第3单元 第4课时 探究细胞呼吸的方式及细胞呼吸的影响因素-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第4课时　探究细胞呼吸的方式及细胞呼吸的影响因素 学习要求 1.细胞呼吸原理的应用。2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式。 考点二 真题 课时 考点一 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 巩固提高 细胞呼吸的影响因素及应用 探究酵母菌细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式 考点一 归纳 必备知识 1.实验材料:酵母菌是一类____细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于_____________,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 单 兼性厌氧菌 2.实验原理 变浑浊 灰绿色 归纳 必备知识 3.实验过程及结果 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。 提醒:配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新鲜酵母菌,煮沸的目的是一方面杀死葡萄糖溶液中的微生物,可以排除其他微生物对实验结果的影响,另一方面也可以排出溶液中的O2。 归纳 必备知识 (2)连接装置(甲为有氧呼吸实验装置,乙为无氧呼吸实验装置) 归纳 必备知识 归纳 必备知识 教材拾遗 (人教必修1 P92“科学方法”)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①探究酵母菌细胞呼吸的方式;②鲁宾和卡门的同位素示踪实验;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。 (3)酒精的检测 ①步骤:从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的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g____________的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 ②在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应,变成___ _____。 重铬酸钾 灰 绿色 归纳 必备知识 教材拾遗 (人教必修1 P90~91“探究·实践”)由于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。 归纳 必备知识 (4)实验结果和结论 观察项目 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度 时间____且浑浊程度______ 时间___且浑浊程度_______ 溴麝香草酚蓝溶液变色情况 _______且时间____ _____且时间____ 酸性重铬酸钾检验情况 _____________ ________________ 实验结论 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生_______________ 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物有_______,同时也产生少量的_________ 短 长 较小 变黄 短 变黄 长 不变色 由橙色变成灰绿色 大量的CO2 酒精 CO2 较大 归纳 必备知识 下面是用“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式,试补充实验结论。 (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(以发芽种子为例) 深研 核心问题 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 　　　　　　　　 　  不动 右移 　　　　　　　　　   左移 右移 　　 　　　　　　　　  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 (2)实验结果预测和结论 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 种子萌发时呼吸速率的测定 (1)实验装置 (2)指标及原理 ①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。 ②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,刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的距离即表示呼吸速率。 归纳提升 (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造成干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。 ③为消除气压、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。 提醒:呼吸反应物与着色液滴移动的关系 脂肪含氢量高,含氧量低,等质量的脂肪与葡萄糖相比,氧化分解时耗氧量高,而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液滴移动更明显。 命题 考向突破 考向1　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列叙述正确的是 (　　) A.通过观察嗅麝香草酚蓝溶液是否变为黄色来判断酵母菌是否进行了有氧呼吸 B.在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2 C.向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾发生颜色变化,说明一定有酒精产生 D.