内容正文:
微专题二 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.影响细胞呼吸的因素及其应用
2.氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析
(1)O2作为需氧呼吸的原料,可同时影响需氧呼吸和厌氧呼吸的速率。
(2)图甲中O2浓度为0时细胞只进行厌氧呼吸,随O2浓度升高,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为0~10%时,细胞既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度大于10%时,细胞只进行需氧呼吸。
(3)图乙中三条曲线分别表示厌氧呼吸CO2释放量、需氧呼吸O2吸收量(等于需氧呼吸CO2释放量)及两种呼吸CO2释放总量。
(4)图乙中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点,一般认为此时细胞呼吸消耗的有机物最少,最适合储存种子或果实。AB段长度=BC段长度,说明此时需氧呼吸与厌氧呼吸CO2释放量相等,则此时需氧呼吸消耗的葡萄糖量应为厌氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
1.(2024·嘉兴高三统考)某实验研究了O2浓度对某植物呼吸速率的影响,结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该实验的呼吸速率也可用O2的消耗速率表示
B.随着O2浓度增加,需氧呼吸速率先减弱后增强
C.随着O2浓度增加,糖酵解速率先减弱后增强
D.若以乳酸菌为实验材料,也可得到先降后升的曲线
答案 C
解析 氧气浓度为0时,CO2全部是厌氧呼吸产生的,低氧条件下,既有需氧呼吸又有厌氧呼吸,厌氧呼吸不消耗O2,则图中的呼吸速率不能用O2的消耗速率表示,但可用有机物的消耗速率表示,A错误;图中的曲线表示的是厌氧呼吸和需氧呼吸的总呼吸速率,随着O2浓度增加,需氧呼吸速率逐渐增加后趋于稳定,B错误;糖酵解是细胞呼吸的第一阶段,从图中可以看出,随着O2浓度的增加,细胞的呼吸速率先减弱后增强,则作为细胞呼吸的第一阶段,糖酵解速率也先减弱后增强,C正确;乳酸菌为厌氧菌,细胞呼吸不需要O2的参与,呼吸产物没有CO2,D错误。
2.如图表示酵母菌在细胞呼吸(底物仅为葡萄糖)过程中,O2浓度与CO2释放量、O2吸收量之间的关系。下列相关叙述正确的是( )
A.O2浓度为0时,葡萄糖中的化学能全部转化为热能
B.O2浓度为5%时,酵母菌的细胞溶胶和线粒体中都有CO2产生
C.c点的O2浓度下,酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等
D.随着O2浓度的增大,酵母菌细胞的呼吸速率将一直增大
答案 B
解析 O2浓度为0时,酵母菌只进行厌氧呼吸,葡萄糖中的化学能一部分储存在ATP中、一部分转化为热能、大部分储存在乙醇中,A错误;O2浓度为5%时,厌氧呼吸产生的 CO2量低于CO2生成量,酵母菌同时进行需氧呼吸与厌氧呼吸,酵母菌的细胞溶胶和线粒体中都有CO2产生,B正确;c点的O2浓度下,需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2的量相等,厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量是需氧呼吸消耗的葡萄糖的量的3倍,C错误;O2浓度增大到一定值时,酵母菌细胞的呼吸速率不再增大,D错误。
3.(2024·杭州高级中学高三模拟)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。下列关于细胞呼吸过程及应用的叙述,错误的是( )
A.适时中耕可疏松表土、改善通气状况,有利于农作物根系进行需氧呼吸和生长
B.油菜播种时宜浅播有利于满足其种子萌发时对氧气的需求
C.选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的愈合
D.过期酸奶出现“胀袋”现象可能是乳酸菌细胞呼吸产生气体造成的
答案 D
解析 适时中耕可疏松表土、改善通气状况,有利于农作物根系进行需氧呼吸和生长,防止厌氧呼吸烂根,A正确;油菜是油料种子,对氧气的需求高,油菜播种时宜浅播,有利于满足其种子萌发时对氧气的需求,B正确;由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖,所以选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈,C正确;乳酸菌细胞呼吸不产生气体,D错误。
4.(2024·温州高三统考)某实验小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响,通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR,可一定程度地反映细胞呼吸情况),设置对照组:Ad-GFP组,实验组:Ad-ROCK1(ROCK1过度表达)两组进行实验,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
注:寡霉素是ATP合酶抑制剂;FCCP作用于线粒体内膜,是线粒体解偶联剂,不能产生ATP;抗霉素A是呼吸链抑制剂,完全阻止线粒体耗氧。
A.加入寡霉素后,OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量
B.FCCP的加入使细胞耗氧量增加,细胞产生的能量均以热能形式释放
C.ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸,而不增加ATP的产生量
D.加入抗霉素A后,成肌细胞只能进行厌氧呼吸,无法产生[H]和CO2
答案 A
解析 图中0~17 min,加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率,寡霉素是ATP合酶抑制剂,加入寡霉素后,OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量,间接反映了细胞此时的ATP产量,A正确;FCCP作用于线粒体内膜,大量耗氧,不能产生ATP,故FCCP的加入使细胞耗氧量增加,线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放,而细胞溶胶和线粒体基质中的能量还可储存在ATP中,B错误;ROCK1过度表达不仅增加细胞的基础呼吸,而且增加细胞ATP的产生量,C错误;抗霉素A加入成肌细胞阻止线粒体耗氧,无法产生ATP,但细胞溶胶中进行的反应不受影响,能产生[H],D错误。
5.(2021·湖南,12)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,可以为种子的细胞呼吸提供水分、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,原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气
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
答案 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;油料作物种子中含有大量油脂,油脂中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时细胞呼吸需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C正确。
6.(2022·山东,16改编)在需氧呼吸第三阶段,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。下列相关说法错误的是( )
A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25 ℃时相比,4 ℃时需氧呼吸产热多
C.与25 ℃时相比,4 ℃时需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 A
解析 与25 ℃相比,4 ℃耗氧量增加,根据题意可知,电子经线粒体内膜最终传递给O2,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 ℃时需氧呼吸释放的能量较多地用于产热,消耗的葡萄糖量多,B、C正确;DNP使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,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。
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