内容正文:
高考总复习
生物学
第二单元 细胞的代谢
第三讲 细胞呼吸为细胞生活提供能量
课标要求 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
2.活动:探究酵母菌的呼吸方式。
考点一 需氧呼吸与厌氧呼吸
1.细胞呼吸的概念
2.需氧呼吸
(1)过程
(2)总反应式
提醒:有关需氧呼吸的几个关键
①反应实质:将有机物(如葡萄糖)中的碳氧化为二氧化碳,氢氧化为水。
②原核生物无线粒体也能进行需氧呼吸,其在细胞膜上和细胞溶胶中进行。
③电子传递链中生成水的一系列反应只能在有氧气存在的条件下发生。
④呼吸产热可用于恒温动物维持体温。
⑤油脂进行需氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。油脂与葡萄糖相比,含H量高,因此需氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
3.厌氧呼吸
(1)过程
①产生ATP和[H]的阶段只在____________,第二阶段不产生ATP。
②第二阶段所需的___不同,产物会不相同。
③丙酮酸在_______________的催化下被[H]还原为乳酸;丙酮酸生成的______被[H]还原为乙醇。
④厌氧呼吸产生能量较少(一个葡萄糖生成2个ATP)的原因是________ _______含有可利用的能量。
第一阶段
酶
乳酸脱氢酶
乙醛
乳酸、
乙醇
(2)反应式
①乳酸发酵:_________________________________。
②乙醇发酵:_____________________________________。
(3)代表生物
提醒:①线粒体是进行需氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行厌氧呼吸,如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等;一些原核生物虽无线粒体,但也能进行需氧呼吸,如硝化细菌。
②水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用;玉米种子烂胚的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
4.细胞呼吸是细胞代谢的核心
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)植物在黑暗中既可进行需氧呼吸也可进行厌氧呼吸。( )
(2)马铃薯块茎厌氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。( )
(3)若细胞既不能吸收氧气也不放出二氧化碳,说明细胞已停止厌氧呼吸。( )
(4)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸。( )
√
×
×
×
(5)需氧呼吸一定在有氧的条件下发生,厌氧呼吸一定在无氧的条件下发生。( )
(6)两种呼吸方式中,有H2O生成的一定是需氧呼吸,有CO2生成的可能是需氧呼吸,也可能是厌氧呼吸。( )
×
√
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)需氧呼吸在第二阶段中已有彻底氧化产物CO2产生,ATP生成量仍然很少的原因是__________________________。
(2)人和动物细胞呼吸过程中CO2的产生场所与酵母菌、植物有何不同?
_____________________________________________________________________________________________________________________________
(3)百米赛跑的前数秒、200~400 m赛跑、马拉松各自消耗ATP的主要来源分别是__________________________________。
大量的能量储存在[H]中
磷酸肌酸、厌氧呼吸、需氧呼吸
[例1] 如图是需氧呼吸过程的示意图,①②③表示反应阶段。下列叙述错误的是( )
A.图中H2O中的氢部分来自葡萄糖
B.葡萄糖中大部分能量在①阶段以热能形式释放
C.线粒体基质中分布着②阶段所需要的酶
D.在有氧和无氧条件下,①过程的场所和产物相同
B
解析:题图H2O中的氢部分来自葡萄糖,部分来自水,A正确;①阶段葡萄糖中少部分能量以热能形式释放,大部分能量储存在丙酮酸中,葡萄糖中大部分能量在③阶段以热能形式释放,B错误;线粒体基质中分布着②阶段所需要的酶,能将丙酮酸和水转变为CO2和[H],并释放少量能量,C正确;①过程为糖酵解,在有氧和无氧条件下,①过程的场所都是细胞溶胶,产物相同,都为丙酮酸和[H],D正确。
细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所
[例2] (2024·浙江绍兴三模)最大乳酸稳态(MLSS)是在持续运动中血乳酸产生与利用的最高平衡状态,是运动强度划分的一个重要参照。下图是随着运动学强度增大,生理学强度变化曲线,据图分析,下列说法错误的是( )
D
A.丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸的过程中不产生ATP
B.由图可知,心率、摄氧量、血乳酸生理学强度和运动学强度呈正相关
C.高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞需氧呼吸提供更多O2,排出更多CO2
D.在缺氧的条件下,细胞通过厌氧呼吸提高葡萄糖中化学能的利用效率
解析:丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸的过程为厌氧呼吸的第二阶段,不产生ATP,A正确;由图可知,心率、摄氧量、血乳酸生理学强度和运动学强度呈正相关,B正确;高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞需氧呼吸提供更多O2,排出更多CO2,C正确;厌氧呼吸无法提高葡萄糖中化学能的利用效率,此时化学能大部分都储存在乳酸中,D错误。
