必修1 第3单元 第2讲 第二课时 影响细胞呼吸的因素及应用（课件）-【新高考方案】2025版高考生物Ⅰ一轮总复习

影响细胞呼吸的因素及应用 第二课时 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 探究酵母菌细胞呼吸的方式及 相关实验拓展 影响细胞呼吸的因素及应用 课时跟踪检测 主题研习（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式及相关实验拓展（实验·探究型） 1．实验原理 变浑浊 蓝→绿→黄 灰绿色 2．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液：酵母菌＋葡萄糖溶液。 (2)检测CO2的产生(装置如图所示) 注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。 (3)检测酒精的产生 3．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，在无氧条件下进行细胞呼吸产生___________。 酒精和CO2 [思考探究] 1．装置乙中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶？ 提示：B瓶刚封口后，有O2存在，酵母菌进行有氧呼吸。一段时间后，B瓶中的O2消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。 2．葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，在鉴定酒精时，如何避免葡萄糖对颜色反应的干扰？ 提示：将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 3．对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有_________ (填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式； ②鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究光合作用中氧气来源的实验； ③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验； ④比较过氧化氢在不同条件下的分解。 ①②③ (一)探究细胞的呼吸方式 1．实验设计 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子分解葡萄糖为例)。 2．实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 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乳酸的无氧呼吸 (二)种子萌发时呼吸速率的测定 1．实验装置[见(一)1.中装置一] 2．指标及原理 指标 细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示 原理 组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移。单位时间内着色液左移的距离即表示呼吸速率 3.物理误差的校正 (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，为防止微生物的细胞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、温度等物理因素引起误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟)，其他条件均不变。 题点(一)　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．(2023·浙江1月选考)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 √ 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分子葡萄糖经有氧呼吸可产生6分子CO2,1分子葡萄糖经无氧呼吸可产生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，有氧呼吸释放的能量比无氧呼吸释放的能量多，D错误。 2．(2024·湘潭模拟)某中学教师在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的“有氧呼吸组”的实验装置设置时，尝试进行了如图所示的实验改进(阀门A适时打开，阀门B、C均打开)，下列叙述错误的是(　 ) A．可先关闭阀门A使1号注射器充分反应后再开始实验 B．实验开始时，2号和3号注射器的推进器均不移动 C．4号注射器内的溶液将会迅速由橙色变成灰绿色 D．2号注射器内酵母菌的线粒体基质会消耗水产生CO2 解析：在1号注射器中，Fe3＋会催化H2O2分解产生氧气，若先关闭阀门A可使1号注射器中氧气含量升高，有利于实验的进行，A正确。 √ 实验开始时，2号注射器内酵母菌会发生有氧呼吸，有氧呼吸吸收氧气的量等于放出CO2的量，因而注射器的压强不变，其推进器不发生移动；3号注射器中CO2体积不变，则3号注射器的推进器也不移动，B正确。 细胞呼吸产生的CO2会与4号注射器内的溴麝香草酚蓝溶液反应，其颜色会由蓝变绿再变黄，C错误。线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时，会消耗水产生CO2，D正确。 题点(二)　探究其他生物细胞呼吸的方式 3．(2024·洛阳一模)呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离，设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　 ) A．若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是2 B．若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪 C．