新性解释。
考查1 对教材原型进行精细量化考查
1.(2023·山东卷改编)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释放量的变化如下图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法正确的是( )
B
A.甲曲线表示O2吸收量
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先减小后增加
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
[关键点拨]
(1)O2浓度为0时,细胞只释放CO2不吸收O2,可判断曲线的呼吸类型。
(2)根据图像定量计算O2浓度为a时,葡萄糖消耗速率是否最小。
解析:分析题图可知,当O2浓度为0时,甲曲线仍有气体释放,说明甲曲线表示CO2释放量,乙曲线表示O2吸收量,A错误;O2浓度为b时,两曲线相交,说明此时O2吸收量和CO2释放量相等,由题干可知,细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,故此时植物只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸,B正确;O2浓度为0时,植物只进行无氧呼吸,O2浓度为a时,植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,O2浓度为b时,植物只进行有氧呼吸,故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错误;由题图可知,O2浓度为a时,CO2气体交换相对值为0.6,O2为0.3,其中CO2有0.3是有氧呼吸产生的,0.3是无氧呼吸产生的,按有氧
呼吸中C6H12O6(葡萄糖)∶O2∶CO2=1∶6∶6,无氧呼吸中C6H12O6(葡萄糖)∶CO2=1∶2,可得葡萄糖的相对消耗量为0.05+0.15=0.2,而在无氧呼吸消失点(b点)时,O2和CO2的气体交换相对值为0.7,可得葡萄糖的相对消耗量约为0.12,明显比a点时要低,所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小,D错误。
考查2 改变曲线图进行综合考查
2.(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
C
A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时,生成的ATP比产生乳酸时的多
D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程,不需要消耗ATP
[关键点拨]
(1)无氧条件下,在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,说明无氧呼吸产生了乳酸。
(2)无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸,都只在第一阶段释放少量能量,产生少量ATP。
解析:在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,说明此时间段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,A正确;在无氧条件下,a~b时间内植物根细胞释放CO2,推测该时间段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程,B正确;在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中,只有第一阶段释放能量,这两个过程的第一阶段相同,故消耗1分子葡萄糖,这两个过程生成的ATP相同,C错误;酒精跨膜运输的方式为自由扩散,不需要消耗ATP,D正确。
考查3 巧设新情境,由坐标图到直方图进行创新考查
3.(2024·贵州卷)农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有__________________________________
_______________________;参与有氧呼吸的酶是________(填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是____________;水淹第3 d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的________倍。
(3)若水淹3 d后排水,植株长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
答案:(1)有氧条件下,将葡萄糖彻底氧化分解产生能量 乙
(2)O2的含量 3
(3)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用,水淹3 d后排水可以将酒精排除,减轻毒害作用;3 d后排水可以使有氧呼吸增强,增加产能
解析:(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在O2充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。(2)在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,O2含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,有氧呼吸需要消耗O2,葡萄糖的消耗量、O2消耗量和CO2释放量的比值为1∶6∶6,所以有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1/30 μmol·g-1·min-1,产生CO2的量为0.2 μmol·g-1·min-1,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量的比值为1∶2,无氧呼吸产生CO2的量为0.2 μmol·g-
1·min-1,消耗葡萄糖的量为0.1 μmol·g-1·min-1,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后O2含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,无氧呼吸产生的酒精对植物有毒害作用,在水淹3天后排水,可减轻酒精的毒害作用。
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②应用
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