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中无氧组作为对照组 B 解析:酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2,通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄不能判断酵母菌的呼吸方式,A错误;在探究无氧呼吸时可在溶液表面加入一层植物油隔绝O2,创造无氧环境,B正确;由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此若培养时间过短,向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾发生颜色变化,不能说明一定有酒精产生,C错误;该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,无氧组和有氧组都是实验组,D错误。 2.(2025·安徽合肥模拟)在“乙醇发酵实验”活动中,以酵母菌和葡萄糖为材料,用澄清石灰水检测CO2,装置简图如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.甲溶液为澄清石灰水,乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液 B.根据澄清石灰水是否变浑浊,可以判断酵母菌的呼吸类型 C.为制造无氧环境,可以在乙溶液液面上滴加植物油或液状石蜡 D.在乙溶液中滴加酸性重铬酸钾,若颜色由橙色变成灰绿色,则表明有乙醇产生 答案:B 解析:根据图中导管的位置及其长度可判断, 甲溶液为澄清石灰水,乙溶液为酵母菌和葡 萄糖混合液,A正确;酵母菌是异养兼性厌氧 菌,在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精和CO2,有氧条件下进行有氧呼吸产生水和CO2,即酵母菌在有氧条件和无氧条件下都可以产生CO2,故不能根据澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式,B错误;植物油或液状石蜡可以隔绝空气,所以可以制造无氧环境,C正确;乙醇可以和酸性的重铬酸钾溶液发生反应,使溶液颜色由橙色变成灰绿色,此原理可用于检测乙醇的有无,D正确。 考向2　探究细胞呼吸方式的实验拓展 3.(2025·江苏盐城检测)酵母菌是一种典型的异养兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能存活。如图为探究酵母菌呼吸方式的装置图,有关叙述错误的是(　　) A.根据装置1中红色液滴的移动情况可以判断酵母菌是否进行有氧呼吸 B.若装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,则酵母菌呼吸类型为无氧呼吸 C.若装置2中液滴右移,则用酸性重铬酸钾检测酵母菌液会发生颜色变化 D.若用绿色植物进行该实验,则需要进行遮光处理 答案:B 解析:装置1中NaOH溶液可吸收产 生的CO2,使装置内气压的改变取 决于O2,所以装置1中红色液滴移动的距离代表酵母菌有氧呼吸消耗的氧气,A正确;装置1中液滴左移,说明消耗氧气进行了有氧呼吸,装置2中液滴右移,说明CO2产生量大于O2吸收量,故同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;装置2中液滴右移,说明酵母菌进行了无氧呼吸,能产生酒精,与酸性重铬酸钾会发生颜色变化,C正确;绿色植物能进行光合作用,若要探究呼吸类型,则需在黑暗条件下进行,D正确。 4.某同学用如图实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。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25 ℃水浴,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。下列分析正确的是 (　　) 实验时间/min 液滴移动距离/mm 10 0 15 32.5 20 65 25 100 30 130 35 162.5 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.若将X换为清水,并将试管充入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:B 解析:图中X为NaOH溶液,NaOH的作用是吸收呼吸作用产生的二氧化碳,软管夹关闭后液滴将向左移动,A错误;20~30 min内毛细管中液滴移动的距离变化是130－65=65 mm/min,体积变化是65 mm/min×1 mm2=65 mm3/min,平均吸收速率为65÷10=6.5 mm3/min,B正确;果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸,若将X换为清水,无法用此装置测定果蝇幼虫的无氧呼吸速率,C错误;增设的对照实验为加入已经死亡的果蝇幼虫,并将该装置置于相同的环境中,D错误。 细胞呼吸的影响因素及应用 考点二 归纳 必备知识 1.温度对细胞呼吸的影响 原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响____________而影响细胞呼吸速率 应用:①零上低温储存食品;②大棚栽培:在夜间和阴天适当降温;③温水和面醒发快 酶的活性 2.O2浓度对细胞呼吸的影响 原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有_________作用 应用:①中耕松土促进植物根部有氧呼吸;②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧储藏粮食、水果和蔬菜 图示分析:①O2浓度为0时,只进行无氧呼吸;②O2消耗曲线与CO2生成曲线重合以后(图中P点以后),只进行有氧呼吸;③O2消耗曲线与CO2生成曲线重合之前(图中P点之前,不包括0点),既进行有氧呼吸,又进行产生酒精的无氧呼吸;④阴影部分的相对值表示_______________________________________ 抑制 不同氧浓度下无氧呼吸过程中CO2的释放量 归纳 必备知识 教材拾遗 (1)(人教必修1 P95“思考·讨论”追问)包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是为伤口创造透气的环境,避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈。 (2)(人教必修1 P96“拓展应用1”,改编)松土也有可能导致局部大气CO2浓度上升,其原因是松土透气利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,促进这些微生物对土壤有机物的分解,增加了CO2的分解和排放。 归纳 必备知识 3.水分对细胞呼吸的影响 分析:①水是生物化学反应的介质,也是有氧呼吸的反应物;②在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢 应用:①粮食在入仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行______处理 浸泡 归纳 必备知识 4.CO2浓度对细胞呼吸的影响 原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会____细胞呼吸的进行 应用:适当________CO2浓度,有利于水果和蔬菜的保鲜 抑制 增加 归纳 必备知识 1.酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。( ) 2.慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。 ( ) 3.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。 ( ) 4.所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。( ) × × √ √ 错漏诊断 深研 核心问题 1.为研究温度的变化对储藏器官细胞呼吸的影响,研究人员以马铃薯块茎为材料,进行了如下实验: 实验一:将两组相同的马铃薯块茎,分别置于低温(4 ℃)和室温(22 ℃)条件下储藏10天,发现低温组块茎中淀粉酶含量显著高于室温组。 实验二:将马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃后,再回到20 ℃ 环境中,测定CO2的释放速率的变化,结果如图所示。 (1)当马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃环境中,CO2的释放速率下降,其原因是什么? 提示:温度降低导致酶的活性下降,细胞呼吸产生的CO2减少。 (2)当马铃薯块茎重新移回到20 ℃环境中,与之前20 ℃ 环境相比,CO2的释放速率明显升高。综合上述实验,解释这一现象。 提示:在0 ℃环境中淀粉酶含量增加,催化淀粉水解生成的还原糖增加,为之后在20 ℃条件下进行的细胞呼吸提供更多的反应物,细胞呼吸较之前20 ℃时强。 (3)密封地窖能长时间储存马铃薯的原因是什么? 提示:密封的地窖CO2浓度高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。 2.科研小组研究了低氧胁迫对某种植物根细胞呼吸作用的影响。取该种植物甲、乙两个品种,分别在正常通气和低氧条件下进行实验,并在一周后测定根系中乙醇的含量,结果如表所示。 项目0 品种甲 品种乙 正常通气一周后乙醇含量/(μmol·g－1) 2.5 2.5 低氧处理一周后乙醇含量/(μmol·g－1) 6 4 深研 核心问题 (1)该实验的自变量是____________　 。  (2)低氧条件下,品种　　对氧气浓度的变化较为敏感,判断依据是_____ ______________________________ _________________________。  通气状况、 植物品种 甲 与品种乙相比,低氧处理后品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大 2.科研小组研究了低氧胁迫对某种植物根细胞呼吸作用的影响。取该种植物甲、乙两个品种,分别在正常通气和低氧条件下进行实验,并在一周后测定根系中乙醇的含量,结果如表所示。 项目0 品种甲 品种乙 正常通气一周后乙醇含量/(μmol·g－1) 2.5 2.5 低氧处理一周后乙醇含量/(μmol·g－1) 6 4 深研 核心问题 (3)若长期处于低氧条件下,该种植物两个品种吸收无机盐的速率均会下降,原因是                                 。   低氧条件下,根细胞主要进行无氧呼吸,产生的ATP减少,用于吸收无机盐的能量减少,吸收无机盐的速率会下降 命题 考向突破 考向1　影响细胞呼吸的因素 1.(多选)(2024·山东卷)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是 (　　) A.p点为种皮被突破的时间点 B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 答案:ABD 解析:在种皮被突破前,种子主要进行无 氧呼吸,种皮被突破后,种子吸收氧气量 增加,有氧呼吸加强,无氧呼吸减弱。由 题图可知,p点之后乙醇脱氢酶活性开始下降,子叶耗氧量急剧增加,说明此时无氧呼吸减弱,有氧呼吸增强,即p点为种皮被突破的时间点,A正确;Ⅱ阶段种皮限制了O2进入种子,且Ⅰ阶段种子不断消耗O2导致O2浓度降低,故Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸,B正确;Ⅲ阶段种皮已经被突破,种子有氧呼吸增强,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低,C错误;q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D正确。 2.(2025·河北张家口模拟)如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,下列叙述错误的是 (　　) A.与A点相比,B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低 B.与B点相比,限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度 C.