若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴右移、装置2液滴左移 D．为保证数据的科学性，可增加放入灭活发芽种子的装置，其他条件不变 √ 解析：若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则细胞既进行有氧呼吸也进行产酒精的无氧呼吸，细胞呼吸消耗的氧气相对量是50，产生的二氧化碳相对量是50＋50＝100，呼吸熵是100÷50＝2，A正确； 由于脂肪中的氢比例高，若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪，B正确； 若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴不会右移，装置2液滴也不会左移，C错误； 为保证数据的科学性，增加放入灭活发芽种子的对照装置，排除物理因素对实验结果的影响，D正确。 主题研习（二） 影响细胞呼吸的因素及应用 （深化·提能型） 1．影响细胞呼吸的内部因素 影响因素 规律 举例 遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 旱生植物的呼吸速率弱于水生植物，阴生植物的呼吸速率弱于阳生植物 生长发育时期 同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同 幼苗期、开花期呼吸速率_______成熟期 器官类型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 生殖器官的呼吸速率_____营养器官 续表 大于 大于 2．影响细胞呼吸的外部因素及应用 影响因素及图示 原理 应用 温度 影响_____ 的活性 低温下储藏水果、粮食，减少______消耗；温室中增大昼夜温差，增加有机物积累 酶 有机物 O2 浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有_____作用 稻田定期排水，抑制________产生酒精，防止烂根死亡；进行中耕松土，保证作物根的正常有氧呼吸 CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会______细胞呼吸 在水果、蔬菜保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗 续表 抑制 无氧呼吸 抑制 水 水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率 粮食储藏要求干燥，减少_______消耗；干种子萌发前进行浸泡处理 有机物 续表 (一)环境因素对细胞呼吸的影响 [例1]　如图甲、乙都表示单位时间内细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题： (1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是_________，如果某生物的细胞呼吸强度不能用CO2释放量表示，原因可能是_______________。对于人体来说，安静状态时，______________(填细胞名称)的呼吸方式与图甲相类似。 (2)图乙中E点对应的CO2释放量来自_________(填呼吸方式)，当O2浓度达到e以后，CO2释放量不再继续增加的内因主要是__________________。 (3)图乙中O2浓度为b时，细胞呼吸CO2释放量为O2吸收量的5倍，则有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗的葡萄糖量的______。图乙中EF区段CO2释放量急剧减少的原因是____________________________ ____________________________________________________________。 (4)图乙中无氧呼吸消失点对应的O2浓度是_____；O2调节到______浓度，更有利于蔬菜的储存。 [解析]　(1)图甲中，细胞呼吸强度不受O2浓度的影响，因此只能是无氧呼吸，若某生物的细胞呼吸强度不能以CO2的释放量表示，原因可能是该生物的无氧呼吸不产生CO2。对于人体来说，安静时成熟红细胞进行的就是不产生CO2的无氧呼吸。 (2)图乙中E点对应的O2浓度为0，该点对应的CO2释放量只能来自无氧呼吸；细胞呼吸是在呼吸酶的催化下进行的，当O2浓度达到e以后，CO2释放量不再继续增加的内因主要是呼吸酶的数量有限。 (3)图乙中O2浓度为b时，细胞呼吸CO2释放量为O2吸收量的5倍，根据细胞呼吸的反应式，设有氧呼吸O2吸收量为1 mol，则有氧呼吸释放CO2量为1 mol，无氧呼吸释放CO2量为4 mol，由此计算有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1/6 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2 mol，故有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗的葡萄糖量的1/6÷(2＋1/6)＝1/13。图乙中EF区段CO2释放量急剧减少的原因是O2浓度增加，无氧呼吸受抑制，此时O2浓度仍较低，有氧呼吸强度较弱。 (4)由图乙可知，当O2浓度为d时，细胞呼吸的O2吸收量等于CO2释放量，即细胞只进行有氧呼吸。当单位时间内CO2释放量最少时，消耗有机物相对较少，是储存果蔬的最佳O2浓度，即图乙中c对应的O2浓度。 [答案]　(1)无氧呼吸　该生物无氧呼吸不产生CO2　成熟的红细胞　(2)无氧呼吸　呼吸酶的数量有限　(3)1/13　O2浓度增加，无氧呼吸受抑制，O2浓度较低，有氧呼吸强度较弱　(4)d　c O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线”解读 |认|知|生|成| 模型图示 大多数植物细胞的无氧呼吸产生酒精和CO2，环境O2浓度对它们的呼吸强度有明显的影响。