[例3] (2025·浙江杭州质检)将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞溶胶和线粒体,与酵母菌分别装入a~f号试管中,并加入不同的物质,进行了如下实验(注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质)。下列分析正确的是( )
D
A.试管a有CO2和H2O产生
B.试管c不能发生糖酵解,ATP只在电子传递链中产生
C.试管b没有线粒体,充分反应后的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中
D.试管a、c、e中氧气均不与葡萄糖或丙酮酸中的碳结合生成CO2
解析:试管a中为细胞溶胶和丙酮酸、氧气,不会产生H2O,H2O在线粒体内膜上产生,A错误;糖酵解在细胞溶胶中进行,c为线粒体,不能发生糖酵解,线粒体中可以进行需氧呼吸第二阶段和第三阶段,都可以产生ATP,B错误;试管b没有线粒体,没有氧气,细胞溶胶中可以进行厌氧呼吸,充分反应后的绝大部分化学能存在于酒精中,C错误;呼吸产生的CO2的来源有细胞溶胶中的厌氧呼吸产生的CO2和线粒体中需氧呼吸产生的CO2,试管a、c、e中氧气均不与葡萄糖或丙酮酸中的碳结合生成CO2,氧气只与[H]结合产生H2O,D正确。
[例4] (2025·浙江金华模拟)有多瓶(条件一致)酵母菌、葡萄糖悬液,分别通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图可以得出的结论是( )
A
A.氧浓度为a时,酵母菌只进行厌氧呼吸
B.氧浓度为c时,2/5的葡萄糖用于乙醇发酵
C.氧浓度为d时,酵母菌细胞内有ATP大量积累
D.不同氧浓度下,细胞中ATP的生成速率相同
解析:氧浓度为a时,酵母菌细胞呼吸产生CO2的量等于产生酒精的量,故酵母菌细胞只进行厌氧呼吸,A正确;氧浓度为c时,厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳的量均为6,需氧呼吸产生二氧化碳的量为15-6=9,故厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为6÷2=3,需氧呼吸消耗葡萄糖的量为9÷6=1.5,用于乙醇发酵的葡萄糖的量占3÷4.5=2/3,B错误;氧浓度为d时,酵母菌细胞不产生酒精,说明酵母菌细胞只进行需氧呼吸,但ATP含量较低,与ADP保持动态平衡,不会大量积累,C错误;不同氧浓度下,细胞呼吸类型及细胞呼吸强度不同,故细胞中ATP的生成速率不同,D错误。
1.细胞呼吸方式或类型的判定
2.需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)需氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)产生乙醇的厌氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶乙醇=1∶2∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时,产生乙醇的厌氧呼吸与需氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
(4)消耗等量的葡萄糖时,需氧呼吸消耗的O2摩尔数与需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。
考点二(活动) 探究酵母菌的呼吸方式
1.实验原理
2.实验步骤
3.实验现象
快
慢
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下产生____________ ______。
酒精和少量
CO2
深度思考——挖掘新命题点
某同学利用如图实验装置用酵母菌做了如下实验:
注:a.本实验所用的酵母液是由5%的葡萄糖溶液+10克酵母干粉搅拌而成。
b.BTB(溴麝香草酚蓝)试剂在不同pH的溶液中呈现不同的颜色,当pH<7时为黄色,pH>7时为蓝色。
(1)利用该实验装置探究酵母菌的呼吸方式,选用酵母菌作为本实验的实验材料,因为_________________________。判断酵母菌呼吸方式的依据是___________________________________________________。
(2)一段时间后,观察、对比1、2试管的颜色变化是____________ _______________________。
酵母菌属于兼性厌氧菌
相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率)
均变黄,2号
试管较1号试管黄色深
[例1] (2025·浙江丽水模拟)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乙醇,他们依据“乙醇具有还原性,可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色”的原理进行实验,装置如图所示。下列相关叙述错误的是( )
B
A.锥形瓶a中无氧或缺氧,锥形瓶d中有充足的氧气
B.一段时间后,需要从试管b中取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检测
C.锥形瓶a和d中的葡萄糖溶液的量属于无关变量
D.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
解析:a、d装置中注射器的作用是便于取等量样液用于检测,a中厌氧呼吸产生的乙醇在锥形瓶a中,应该用a装置的注射器取出部分液体,用酸性重铬酸钾溶液检测,B错误。
[例2] (2025·浙江强基联盟联考)如图是探究有活性的水稻种子细胞呼吸的实验装置。下列叙述正确的是( )