由图可知,细胞有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,细胞有氧呼吸速率可能增大 答案:C 解析:当O2浓度为60%时,30 ℃时的有氧呼吸速率比20 ℃时的大,说明与A点相比,B点时与有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,有氧呼吸速率会增大;当温度为15 ℃时,增加O2浓度,有氧呼吸速率也会增大,所以限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度,B正确。由图可知,30 ℃条件下O2充足时有氧呼吸速率最高,说明有氧呼吸的最适温度在20~35 ℃,适当升高A点温度,可能会提高有氧呼吸速率,C错误,D正确。 考向2　影响细胞呼吸因素在生产生活实践中的应用 3.(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氧呼吸,但促进了无氧呼吸 D.根系细胞质基质中,无氧呼吸产生的有害物质含量增加 B 解析:大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系无氧呼吸加强,产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A正确;根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,C正确;根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精或乳酸等有害物质,D正确。 4.(2025·江苏盐城联考)乳酸脱氢酶(LDH)、乙醇脱氢酶(ADH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对水淹处理辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,进行相关实验,实验结果如图2所示。其中甲、乙均为对照组,丙组为实验组,甲组的幼苗不作处理。下列相关叙述正确的是(　　) A.LDH、ADH均分布在线粒体基质,催化丙酮酸氧化分解 B.丙酮酸生成乳酸或乙醇的过程中,利用NADH中的能量合成ATP C.丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗进行水淹处理 D.水淹条件下,Ca2+通过影响ADH、LDH活性,减少乙醛和乳酸的积累 答案:D 解析:由题意可知,ADH和LDH是催化无氧呼吸的酶,它们只分布在细胞质基质中,而不是线粒体基质,A错误;丙酮酸生成乳酸或乙醇的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,B错误;本实验目的是探究Ca2+对水淹处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,实验的自变量是Ca2+的有无,丙组为实验组,甲、乙均为对照组,其中甲组是正常生长的幼苗,图示甲组的ADH和LDH活性最低,乙组的LDH活性最高,则丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行水淹处理,C错误;据图可知丙组是水淹+Ca2+组,是实验组,ADH活性较高,LDH活性较低,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可能减少根细胞无氧呼吸产物乙醛和乳酸的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,D正确。 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2022·重庆卷)从如图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是(　　) 酵母菌培养液① 酵母菌培养液② 澄清的石灰水③ 酵母菌培养液④ 酵母菌培养液⑤ 酵母菌培养液⑥ 澄清的石灰水⑦ 质量分数为10%的 NaOH溶液⑧ 注:箭头表示气流方向。 A.⑤→⑧→⑦和⑥→③ B.⑧→①→③和②→③ C.⑤→⑧→③和④→⑦ D.⑧→⑤→③和⑥→⑦ 答案:B 2 3 1 4 解析:酵母菌属于异养兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时,先用NaOH去除空气中的CO2,再将空气通入酵母菌培养液,最后连接澄清石灰水检测CO2,通气体的导管要注意应该长进短出,装置组合是⑧→①→③;无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连,装酵母菌溶液的锥形瓶不能太满,以免溢出,装置组合是②→③,B正确。 2 3 1 4 2.(2023·湖南卷)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是 (　　) A.干制降低食品的含水量,使微生物不易生长和繁殖,食品保存时间延长 B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境,从而抑制微生物的生长和繁殖 C.低温保存可抑制微生物的生命活动,温度越低,对食品保存越有利 D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物,并可破坏食品中的酶类 C 2 3 1 4 解析:干制能降低食品中的含水量,使微生物不易生长和繁殖,进而延长食品保存时间,A正确;腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境,从而抑制微生物的生长和繁殖,B正确;低温保存可以抑制微生物的生命活动,但不是温度越低越好,一般果蔬的保存温度为零上低温,C错误;高温处理可杀死食品中绝大部分微生物,并通过破坏食品中的酶类,抑制酶类对食品有机物的分解,有利于食品保存,D正确。 2 3 1 4 3.(多选)(2022·山东卷)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(　　) 2 3 1 4 A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸产热多 C.