以单位时间内CO2的释放量为指标，可以构建O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线”模型，如图： 四点 ①A点：O2浓度为零，细胞只进行无氧呼吸； ②B点：有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量相等，无氧呼吸的强度是有氧呼吸的3倍(以消耗葡萄糖为指标)； ③C点：无氧呼吸停止，细胞只进行有氧呼吸； ④D点：细胞呼吸消耗有机物的速率较小，有利于种子、蔬菜和水果的储存 三线 ①在同一坐标系中画出细胞呼吸CO2释放总量、无氧呼吸CO2释放量和有氧呼吸CO2释放量(等于O2吸收量)三条曲线。 ②变化规律：随O2浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定 续表 (二)种子萌发时细胞呼吸方式的变化 [例2]　将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图1所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，回答下列问题。 (1)种子萌发过程中在 ________时种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 ________mg。 (2)种子萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为 ________mg·粒－1·d－1。 (3)若保持实验条件不变，120 h后萌发种子的干重变化趋势是 ________，原因是 ________________________________________。 (4)种子萌发时的吸水过程和细胞呼吸可以分为几个阶段(如图2)，图中曲线1表示种子吸水过程的变化，曲线2表示CO2的释放变化，曲线3表示O2的吸收变化。在胚根长出前，CO2的释放量明显 ________(填“大于”“等于”或“小于”)O2的吸收量，胚根长出后，O2的消耗量则大大增加。这说明种子萌发初期的细胞呼吸方式主要是________。在胚根长出后，细胞呼吸速率迅速增加，因为胚根突破种皮后，______________________________，且线粒体以及与呼吸作用有关的酶已大量形成。 [解析]　(1)图1中曲线表明72～96 h时胚乳干重明显下降，说明在此时间段内种子的呼吸速率最大，该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5(mg)。 (2)呼吸作用所消耗的有机物量＝胚乳减少的干重量－转化成幼苗的组成物质，据此可知，96～120小时转化速率最大，为27－5＝22(mg·粒－1·d－1)。 (3)若保持实验条件不变，由于幼苗呼吸作用消耗种子储存的有机物，且不能进行光合作用，所以120 h后萌发种子的干重下降。 (4)由图2可知，在胚根长出前，CO2的释放量明显大于O2的吸收量，说明种子萌发初期主要进行无氧呼吸。当胚根突破种皮后，氧气供应得到改善，且线粒体以及与呼吸作用有关的酶已大量形成，有氧呼吸速率增加。 [答案]　(1)72～96 h　26.5　(2)22　(3)下降　幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用　(4)大于　无氧呼吸　氧气供应得到改善 种子萌发过程中的相关变化 (1)物质变化：有机物质量减少，种类增加。 (2)呼吸方式和速率的变化：种子的呼吸作用是与种子的吸水过程紧密联系的，大致分为三个阶段。第一阶段种子通过吸胀作用吸水，呼吸作用迅速增强，此时主要是进行无氧呼吸；第二阶段吸水停滞，呼吸作用减弱；第三阶段，种子再次大量吸水，呼吸作用增强，胚根突破种皮，进入有氧呼吸阶段。 |认|知|生|成| 题点(一)　影响细胞呼吸的因素分析 1．(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图所示。下列相关叙述错误的是(　 ) 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 解析：在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，说明此时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。 2．(2023·山东高考改编)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，下列说法错误的是(　 ) 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逐渐增加 D．O2浓度为a时较适合保存该器官，该浓度下细胞呼吸强度较小，消耗葡萄糖较慢 √ 解析：图中横坐标是O2浓度，当O2浓度为0时，甲曲线相对值不为0，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，已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浓度由0到b的过程中O2吸收量逐渐增加，有氧呼吸速率逐渐增加，则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确。 据图可知，O2浓度为a时，氧气对无氧呼吸抑制较强，此时有氧呼吸和无氧呼吸均较弱，消耗葡萄糖较慢，适宜保存该器官，D正确。 题点(二)　影响细胞呼吸的因素在生产生活中的应用 3．(2024年1月·安徽高考适应性演练)下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是(　 ) A．乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质 B．酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质 C．黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长 D．地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏 √ 解析：二氧化碳会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，乳酸发酵不会产生二氧化碳，A错误； 酵母菌无氧呼吸会产生酒精，使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，B正确； 黏土掺沙会增加氧气含量，有利于农作物根细胞有氧呼吸，从而促进根系生长，C正确； 地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于贮藏，D正确。 |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1．(必修1 P95“思考·讨论”实践应用)细胞呼吸是细胞重要的生命活动，细胞呼吸的原理广泛应用于生产生活中，下列有关说法错误的是(　 ) A．种子晾干储存，降低自由水含量并减缓细胞呼吸 B．制作酸奶时，先通气后密封有利于乳酸菌快速增殖并发酵 C．用慢跑等有氧运动代替无氧运动可有效避免肌肉酸胀 D．水稻田间歇性换水，避免无氧呼吸产物对根产生毒害作用 √ 解析：种子晾干可降低自由水的含量，进而减缓细胞呼吸，减少有机物消耗，便于储存，A正确； 乳酸菌为严格厌氧型生物，需密封发酵，B错误； 慢跑等有氧运动可有效避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸带来的肌肉酸胀无力，C正确； 水稻田间歇性换水可避免水稻根细胞无氧呼吸产生酒精，进而避免对根产生毒害作用，D正确。 2．(必修1 P95“正文”拓展应用)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 ℃冷藏能延长梨的储藏期。下列叙述正确的是(　 ) A．密封主要是为了防止害虫或者细菌等微生物接触到梨，有利于保鲜 B．4 ℃冷藏时，低温使酚氧化酶永久失活，果肉褐变减缓 C．储藏时尽量保持干燥环境，有利于降低梨细胞内自由水的含量，减缓代谢 D．常温下，梨不耐储藏的原因主要是因为细胞代谢旺盛 √ 解析：密封主要是为了降低氧气浓度，减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，A错误； 低温不会使酶变性失活，只能抑制酶的活性，B错误； 储藏水果时要有一定的湿度，利于水果保鲜，C错误； 常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物较多，不耐储藏，D正确。 (二)科学思维“融会通” 3.(必修1 P96“概念检测T2”拓展挖掘)结合O2浓度影响单位时间内O2吸收量和CO2释放量的曲线分析： (1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖_____ (填“是”或“不是”)一样多，理由是_____________________ ______________________________________________________________ ____________________________。 不是 根据有氧呼吸和无 氧呼吸的反应式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3 (2)在保存蔬菜、水果时，应选择____点对应的O2浓度，理由是_____________________________________________。 (3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是______________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 细胞呼吸强度较小，单位时间内有机物的损耗较少 在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，呼吸强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱，单位时间内有机物消耗少 R |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1．果实采收后放置一段时间会出现呼吸高峰， 这是果实成熟的标志。右图为不同温度条件下果实 呼吸速率与储藏时间的关系，下列叙述错误的是(　 ) A．图中涉及的自变量是储藏时间和温度 B．果实有氧呼吸的主要场所是线粒体 C．若想让果实尽快成熟，则采摘后应在20 ℃条件下储藏 D．若想延长果实的储藏时间，则采摘后应在6 ℃且无氧条件下储藏 √ 解析：本图表示不同温度条件下果实呼吸速率与储藏时间的关系，故自变量为储藏时间和温度，A正确； 有氧呼吸的主要场所是线粒体，B正确； 分析题图可知，与其他温度相比，在20 ℃条件下，果实储藏到大约第6天呼吸速率最先达到最高峰，因此在20 ℃条件下储藏的果实最先成熟，C正确； 与题干其他温度相比，在6 ℃条件下，果实的平均呼吸速率最低，有利于果实的长期储藏，但应为低氧条件下储藏，D错误。 2．(2024·天津二模)为研究低氧状态对青瓜根细胞 呼吸的影响，某研究小组用A、B两个 青瓜品种进行 实验研究，图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。 据图分析，下列说法正确的是(　 ) A．在低氧条件下A品种的根细胞只可能进行无氧呼吸 B．根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程也要产生ATP C．正常通气时青瓜根细胞产生的CO2来自线粒体和细胞质基质 D．低氧时B品种根细胞通过无氧呼吸产生的CO2比A品种多 √ 解析：在低氧条件下A品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比B品种多，但不能确定A品种的根细胞只能进行无氧呼吸，A错误； 根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程发生在无氧呼吸第二阶段，不会产生ATP，B错误； 正常通气时，测得的根系中有少量的乙醇，说明此时青瓜根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，所以产生的CO2来自线粒体和细胞质基质，C正确； 低氧时B品种根细胞进行有氧呼吸产生的乙醇比A品种少，说明在低氧时，B品种的根细胞进行无氧呼吸产生的CO2比A品种少，D错误。 3．(2024·重庆一模)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　 ) A．t1时刻，氧气浓度较高，无氧呼吸消失 B．