D
A.将种子浸透是为了增加种子细胞中结合水的含量,从而增强种子的代谢作用
B.实验开始时,红色小液滴位于0刻度处,在其他条件适宜的情况下,一段时间后,红色小液滴将向右移动
C.小液滴停止移动后,种子的呼吸作用方式为需氧呼吸
D.为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置
解析:将种子浸透的目的是增加种子细胞中自由水的含量,从而增强种子的代谢作用,A错误;实验开始时,红色小液滴位于0刻度处,在其他条件适宜的情况下,种子先进行需氧呼吸,消耗氧气,产生二氧化碳,产生的二氧化碳被KOH溶液吸收,广口瓶内气压减小,因此一段时间后红色小液滴将向左移动,B错误;小液滴停止移动后,说明其不再消耗氧气,即进行厌氧呼吸,C错误;为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置,D正确。
“实验法”判断生物呼吸类型
(1)装置
(2)实验原理
(3)结果分析与判断
[例3] 某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。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,结果如表所示。下列相关分析正确的是( )
B
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-1
C.如将X换成清水,并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫厌氧呼吸速率
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
解析:NaOH溶液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,体积为65×1=65 mm3,因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5 mm3·min-1,B正确;果蝇幼虫厌氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,所以将X换成清水,并向试管充入N2,无论是否进行厌氧呼吸,液滴都不会移动,C错误;因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动,为了避免该误差,则应设置对照实验,即将装置中的果蝇幼虫换成等量的死果蝇幼虫,并将该装置置于相同环境中,重复上述实验,D错误。
细胞呼吸速率的测定
(1)实验装置
(2)实验原理:细胞呼吸吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的有色液滴左移。单位时间内有色液滴左移的体积即表示需氧呼吸速率。装置乙为对照。
(3)误差的校正
①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。
考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.影响细胞呼吸速率的内部因素
提醒: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,可采取干燥、低温、低氧等措施。
2.影响细胞呼吸速率的外部因素
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌需氧呼吸产生酒精。( )
(2)慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行需氧呼吸产生乳酸。( )
(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。( )
(4)种子风干脱水后呼吸强度增强。( )
×
×
×
×
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是_________ _____________________________________________________。
(2)农业生产中提倡中耕松土,从细胞呼吸的角度分析,其意义在于:
①________________________________________________________;
②__________________________________________________。
密封地窖
中CO2浓度高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
促进根细胞需氧呼吸产生ATP,有利于根对矿质离子的吸收
避免根部细胞厌氧呼吸产生酒精过多,使根腐烂
[例1] 将酵母菌培养在葡萄糖溶液中,下图为CO2的释放速率和O2的吸收速率随O2浓度的变化曲线,C点以后两曲线重合,下列叙述正确的是( )
B
A.离体培养的动物细胞的CO2释放速率也与图示曲线类似
B.曲线BC段,酵母菌厌氧呼吸速率不断减小
C.与A点不同,C点时葡萄糖氧化分解释放的能量主要储存在ATP中
D.若能去除线粒体,酵母菌可不进行细胞呼吸其他阶段,只发生糖酵解
解析:动物细胞的厌氧呼吸没有CO2生成,因此离体培养的动物细胞的CO2释放速率不与图示曲线类似,A错误;在一定O2浓度的范围内,随着O2浓度的逐渐增加,需氧呼吸逐渐增强,对厌氧呼吸的抑制作用逐渐增大,因此曲线BC段,酵母菌厌氧呼吸速率不断减小,B正确;C点时,CO2的释放速率和O2的吸收速率相等,酵母菌只进行需氧呼吸,此时葡萄糖分解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;线粒体是需氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所,若去除酵母菌的线粒体,其还可进行乙醇发酵的第二阶段,D错误。
细胞呼吸曲线解读
适用于既能进行需氧呼吸又能进