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少 答案:BCD 2 3 1 4 解析:与25 ℃相比,4 ℃时黄瓜幼苗耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给氧气,说明电子传递未受阻,A错误;与25 ℃相比,短时间低温4 ℃处理,ATP合成量较少,耗氧量较多,说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热,消耗的葡萄糖量多,B、C正确;DNP使H+不经ATP合酶返回基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP合成减少,D正确。 2 3 1 4 4.(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。 2 3 1 4 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”)。  解析:正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将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。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。 需要氧气参与;有机物被彻底氧化分解;释放大量能量,生成大量ATP　 乙 2 3 1 4 (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。 解析: 在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,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,有氧呼吸过程中葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1∶6∶6,无氧呼吸过程中葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1∶2,则有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2 μmol·g－1·min－1 CO2,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 O2的含量 3 2 3 1 4 (3)若水淹3 d后排水,作物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)。 解析:若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后氧气含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,由题图可知,第4天无氧呼吸有关的酶活性显著降低,可能是第4天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度,之后就很难恢复,所以要在水淹3 d后排水。 无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失 2 3 1 4 课时 巩固提高 63 2 3 4 5 6 7 9 1 8 1.(2025·江苏无锡模拟)下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,不正确的是 (　　) A.选择酵母菌为实验材料,是因为其为兼性厌氧菌 B.可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间,检测CO2的产生情况 C.通入装置中的空气,要先通过盛有澄清石灰水的锥形瓶 D.在检测培养液中无氧呼吸产生的酒精时,要适当延长培养时间 答案:C 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:酵母菌是兼性厌氧菌,因此可以选择酵母菌探究细胞呼吸方式,A正确;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,且CO2越多,溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间越短,所以可根据溴麝香草酚蓝溶液变为黄色的时间,检测CO2的产生情况,B正确;通入装置中的空气,要先通过盛有NaOH的锥形瓶,排除空气中的CO2对实验结果的干扰,C错误;由于葡萄糖会影响酒精的检测,因此,可适当延长酵母菌培养时间,耗尽培养液中的葡萄糖后再进行鉴定,避免对酒精的鉴定造成影响,D正确。 12 11 10 2 3 1 4 5 6 7 9 8 2.(2025·广东河源模拟)以下有关细胞呼吸原理的应用,正确的是 (　　) A.包扎伤口选用透气的纱布以防止厌氧菌繁殖 B.中耕松土有利于根系对无机盐和N2的吸收 C.食品包装上的“胀袋勿食”是指微生物乳酸发酵产气 D.提倡“有氧运动”是指爬山、游泳、一百米冲刺跑等运动 A 12 11 10 2 3 1 4 5 6 7 9 8 解析:包扎伤口选用透气的纱布营造有氧环境,以防止厌氧菌繁殖,A正确;中耕松土有利于根系细胞有氧呼吸产生更多能量,有利于对无机盐的吸收,根系细胞不能直接吸收利用N2,B错误;乳酸发酵只产生乳酸,不产生气体,C错误;有氧运动是指人体在氧气供应充足的情况下进行的体育锻炼,即“有氧运动”是指爬山、游泳等运动,D错误。 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 3.(2025·江苏常州模拟)我国既要抓好粮食生产,同时还要重视粮食储备,全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述,错误的是 (　　) A.气控:控制环境中的气体比例,创造无氧环境抑制谷物的有氧呼吸 B.干控:控制谷物的水分,以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用 C.温控:控制谷物的储藏温度,创造一个不利于虫霉生长的低温环境 D.