如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等 C．若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1 D．若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则0～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 √ 解析：t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确； 如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，0～t1产生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确； 由B选项可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确； 萄糖量大于乳酸菌，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1．关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，下列叙述正确的是(　 ) A．用市场销售的干酵母进行实验时，一般需经活化处理 B．5%的葡萄糖溶液可用于培养酵母菌，酵母菌在5%的葡萄糖溶液中的增长属于指数增长 C．可通过溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳，判断标准为溶液是否变浑浊 D．可用重铬酸钾检测溶液中的酒精，并根据橙色的深浅推测酒精含量 √ 6 7 8 9 10 11 解析：由于资源和空间有限，酵母菌在5%的葡萄糖溶液中的增长不属于指数增长，B错误； 二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C错误； 酒精可使酸性条件下的重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色，D错误。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 2．(2024·海口模拟)在马拉松比赛中，运动员的肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。下列有关分析正确的是(　 ) A．无氧呼吸时，葡萄糖分子中的大部分能量以热能形式散失 B．有氧呼吸时，葡萄糖分子直接进入线粒体与O2反应生成H2O C．马拉松比赛中，运动员肌细胞产生的CO2量多于消耗的O2量 D．马拉松比赛中，运动员主要是以有氧呼吸方式获得所需能量的 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：人体细胞无氧呼吸时，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸中，A错误； 葡萄糖不能进入线粒体，B错误； 人体细胞有氧呼吸吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量，而无氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此马拉松比赛中，运动员肌细胞产生的CO2量等于消耗的O2量，C错误； 有氧呼吸释放大量的能量，而无氧呼吸只能释放少量的能量，因此马拉松比赛中，运动员主要是以有氧呼吸方式获得所需能量的，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 3．“自动酿酒综合征(ABS)”是由肠道微生物紊乱引起的罕见疾病，患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉，长期持续会导致肝功能衰竭。下列叙述错误的是(　 ) A．ABS患者肠道内产酒精微生物比例较高 B．肠道微生物通过无氧呼吸产生酒精 C．肠道内的大多数酒精进入人体骨骼肌细胞被氧化分解成水和CO2 D．减少糖类物质的食用可在一定程度上缓解ABS的病症 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：人体分解酒精的器官主要是肝脏，C错误； 呼吸作用最常利用的物质是葡萄糖，所以减少糖类物质的摄入可缓解ABS的病症，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 4．(2024·广州一模)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%的TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(　 ) A．[H]仅能在细胞质基质中生成 B．该反应是在光下才能进行的放能反应 C．台盼蓝染色法和TTC法原理一致 D．胚红色越深说明种子活性越强 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析： [H]可以通过细胞呼吸的第一阶段产生，发生在细胞质基质中，除此之外，有氧呼吸的第二阶段也能产生[H]，发生在线粒体基质，A错误； 大豆种子吸胀后，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，不需要在光下进行，B错误； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)，故TTC用来检测活细胞的活力，而台盼蓝染色法是用来区分细胞的死活，台盼蓝染液可进入死细胞中，将细胞染成蓝色，原理不一致，C错误； 相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可以判断种子活力的高低，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 5．(2024·沙坪坝二模)乳酸脱氢酶(LDH)有多种类型。人的心肌细胞中主要是LDH1，催化乳酸转化为丙酮酸，生成的丙酮酸继续进行有氧氧化；骨骼肌细胞中主要是LDH5，缺氧条件下，催化丙酮酸转化为乳酸。下列叙述正确的是(　 ) A．