行产生乙醇的厌氧呼吸的生物,如酵
母菌、绝大多数植物细胞。
[例2] (2025·浙江嘉兴模拟)如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞需氧呼吸速率的影响,下列叙述错误的是( )
C
A.与A点相比,B点时与需氧呼吸相关酶的活性较低
B.与B点相比,限制C点需氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度
C.由图可知,细胞需氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间
D.O2浓度不变,A点时适当提高温度,细胞需氧呼吸速率可能增大
解析:当O2浓度为60%时,30 ℃时的需氧呼吸速率比20 ℃时的大,说明与A点相比,B点时与需氧呼吸相关酶的活性较低,A正确。当O2浓度为20%时,C点升高温度,需氧呼吸速率会增大;当温度为15 ℃时,增加O2浓度,需氧呼吸速率也会增大,所以限制C点需氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度,B正确。在题图所示温度条件下,30 ℃条件下O2充足时需氧呼吸速率最高,说明需氧呼吸的最适温度在20~35 ℃,适当升高A点温度,可能会提高需氧呼吸速率,C错误、D正确。
[例3] (2024·浙江宁波二模)马铃薯块茎中含有丰富的淀粉,营养价值高,是我国五大主食之一,但储存不当容易导致块茎发芽或出现酸味甚至腐烂。某兴趣小组探究了马铃薯需氧呼吸强度与O2浓度的关系,并将结果绘制如图(低于B点对应的O2浓度时会出现酸味)。下列叙述错误的是( )
C
A.A点时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸
B.B点对应的O2浓度比A点更有利于马铃薯的储存
C.C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度高于细胞溶胶
D.D点时马铃薯块茎呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质
解析:由图可知,A点时氧气浓度较低,且低于B点对应的O2浓度时会出现酸味,此时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,A正确;B点对应的O2浓度可有效抑制厌氧呼吸,但需氧呼吸强度与A点无显著差异,所以B点比A点更有利于马铃薯的储存,B正确;C点时,马铃薯细胞可以吸收O2进行需氧呼吸,而O2通过扩散进入线粒体基质,因此C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度低于细胞溶胶,C错误;D点时马铃薯块茎需氧呼吸强度最大,说明只进行需氧呼吸,呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质,D正确。
[例4] (2025·浙江湖州模拟)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
B
解析:种子厌氧呼吸会产生酒精,因此,农作物种子入库贮藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B错误。
1.(2024·江苏卷)图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( )
A.该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B.①②分布的蛋白质有所不同
C.需氧呼吸第一阶段发生在③
D.②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所
C
真题演练•考向感悟
解析:线粒体是需氧呼吸的主要场所,可以分解有机物产生ATP,同时线粒体基质中具有核糖体、RNA和DNA,能合成一部分自身所需的蛋白质,需要消耗ATP,A正确;线粒体外膜和内膜功能不同,所以分布的蛋白质有所不同,B正确;需氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶,③是线粒体基质,C错误;②是线粒体内膜,前两个阶段产生的[H]经传递与O2结合生成水,③是线粒体基质,在复杂酶系统催化下,丙酮酸在该场所被彻底氧化分解形成CO2,D正确。
真题演练•考向感悟
B
2.(2024·甘肃卷)梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有(需)氧呼吸但促进了无(厌)氧呼吸
D.根系细胞质基质(细胞溶胶)中无(厌)氧呼吸产生的有害物质含量增加
真题演练•考向感悟
解析:大多数营养元素的吸收需要根系细胞呼吸产生的能量,因此浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,从而使养分吸收所需的能量不足,A正确;根系吸收水分是被动转运,不消耗能量,B错误;浇水过多会使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的需氧呼吸,但促进了厌氧呼吸的进行,C正确;根细胞厌氧呼吸整个过程都发生在细胞溶胶中,会产生乙醇或乳酸等有害物质,D正确。
真题演练•考向感悟
3.(2023·浙江1月卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B.酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C.可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D.不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
C
真题演练•考向感悟