化控:指利用少量药物阻断虫霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌目的 A 12 11 10 1 4 5 6 7 9 3 2 8 解析:无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸,不利于谷物的储存,储存时需要创造低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸,有利于谷物储存,A错误;降低谷物的水分,从而降低谷物的新陈代谢,以抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用,B正确;储粮需要创造一个不利于虫霉生长的低温环境,C正确;利用少量药剂产生的毒气阻断虫霉正常的代谢过程,即杀虫抑菌,从而达到储粮的目的,D正确。 12 11 10 3 1 5 6 7 9 4 2 8 4.(2025·江苏南通模拟)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。下列相关叙述不正确的是 (　　) 12 11 10 3 1 5 6 7 9 4 2 8 A.氧浓度为c时,适于储藏该植物器官 B.氧浓度为b时,无氧呼吸释放的CO2多于有氧呼吸释放的CO2 C.氧浓度为a时,只进行无氧呼吸 D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 答案:D 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:氧浓度为c时,CO2释放量最少,有机 物消耗最少,最适于储藏该器官,A正确;氧 浓度为b时,O2吸收量为3,则有氧呼吸释放 的CO2量为3,CO2总释放量为8,则无氧呼吸CO2释放量为8－3=5,无氧呼吸释放的CO2多于有氧呼吸释放的CO2,B正确;氧浓度为a时,只有CO2的释放,没有O2的吸收,此时植物只进行无氧呼吸,C正确;氧浓度为d时,CO2的释放量等于O2的吸收量,此时植物只进行有氧呼吸,D错误。 12 11 10 3 1 4 6 7 9 5 2 8 5.(2025·安徽蚌埠模拟)近年来,鲜切哈密瓜深受消费者的青睐,机械损伤会导致哈密瓜产生乙烯。如图为不同材质保鲜膜包装对鲜切哈密瓜储藏生理生化品质的影响。下列相关叙述错误的是 (　　) 12 11 10 3 1 4 6 7 9 5 2 8 A.根据实验结果图,PE膜的保鲜效果较好 B.10天后使用OPP膜储藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升,可能是该膜透气性过低导致的 C.由图推测,乙烯会导致哈密瓜的细胞呼吸速率变化 D.通过两图数据可知,第1天哈密瓜的失重主要是细胞呼吸消耗有机物导致的 答案:B 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:4种保鲜膜中,PE膜处理哈密瓜的失重率、细胞呼吸强度最小,能够较好保持哈密瓜的外观品质和口感,更大限度地延长保鲜期,A正确;10天后使用OPP膜储藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升,可能是该膜透气性过高导致的氧气增加,B错误;机械损伤会导致哈密瓜产生乙烯,哈密瓜的细胞呼吸速率变化可能是乙烯引起的,C正确;薄膜包装处理能有效抑制水分的散失,通过两图数据可知,第1天哈密瓜的呼吸强度增加,其失重主要是细胞呼吸消耗有机物导致的,D正确。 12 11 10 3 1 4 5 7 9 6 2 8 6.(2025·广东深圳模拟)某研究小组对A、B两个黄瓜品种对低氧环境的耐受能力进行了研究,一周后检测两个黄瓜品种根系中的乙醇含量,结果如图所示。下列相关说法错误的是 (　　) 12 11 10 3 1 4 5 7 9 6 2 8 A.正常通气时,A、B两个品种的根系细胞也会进行无氧呼吸 B.低氧条件下,相同时间内品种A比品种B产生的乙醇更多 C.相比较正常通气,在低氧环境的两个黄瓜品种长势都会较差 D.由图示结果可知,品种A比品种B更适合种植在高原地区 答案:D 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:由题图可知,正常通气时,A、B两个 品种的根系细胞中有乙醇产生,说明进行 了无氧呼吸,A正确;由题图可知,低氧条件下,相同时间内品种A比品种B产生的乙醇更多,B正确;乙醇对细胞会造成伤害,相比较正常通气,在低氧环境的两个黄瓜品种产生的乙醇都会增加,故两个黄瓜品种长势都会较差,C正确;低氧条件下,品种B根系细胞产生的乙醇含量更少,对低氧环境的耐受能力更强,故由图示结果可知品种B比品种A更适合种植在高原地区,D错误。 12 11 10 3 1 4 5 6 9 7 2 8 7.(2025·湖南湘潭模拟)如图为研究人员对不同时间和程度的渍涝胁迫程度下不同花生栽培品种中关键性呼吸酶之一——乙醇脱氢酶(简称ADH,可催化反应物形成乙醇)活性的测定情况,下列相关推测不正确的是 (　　) 12 11 10 3 1 4 5 6 9 7 2 8 A.ADH催化有机物氧化分解时释放的能量大量储存在ATP中 B.不同程度渍涝处理下3个品种中ADH活性均出现升高和回落 C.长时间渍涝胁迫可使植株因体内乙醇的大量积累而死亡 D.图中所示的不同品种对渍涝胁迫的适应性有一定的差异 答案:A 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:ADH催化有机物氧化分解时释放的能 量大部分以热能的形式散失,少部分储存在 ATP中,A错误;根据曲线图可知,不同程度渍 涝处理下3个品种中ADH活性均出现升高和回落,B正确;乙醇积累会对细胞产生毒害作用,故长时间渍涝胁迫可使植株因体内乙醇的大量积累而死亡,C正确;由题图可知,不同品种对渍涝胁迫的适应性有一定的差异,D正确。 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 8 2 8.(2025·广东广州模拟)呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳/消耗的氧气体积)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞,在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离。假设装置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 (　　) 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 A.若测得x=180,y=50,则该发芽种子的呼吸熵是0.72 B.若测得呼吸熵小于1,则呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解 C.为使装置测得的x值和y值更精确,还应再设置一组空白对照装置 D.若反应物为葡萄糖,x=300、y=－100,则两种呼吸方式消耗的葡萄糖量不同 答案:D 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:由题图分析可知,装置1液滴移动代表的是氧气的消耗量,而装置2液滴移动代表的是氧气变化与二氧化碳变化的差值。若测得x=180 mm,y=50 mm,则该发芽种子的呼吸熵是(180－50)/180=0.72,A正确;由于脂肪中的碳氢比例高,若发芽种子仅进行有氧呼吸,且呼吸熵小于1,则呼吸过程中可能有非糖物质(如脂肪)的氧化分解,B正确;为使测得的x和y值更精确,还应再设置对照装置,即将发芽种子进行灭活,其他实验装置和装置2相同,排除物理因素对实验结果的影响,C正确;若呼吸反应物是葡萄糖,且测得x=300 mm,说明有氧呼吸消耗了50单位葡萄糖,y=－100 mm(向右移动了100 mm),说明无氧呼吸消耗了50单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔比值是1∶1,D错误。 12 11 10 3 1 4 5 6 7 8 9 2 9.(多选)(2025·江苏苏州模拟)如图是温度对豌豆幼苗呼吸速率的影响曲线。实验过程如下:预先在25 ℃ 条件下培养4 d的豌豆幼苗,测得的相对呼吸速率为10,再放到不同温度下,3 h后测量呼吸速率的变化。下列相关描述正确的是 (　　) 12 11 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 A.该实验的自变量是不同温度和培养时间 B.0~35 ℃,随着温度的升高,呼吸酶的活性增强 C.20~45 ℃,35 ℃更有利于豌豆幼苗呼吸 D.豌豆幼苗呼吸速率可用单位体积CO2吸收量表示 答案:ABC 12 11 10 解析:据题图可知,该实验的自变量为不同温度和培养时间,因变量为相对呼吸速率,A正确;0~35 ℃,随着温度的升高,相对呼吸速率增强,可能是温度升高提高了呼吸酶的活性,B正确;由题图可知,35 ℃呼吸速率相对平稳,且保持在较高水平,而35 ℃以后随培养时间延长,呼吸速率急剧下降,说明在20~45 ℃,35 ℃更有利于豌豆幼苗呼吸,C正确;豌豆幼苗呼吸速率可用单位体积CO2释放量表示,D错误。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 12 11 10 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10.(多选)在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法错误的是 (　　) 序号 时间/min 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5 mmol/L 2 15 有氧1 18.6 mmol/L 无氧1 21.3 mmol/L 3 30 有氧2 9.9 mmol/L 无氧2 13.5 mmol/L 10 12 11 A.该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组,无氧组为对照组 B.该实验也可用澄清的石灰水来检测CO2的产生情况,以浑浊度为实验指标 C.每升培养液中酵母菌前15 min的有氧呼吸速率为0.393 mmol/min D.随着时间的变化,装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 答案:ACD 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 12 11 解析:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫作对比实验。为了探究酵母菌细胞在有氧和无氧条件下呼吸方式的区别,这两组实验都做了一定的人为因素处理。有氧组需要通过不断通气创造有氧环境,无氧组需要对锥形瓶加以密闭创造缺氧环境,根据对比实验的概念可知,有氧组与无氧组均属于实验组,A错误;消耗等摩尔的葡萄糖,酵母菌进行有氧呼吸产生的CO2量是无氧呼吸的3倍,因此该实验也可用澄清的石灰水来检测CO2的产生情况,以浑浊度为实验指标,B正确;在0~15 min时间段,有氧呼吸的速率为(24.5－18.6)×10÷15≈3.93 mmol/min,在15~30 min时间段有氧呼吸速率为(18.6－9.9)×10÷15=5.8 mmol/min;在0~15 min时间段,无 氧呼吸的速率为(24.5－21.3)×10÷15≈2.13 mmol/mim,在15~30 min时间段,无氧呼吸速率为(21.3－13.5)×10÷15=5.2 mmol/min,因此随着时间变化,装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐上升,C、D错误。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 12 11 11.(2025·江苏联考模拟预测)如图1是某植物体内细胞呼吸的主要生化反应示意图,①~⑤表示过程,A~D表示物质。请回答下列问题。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (1)图1中物质A是　　　　,物质B可以利用　　　　　　　　溶液进行鉴定。  解析:过程④代表产生乳酸的无氧呼吸,物质A表示乳酸。过程⑤代表产生酒精及CO2的无氧呼吸,物质B表示酒精,酒精可以利用酸性的重铬酸钾溶液进行鉴定。 乳酸 酸性的重铬酸钾 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (2)过程④和过程⑤产生的物质不同,直接原因是　　　　　　　　。过程③发生的场所是　　　　　　。  解析:④⑤分别代表产生乳酸的无氧呼吸和产生酒精及CO2的无氧呼吸,二者不同的直接原因是参与反应的酶不同,不同的酶催化不同的反应,从而导致产物不同。③表示有氧呼吸的第三阶段,其场所是线粒体内膜。 