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版高考生物一轮总复习（江苏专版）

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 1.实验原理 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·天一中学测评)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 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 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 续表 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 抑制 无氧呼吸 抑制 续表 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 (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 |认|知|生|成| O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线”解读 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： 续表 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 (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。 |认|知|生|成| (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 |认|知|生|成| 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。 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.[多选](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，下列说法正确的是(　 ) 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.(人教版必修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.(人教版必修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.(人教版必修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___________________ ____________________________________________________________ ____________________________。 (2)在保存蔬菜、水果时，应选择____点对应的O2浓度，理由是______________________________________________。 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 R 细胞呼吸强度较小，单位时间内有机物的损耗较少 不是 (3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是______________________ ____________________________________________________________ ______________________________________________________。 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 |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。下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·天一中学一模)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.根瘤菌侵入植物细胞后，在细胞内迅速增殖，随后分化为固氮能力很强但不能繁殖的类菌体。研究发现，类菌体中固氮酶活性和有氧呼吸强度易受游离O2浓度的影响(如图)。类菌体周围存在大量的豆血红蛋 白，豆血红蛋白通过结合和释放O2，维持类菌体中相对稳定的游离O2浓度。下列有关说法正确的是(　 ) A.根瘤菌纯培养时，细胞由于固氮酶的活性低导致缺乏能量而死亡 B.豆血红蛋白合成后需在根瘤菌的内质网、高尔基体中进行加工 C.图中A点可表示空气中游离O2浓度，B点可表示类菌体中游离O2浓度 D.大量豆血红蛋白既能为细胞呼吸持续提供O2，又能避免游离O2对固氮酶的抑制 √ 解析：根瘤菌侵入植物细胞后增殖、分化为类菌体，类菌体中的固氮酶活性易受游离O2浓度影响，而根瘤菌纯培养时不会分化为类菌体，无法判断固氮酶活性高低，A错误； 根瘤菌是原核细胞，不含内质网、高尔基体等细胞器，B错误； 据图分析，A点时有氧呼吸强度低于B点，A点游离O2浓度低于B点，故A点应为类菌体中游离的氧气浓度，B点表示空气中游离的氧气浓度，C错误； 大量的豆血红蛋白能够结合游离氧气，避免氧气对固氮酶的抑制，又能通过释放氧气为细胞有氧呼吸提供氧气，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1.(2024·如皋中学期中)某小组探究酵母菌和乳酸菌的呼吸方式，实验装置如下图所示。①②③装置中溴麝香草酚蓝(BTB)溶液的最终颜色依次是(　 ) A.黄色、黄色、蓝色 B.黄色、蓝色、蓝色 C.蓝色、黄色、蓝色 D.蓝色、黄色、黄色 解析：装置①和②中的酵母菌分别进行有氧呼吸和无氧呼吸，都有CO2产生，都能使溴麝香草酚蓝溶液最终变为黄色，③装置中的乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，不使溴麝香草酚蓝溶液变色。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 2.(2024·丹阳模拟)下列有关细胞呼吸在日常生活中运用的解释，正确的是(　 ) A.用透气的“创可贴”敷贴创口，以防止组织细胞进行无氧呼吸 B.在无氧环境下贮存种子，以最大限度地减少有机物的消耗 C.常给作物松土，以更好地满足根部细胞呼吸对氧气的需要 D.制作葡萄酒时，经常拧松瓶盖，以促进酵母菌的细胞呼吸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：用透气的“创可贴”敷贴创口，增加通气量，抑制了厌氧菌的无氧呼吸，A错误； 种子贮存在完全无氧的环境中，将进行无氧呼吸产生酒精，对种子贮存不利，且不利于最大限度地减少有机物的消耗，B错误； 常给作物松土可以促进根细胞有氧呼吸，产生更多能量，有利于主动运输吸收矿质元素，C正确； 制作葡萄酒时，经常拧松瓶盖，目的是放掉发酵产生的大量CO2，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3.(2023·北京高考)运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.低强度运动时，主要利用脂肪酸供能 B.中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C.高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：由图可知，当运动强度较低时，骨骼肌主要利用脂肪酸供能，A正确； 由图可知，中等强度运动时，骨骼肌的主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B错误； 高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，C错误； 高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，此时主要由肌糖原为骨骼肌供能，则肌糖原在有氧条件和无氧条件均能分解为骨骼肌提供能量，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.