解析:在探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中,酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量,A错误;酵母菌可利用的氧气量是该实验的自变量,B错误;1分子葡萄糖经需氧呼吸可产生6分子CO2,1分子葡萄糖经厌氧呼吸可产生2分子酒精和2分子CO2,故可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标,C正确;消耗等量的葡萄糖,需氧呼吸释放的能量比厌氧呼吸释放的能量多,D错误。
真题演练•考向感悟
4.(2022·浙江6月卷)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
B
真题演练•考向感悟
解析:剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的产物是乳酸,故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸,A正确;制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理,乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸,无二氧化碳产生,B错误;梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量,该部分能量大部分以热能的形式散失了,少部分可用于合成ATP,C正确;酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理,故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量,D正确。
真题演练•考向感悟
5.(2021·浙江6月卷)需氧呼吸必须有氧的参加,此过程中氧的作用是( )
A.在细胞溶胶中,参与糖酵解过程
B.与丙酮酸反应,生成CO2
C.参与第二阶段,形成少量ATP
D.电子传递链中,接受氢和电子生成H2O
D
真题演练•考向感悟
解析:在需氧呼吸中氧气参与需氧呼吸第三阶段,其作用为和氢结合生成水,D正确。
真题演练•考向感悟
6.(2021·浙江1月卷)1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组,其中4组的实验处理和结果如下表。
真题演练•考向感悟
真题演练•考向感悟
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其他2组的实验处理分别是_________________;______________________。本实验中,这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、______________________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽,可用___________________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是____________________________________
____________________________________________________________。
真题演练•考向感悟
(3)制备无细胞的酵母汁,酵母菌细胞破碎处理时需要加入缓冲液,缓冲液的作用是_____________________________________________,以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞(写出2项原理不同的方法及相应原理)?
__________________________________________________________
__________________________________________________________
真题演练•考向感悟
答案:(1)葡萄糖溶液+酵母汁 葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 酵母汁和B溶液
(2)双缩脲 葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透过性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
真题演练•考向感悟
解析:(4)利用活细胞膜的选择透过性,向酵母汁中滴加染液,然后用显微镜观察,未被染色的为活细胞;利用酵母菌可在固体培养基表面繁殖而形成菌落,将酵母汁接种到固体培养基上,培养一段时间后观察是否形成菌落,若有菌落说明含有活细胞。
真题演练•考向感悟
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C6H12O62C3H6O3+能量
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;酵母菌、植物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶。
分组
细胞溶胶
线粒体
酵母菌
a
b
c
d
e
f
10 mmol葡萄糖
-
+
-
+
+
+
20 mmol丙酮酸
+
-
+
-
-
-
适量氧气
+
-
+
-
+
-
组别
澄清石灰水的变化
重铬酸钾溶液的变化
甲组
变浑浊_____
无变化
乙组
变浑浊_____
变为灰绿色
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
组别
实验处理
实验结果
①
葡萄糖溶液+无菌水
-
②
葡萄糖溶液+酵母菌
+
③
葡萄糖溶液+A溶液
-
④
葡萄糖溶液+B溶液
-
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成。
$$