参与反应的酶不同 线粒体内膜 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (3)某同学利用图2所示的装置探究某种发芽种子的细胞呼吸方式(以发芽种子分解葡萄糖为例),取甲、乙两套该装置设计实验。甲装置试管中加入适量的NaOH溶液,目的是　　　　　　　　　;乙装置试管中应加入　　　　　　　　。  吸收CO2　 等量的蒸馏水 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 实验现象 结论 甲装置液滴 乙装置液滴 不动 ①　　　  只进行产 A的无氧呼吸 不动 右移 ② __________________________ 左移 右移 ③ __________________________ _____________________________ ④　　　  不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产 A的无氧呼吸 不动 只进行产酒精(B)的无氧呼吸 种子既进行有氧呼吸又进行产酒精(B)的无氧呼吸 左移 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 解析:甲装置试管中加入适量的NaOH溶液,目的是吸收CO2,这样就可以通过观察液滴的移动情况来判断O2的消耗情况。乙装置试管中应加入等量的蒸馏水,作为对照。若发芽种子只进行产生A(乳酸)的无氧呼吸,则既不消耗O2,也不产生CO2,故甲装置液滴不动,乙装置液滴也不动。甲装置液滴不动,说明种子呼吸不消耗O2,没有进行有氧呼吸。乙装置液滴右移,说明CO2释放量多于O2吸收量,种子只进行产酒精的无氧呼吸。甲装置液滴左移,说明种子呼吸消耗O2,进行了有氧呼吸。乙装置液滴右移,说明CO2的释放量大于O2的吸收量,种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。结合甲装置和乙装置,说明种子既进行有氧呼吸又进行产酒精(B)的无氧呼吸。若甲装置液滴左移,乙装置液滴不动,则说明种子只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产A(乳酸)的无氧呼吸。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 12.线粒体是细胞的动力车间,如图表示核基因编码参与有氧呼吸过程中三羧酸循环和呼吸链的前体蛋白从细胞质基质输入线粒体的过程,图1中A表示靶向序列识别的输入受体,B、C分别表示线粒体外膜和内膜的蛋白输入通道,请回答下列问题。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (1)组成mRNA的基本单位是　　　　　　,前体蛋白的合成场所是　　　　。  解析:组成mRNA的基本单位是核糖核苷酸,前体蛋白的合成场所是核糖体。 核糖核苷酸 核糖体 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (2)图1中A的功能有 _____________________                                             _______                       __________________________________________   ______________　。  线粒体基质的酶可以催化　 键断裂,达到　                   _________         ____ 目的。  解析:由图1可知,A的功能有识别前体蛋白的靶向序列,引导前体蛋白依次通过B(线粒体外膜的蛋白输入通道)、C(线粒体内膜的蛋白输入通道)进入线粒体基质。线粒体基质的酶可以切割去除前体蛋白的靶向序列,说明该酶能催化肽键断裂,达到切割去除前体蛋白的靶向序列的目的。 切割去除前体蛋白的靶向序列 识别前体蛋白的靶向序列,引导前体蛋白依次通过B(线粒体外膜的蛋白输入通道)、C(线粒体内膜的蛋白输入通道)进入线粒体基质 肽 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (3)活化蛋白主要参与有氧呼吸第　　　　阶段。三羧酸循环为呼吸链提供　　　　,其释放的电子最终被　　　　所接受。  解析: 由图1可知,活化蛋白可作用于线粒体内膜,参与三羧酸循环,主要参与有氧呼吸第二、三阶段。三羧酸循环为呼吸链提供[H]。[H]在酶的作用下释放H+和电子,其释放的电子在呼吸链上传递,最终被H+和O2所接受,生成H2O。 二、三 [H] H+和O2 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 (4)科学家利用对温度敏感的化学探针MTY来测定线粒体中的温度。该探针是一种荧光分子,可以附着在线粒体的产能区,荧光与周围温度呈现负相关,因此可以通过测量线粒体周围的荧光强度估算线粒体的温度。实验开始前,先将细胞在38 ℃无氧条件下培养10 min,然后迅速置于含有一定O2的封闭的缓冲液中,结果如图2。 ①第Ⅰ阶段MTY荧光强度急剧下降的原因是                                                　 。  细胞有氧呼吸速率快速增加,产生的能量迅速增多,导致线粒体的温度急剧上升 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 ②第Ⅱ阶段线粒体内的温度稳定在　　　　℃左右。 50 ③第Ⅲ阶段MTY荧光强度再次上升的原因是                                         。   第Ⅱ阶段结束,封闭的缓冲液中O2已被耗尽,线粒体中没有能量生成,温度逐渐下降至实验温度 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 11 12 解析:①由题意可知,对温度敏感的化学探针MTY是一种荧光分子,可以附着在线粒体的产能区,荧光与周围温度呈现负相关,因此可以通过测量线粒体周围的荧光强度估算线粒体的温度。实验开始前先将细胞在38 ℃无氧条件下培养10 min,然后迅速置于含有一定O2的封闭的缓冲液中,第Ⅰ阶段MTY荧光强度急剧下降,其原因是细胞有氧呼吸速率快速增加,产生的能量迅速增多,导致线粒体的温度急剧上升。 ②由图2可知,第Ⅱ阶段线粒体内的温度稳定在50 ℃左右。 ③由图2可知,在第Ⅱ阶段结束,封闭的缓冲液中氧气已被耗尽,线粒体中没有能量生成,温度逐渐下降至实验温度。 $$