LDH1为乳酸转化为丙酮酸提供活化能 B．丙酮酸转化为乳酸时，释放少量能量，生成少量ATP C．LDH5分布在骨骼肌细胞的线粒体内膜上 D．丙酮酸的有氧氧化过程有水的参与 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：LDH1(酶)具有催化作用，不能提供能量，A错误； 丙酮酸转化为乳酸时不释放能量，B错误； LDH5缺氧条件下，催化丙酮酸转化为乳酸，场所是细胞质基质，C错误； 丙酮酸的有氧氧化过程第二阶段有水参与，第三阶段有水生成，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 6．(2024·永州二模)如图中甲、乙、丙三条曲线为某滑雪运动员在高强度运动过程中肌肉消耗能量的情况，其中甲表示存量ATP变化、乙和丙表示两种类型的细胞呼吸。下列叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．肌肉收缩最初所耗的能量主要来自细胞中的线粒体 B．曲线乙表示有氧呼吸，曲线丙表示无氧呼吸 C．曲线乙表示的呼吸类型发生在细胞质基质，最终有[H]的积累 D．曲线丙表示的呼吸类型的能量转化效率大于曲线乙表示的呼吸类型 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：由题图可知，肌肉收缩最初的能量主要来自存量ATP的直接水解，A错误。 曲线乙表示的细胞呼吸类型在较短时间提供大量能量，但随运动时间的延长无法持续提供充足能量，为无氧呼吸；曲线丙表示的细胞呼吸类型可以持续为人体提供稳定的能量供应，为有氧呼吸，B错误。 曲线乙表示无氧呼吸，发生在细胞质基质中，最终没有[H]的积累，C错误。 曲线丙表示的呼吸类型(有氧呼吸)的能量转化效率大于曲线乙表示的呼吸类型(无氧呼吸)，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 7.人体运动强度与血液中乳酸含量、氧气 消耗速率之间的关系如图。下列叙述正确的是(　 ) A．a～b段肌细胞中产生ATP最多的场所是线粒体基质 B．b～c段肌细胞无氧呼吸速率上升有氧呼吸速率下降 C．c～d段骨骼肌细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量 D．运动强度超过c后人体所需ATP主要由无氧呼吸提供 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：a～b段肌细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜(有氧呼吸第三阶段场所)，A错误； 由图中氧气消耗速率和血液中乳酸水平可知，b～c段肌细胞无氧呼吸速率、有氧呼吸速率均上升，B错误； 运动状态下，肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，其中有氧呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量，而无氧呼吸既不消耗O2也不产生CO2，因此肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量，C正确； 运动强度超过c后，机体氧气消耗速率达到最大，人体所需ATP主要由有氧呼吸提供，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 8．(2024·琼海一模)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25 mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间，据图分析以下说法错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸 B．取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色 C．将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 D．当注射器A、B中的总体积均为50 mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，因此可以说明酵母菌进行了无氧呼吸，A正确； 注射器B中酵母菌进行的是无氧呼吸，会产生酒精，酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测，溶液颜色由橙色变为灰绿色，B正确； 注射器A中酵母菌细胞呼吸会产生二氧化碳，二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C正确； 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 当注射器A、B中的总体积均为50 mL时，注射器A中酵母菌进行的是有氧呼吸且有氧呼吸产生的二氧化碳量≤25 mL，注射器B中的酵母菌进行的是无氧呼吸(产生了25 mL二氧化碳)，两者消耗葡萄糖的量不同，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 9．图1所示装置可用于测定酵母菌细胞呼吸的方式， 其中三个烧瓶口分别连接氧气传感器、二氧化碳传感器、 酒精传感器，可用于测定相应物质的含量，相关数据的 测定结果如图2所示。下列相关叙述错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 A．若图1所示装置的温度改变，则图2中的相关数据可能会发生改变 B．300 s时，酵母菌只进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生酒精 C．图2中200～300 s，酵母菌产生ATP的场所包括细胞质基质和线粒体 D．在图2中a、b两条线交点之前，酵母菌主要进行无氧呼吸，此过程无NADH产生 解析：酶活性受温度影响，故若图1所示装置的温度改变，则图2中的相关数据可能会发生改变，A正确； 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 300 s时，装置中氧气量为0，则酵母菌只进行无氧呼吸，产生酒精的场所为细胞质基质，B正确； 图2中200～300 s，氧气浓度逐渐减小，酒精产生量逐渐增加，因此酵母菌可进行有氧呼吸和无氧呼吸，此时酵母菌产生ATP的场所包括细胞质基质和线粒体，C正确； 在图2中a、b两条线交点之前，酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸前两个阶段和无氧呼吸的第一个阶段均会产生NADH，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 10．(2024·天津河西区高三期末)药物X和Y可能会抑制涉及有氧呼吸第一、二、三阶段的酶。为了研究这些药物的效应，分离了一些肌肉细胞，然后在有氧气供应的条件下分别给予这两种药物处理，并测定细胞内ATP、NADH及丙酮酸的含量，实验结果见下表，下列叙述正确的是(　 ) 2 3 4   ATP NADH 丙酮酸 对照组(没有药物处理) 100% 100% 100% 药物X处理组 2% 3% 5% 药物Y处理组 20% 15% 150% 注：对照组的数据定为100%，以便与其他组进行比较 1 5 6 7 8 9 10 11 A．药物X可能只抑制有氧呼吸第二、三阶段的酶 B．药物Y可能是抑制细胞质基质内的酶 C．药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会直接影响钠离子运进细胞过程 D．若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会上升 解析：药物X处理组与对照组进行对比，ATP、NADH、丙酮酸的含量均下降，说明药物X可能抑制有氧呼吸第一阶段的酶，A错误； 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 药物Y处理组与对照组进行对比，ATP、NADH的含量均下降，丙酮酸的含量上升，说明药物Y可能抑制有氧呼吸第二阶段的酶，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，故药物Y可能抑制线粒体基质内的酶，B错误； 钠离子运进细胞是顺浓度梯度的运输，不需要能量，故用药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会直接影响钠离子运进细胞过程，C正确； 肌肉细胞无氧呼吸中的能量大部分储存在乳酸中，若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会下降，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 二、非选择题 11．(2024·菏泽模拟)涝害是制约牡丹生长发育的重要因素，为提高牡丹涝害下的抗逆性，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(测定数值为根细胞的酒精含量，单位：μmol·L－1)。回答下列问题： 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 处理时间/天 1 8 16 24 甲 淹水 0.10 0.70 1.62 2.86 淹水＋CaCl2 0.09 0.61 1.18 2.35 乙 淹水 0.09 1.30 2.20 3.21 淹水＋CaCl2 0.11 1.05 1.73, 2.74 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时，其能量主要来源于____________(填场所)，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者__________________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________________________。 (3)施加CaCl2________(填“能”或“不能”)改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害。做出此判断的理由是__________ ______________________________________________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (4)现欲进一步研究外源物质X和外源钙对乙品种牡丹的影响，请完善下列实验的设计思路。 2 3 4 组别 实验处理 1 一定量的蒸馏水＋乙 2 等量的外源钙＋乙 3 a.________________________________ 4 b.________________________________ 培养一段时间后，检测各组的___________并做记录。 1 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时，细胞进行有氧呼吸，能量主要来源于线粒体内膜，而遭遇了淹水胁迫后，牡丹根细胞会进行无氧呼吸产生酒精和CO2，可使用澄清石灰水或者溴麝香草酚蓝溶液来检测CO2。 (2)据表分析，在淹水胁迫下，甲、乙两个品种的牡丹根细胞随着处理时间的延长，酒精含量逐渐增加。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 (3)与未施用CaCl2相比，施用CaCl2后，甲、乙两个品种牡丹根细胞内的酒精含量均有不同程度的下降，说明施加CaCl2能改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害。 (4)为了排除无关变量的影响，保持单一变量，表中a处的实验处理是等量的外源物质X＋乙，b处的实验处理是等量的外源钙和(等量的)外源物质X＋乙；培养一段时间后，检测因变量，即各组的根细胞的酒精含量并记录。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 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　(3)能　与未施用CaCl2相比，施用CaCl2后，甲、乙两个品种牡丹根细胞内的酒精含量均有不同程度的下降　(4)a.等量的外源物质X＋乙　b．等量的外源钙和(等量的)外源物质X＋乙　根细胞的酒精含量 2 3 4 $$