(2024·滨州一模)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 √ 1 2 3 4 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； 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(2024·昆山中学期中)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 √ 1 2 3 4 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.(2024·盐城中学模拟)“有氧运动”是指人体吸入的氧气量与需求量相等，达到生理上的平衡状态。下图所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。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.a运动强度下只有有氧呼吸 B.运动强度大于b时，肌肉细胞的二氧化碳产生量等于氧气的消耗量 C.c运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，强度相同 D.随着运动强度的增大，无氧呼吸会逐渐增强，有氧呼吸保持稳定 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：a运动强度有乳酸产生，也有氧气的消耗，所以既有有氧呼吸也有无氧呼吸，A错误； 有氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等，无氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此运动强度大于b时，肌肉细胞二氧化碳的产生量等于氧气的消耗量，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 c运动强度下肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，由图可知，血液乳酸含量高于正常值，说明无氧呼吸产生较多的乳酸，但这时肌肉细胞仍然主要进行有氧呼吸，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度不同，C错误； 随着人体运动强度的增大，细胞需要消耗的能量增多，氧气消耗速率增加，乳酸含量增加，有氧呼吸和无氧呼吸都会增强，D错误。 1 2 3 4 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(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 √ 1 2 3 4 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.(2024·泰州期末)科研人员在适宜条件下 探究氧气对水稻根尖细胞呼吸相对速率的影响结果如图，相关叙述错误的是(　 ) A.可用CO2释放速率表示细胞呼吸相对速率 B.Ⅰ代表无氧呼吸，Ⅱ代表有氧呼吸 C.AB段的乳酸对水稻细胞有毒害作用 D.限制C点后呼吸相对速率升高的主要因素可能是酶的数量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：水稻根尖细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，故可用CO2释放速率表示细胞呼吸相对速率，A正确； 由图可知，当氧气浓度为0时，Ⅰ的细胞呼吸相对速率大于0，Ⅱ的细胞呼吸相对速率等于0，说明Ⅰ代表无氧呼吸，Ⅱ代表有氧呼吸，B正确； 水稻根尖细胞进行无氧呼吸不产生乳酸，产生酒精，故AB段的酒精对水稻细胞有毒害作用，C错误； 由图可知，C点之后，Ⅱ的细胞呼吸相对速率趋于平缓，故推测限制C点后呼吸相对速率升高的主要因素可能是酶的数量，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.[多选]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(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 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，在线粒体内膜上产生酒精 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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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； 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错误； 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10.[多选](2024·烟台模拟)研究人员选取玉米进行淹水实验：T1组(全淹，水面淹没植物根部基质)、T2组(半淹，水面刚好流过植株根部生长点)分别在淹水处理1、3、5天及解除胁迫(Res)7天后检测根系细胞乙醇脱氢酶(ADH，催化丙酮酸转化为乙醛进一步生成乙醇)和乳酸脱氢酶(LDH，催化丙酮酸合成乳酸)的活性变化，得到如图结果。下列分析正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.ADH和LDH只分布于玉米的细胞质基质，其活性受淹水影响 B.淹水实验过程中，NAD＋和NADH的转化速率减慢且葡萄糖的消耗减少 C.处理3天，对照组玉米细胞无氧呼吸的产物有ATP、CO2、乳酸、乙醇 D.全淹或半淹加剧了玉米根系细胞的无氧呼吸强度，对细胞功能造成严重损伤 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：由题干信息可知，乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶都是催化无氧呼吸的酶，则只分布在细胞质基质，水淹条件下活性改变，所以其活性受淹水影响，A正确； 淹水实验过程中，有氧呼吸受抑制，为维持NAD＋和NADH的转化速率稳定(供能正常)，无氧呼吸速率增加，由于无氧呼吸消耗葡萄糖相对较多，所以葡萄糖的消耗不一定减少，B错误； 处理3天，对照组玉米存在ADH和LDH，则细胞无氧呼吸的产物有ATP、CO2、乳酸、乙醇，C正确； 全淹或半淹ADH和LDH活性先上升后下降，所以玉米根系细胞的无氧呼吸强度先上升后下降，D错误。 1 2 3 4 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： 1 2 3 4 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 1 2 3 4 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 __________。 1 2 3 4 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。 培养一段时间后，检测各组的__________________并做记录。 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.________________________________ 1 2 3 4 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。 (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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (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。 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $$