内容正文:
第5章 细胞的能量供应和利用(第3节)
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.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式。
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式(教材P90探究·实践)
1.实验原理
2.实验思路——对比实验
[提醒] 对比实验中两组都是实验组,两组之间相互对照。如①探究酵母菌细胞呼吸的方式;②探究温度(pH)对酶活性的影响等。
3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+____________溶液)。
(2)检测CO2产生量的装置如图所示。
(3)检测酒精的产生
4.实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变浑浊程度______/快
无变化
乙组(无氧)
变浑浊程度______/慢
出现______色
5.实验结论
(1)酵母菌在________和________条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生大量CO2,在无氧条件下产生____________________。
[提醒] 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。
二、有氧呼吸
1.概念:指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生______________________,释放能量,生成______________的过程。
2.过程
[教材思考] 源于必修1 P93“相关信息”:细胞呼吸过程中产生的[H]是_____________的简化表示方法。
3.写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)
4.能量的去路与特点
(1)释放:葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以________形式散失,少部分储存在________中。
(2)特点:在温和的条件下进行,能量________释放,彻底氧化分解。
[讨论] 就线粒体的起源,科学家提出了一种解释:有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,被吞噬的细菌不仅没被消化分解,反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸,宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所,可以判断需氧细菌有氧呼吸的场所是__________________。
三、无氧呼吸
1.概念:无氧呼吸是指细胞在______________参与的情况下,葡萄糖等有机物经过______________分解,释放________能量的过程。
2.过程
3.不同生物无氧呼吸产物类型及原因
4.无氧呼吸过程中能量的去路
①大部分储存在________或________中。
②释放的能量中大部分以________形式散失,少部分储存在ATP中。
5.细胞呼吸的概念:有机物在细胞内经过一系列的__________________,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成____________的过程。
6.细胞呼吸的生物学意义
(1)提供了生物体生命活动所需的大部分______________________________________。
(2)是生物体代谢的________。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
有氧呼吸与无氧呼吸异同
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
区别
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
氧气,多种酶
无氧气,多种酶
物质变化
葡萄糖彻底氧化分解,
生成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底,
生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量,产生大量ATP
释放少量能量,产生少量ATP
特点
受O2和温度等因素的影响
有氧气存在时,无氧呼吸受抑制
联系
二者第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行;
本质都是氧化分解有机物、释放能量,产生ATP
四、细胞呼吸原理的应用
1.影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用
因素
原理
曲线
应用
温度
主要影响__________________
①零______低温储藏水果、蔬菜,减少有机物消耗;②温室栽培中________昼夜温差,增加有机物积累
O2浓度
O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸有抑制作用
①稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止烂根、死亡;②作物栽培中进行中耕松土;③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等
CO2浓度
CO2是细胞呼吸的产物,积累过多会________细胞呼吸的进行
对蔬菜、水果进行保鲜时,增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
水
水作为有氧呼吸的原料,自由水含量较高时细胞呼吸旺盛
①粮食储藏要求________,减少有机物消耗;②干种子萌发前进行浸泡处理
2.影响细胞呼吸的内在因素主要为细胞呼吸酶的数量;另外,ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性,ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。
【典例1】酵母菌利用葡萄糖发酵过程中的部分生理过程如图所示,A~E表示相应化学物质,①~④表示相关生理过程,下列说法错误的是( )
A.如果有酒味,是酵母菌进行了过程①②产生了E所致
B.把酵母菌破碎离心后得到只含酵母菌细胞器的沉淀,加入发酵液,在有氧条件下能持续产生CO2但不能产酒精
C.图中②③④过程发生场所分别为酵母菌细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质
D.若通入18O标记的D 至发酵液中,一段时间后会在 B 中检测到18O
细胞呼吸方式的判断
【典例2】某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、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量
B.O2浓度由0到b的过程中,无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低
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时最适合保存该器官,该浓度下葡萄糖消耗速率最小
细胞呼吸反应式中各物质的比例关系(呼吸底物为葡萄糖)
(1)有氧呼吸:n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸:n(C6H12O6)∶n(CO2)∶n(C2H5OH)=1∶2∶2或n(C6H12O6)∶n(C3H6O3)=1∶2。
(3)有氧呼吸和无氧呼吸(产酒精)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
(4)有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为有氧呼吸∶无氧呼吸=1∶3。
【典例3】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。下列说法错误的是( )
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
种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于吸水,呼吸速率上升。
(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多,说明在此期间主要进行无氧呼吸。
(3)在胚根长出后,由于胚根突破种皮,增加了O2的进入量,种子以有氧呼吸为主,同时胚根大量吸水。
随堂检测
1.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.氧气的有无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
【答案】C
【解析】酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量,A错误;氧气的有无是本实验的自变量,B错误;等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底,释放的能量多,无氧呼吸氧化分解不彻底,大部分能量还储存在酒精中,释放能量少,D错误。
2.如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时,测得的CO2释放量和O2吸收量的变化情况(假设只由葡萄糖提供能量)。下列相关分析正确的是( )
A.当O2浓度为a时只有无氧呼吸,最适于储藏该植物器官
B.当O2浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍
C.当O2浓度为c时无氧呼吸最弱,有酒精或乳酸产生
D.当O2浓度为d时只进行有氧呼吸,释放的能量最多
【答案】D
【解析】分析题图可知:氧气浓度为a时,CO2释放量较大,O2的吸收量为0,说明该植物器官细胞只进行无氧呼吸,该点不适宜贮藏该植物器官,贮存该植物器官应选择CO2释放量最低的点,A错误;由题图知:氧气浓度为b时,细胞有氧呼吸消耗的O2量是3,产生的二氧化碳是3,则无氧呼吸释放的二氧化碳是8﹣3=5,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖(消耗1mol葡萄糖生成2molCO2)∶有氧呼吸消耗的葡萄糖(消耗1mol葡萄糖生成6molCO2)为(5÷2)∶(3÷6)=5∶1,即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍,B错误;氧气浓度为c时,细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2,即细胞进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,O2浓度为d时,细胞呼吸产生的二氧化碳等于吸收的氧气,说明细胞只进行有氧呼吸,故氧浓度为d 时,无氧呼吸最弱(为0),C错误;氧气浓度为d时,细胞呼吸产生的CO2和吸收O2的量相等,说明细胞只进行有氧呼吸,释放的能量也最多,D正确。
3.在科学研究中常用呼吸熵(RQ=放出的二氧化碳的量/吸收的氧气的量)反映细胞呼吸的底物类型和呼吸方式。如图是测定某作物种子呼吸熵的装置,下列有关分析错误的是( )
A.若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200mm和30mm,则该种子的RQ=1.15
B.氧化分解时等质量的脂肪比糖类耗氧量高,从而使花生种子比小麦种子RQ值更低
C.当甲装置中红墨水滴左移,乙装置中红墨水滴右移时,种子的RQ>1
D.当甲装置中红墨水滴不动,乙装置中红墨水滴右移时,说明种子只进行无氧呼吸
【答案】A
【解析】由图示可知,甲装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量”,乙装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量-放出的二氧化碳的量”,因此该种子的RQ=(200-30)/200=0.85,A错误;脂肪中C、H比例高,O比例低,氧化分解时耗氧量比糖类高,释放的CO2相对少。花生种子(脂肪含量高)比小麦种子(淀粉含量高,属于糖类)的RQ更低(因RQ=CO2/O2,脂肪耗O2多、产生CO2少,故RQ小),B正确;当甲装置中红墨水滴左移,乙装置中红墨水滴右移时,说明作物种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,放出的二氧化碳的量多于吸收的氧气的量,故种子的RQ值大于1,C正确;当甲装置中红墨水滴不动(表明不吸收氧气),乙装置中红墨水滴右移时(表明释放了二氧化碳),说明种子只进行无氧呼吸,D正确。
4.呼吸作用的强度受多种因素的影响,通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度,有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵(RQ=CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响,图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,冬季适当升高室内温度可以升高人体温度,从而促进人体呼吸作用
B.若乙图D点开始只进行有氧呼吸,则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量一定相等
C.据丙图分析,c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化
D.综合以上分析,蔬菜和水果应储存于零上低温和低氧的环境中
【答案】D
【解析】由甲图可知,在一定的温度范围内,温度越高,呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物,外界温度变化,机体可通过自身调节维持体温稳定,A错误;细胞呼吸一般以葡萄糖为底物,但底物也可能是脂肪等其他物质,消耗脂肪时CO2产生量小于O2消耗量,所以若乙图D点开始只进行有氧呼吸,D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等,B错误;RQ=CO2释放量/O2吸收量,当RQ=1时,CO2释放量等于O2吸收量,若底物为葡萄糖,则RQ=1时,说明细胞只进行有氧呼吸,一定范围的氧气浓度下,有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加,因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化,C错误;蔬菜、水果应储存于零上低温和低氧的环境中,此时细胞呼吸强度最低,D正确。
5.(不定项)电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系,其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化,将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水,同时合成 ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异
B.位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶只能与 ADP 和 Pi 结合
C.在有氧呼吸过程中,NADH 能释放电子,O2能接受电子
D.若使氧化磷酸化解偶联,则会导致线粒体产生 ATP 受阻
【答案】ACD
【解析】线粒体外膜通过孔蛋白转运丙酮酸,外膜对丙酮酸的通透性较大,而内膜通过丙酮酸转运体主动运输丙酮酸,内膜对丙酮酸的通透性较小,A正确;由图可知,位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶还可以转运H+,B错误;有氧呼吸过程中,NAD+接受H+和电子形成NADH,NADH 能释放电子,O2能接受电子,C正确;题干信息:电子传递链核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化,将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水,同时合成 ATP;若使氧化磷酸化解偶联,则会导致线粒体产生 ATP 受阻,D正确。
6.如图甲表示甜菜幼苗的根细胞内葡萄糖分解代谢过程图解,其中①~⑤表示过程、A~F表示物质;图乙表示该植物幼苗的根细胞在水淹条件下经呼吸作用生成CO2的速率变化,从O点开始水淹,随着水淹时间的延长,甜菜根细胞呼吸方式会发生转变。请回答下列问题:
(1)图甲中A、B、C、D代表的物质分别是 ,产生B的场所有 ,产生ATP的过程有 。
(2)若给该植物幼苗的根细胞提供18O2,则图甲中的 (填字母)可出现18O。
(3)与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的 ,与图乙中ab段对应的呼吸过程为图甲中的 ,则图甲中的F为 ,图乙中产生酒精的时间段为 。
【答案】(1)水、二氧化碳、NADH、氧气 细胞质基质和线粒体基质 ①③④
(2)A、B
(3)①③④ ①⑤ 乳酸 bc
【解析】(1)分析图甲可知,图中①为有氧或者无氧呼吸的第一阶段, ②⑤代表无氧呼吸第二阶段,③代表有氧呼吸第二阶段,④代表有氧呼吸第三阶段,因此A是水,B是二氧化碳,C是NADH,D是氧气,细胞呼吸中可以产生CO2的阶段有无氧呼吸和有氧呼吸第二阶段,因此产生场所有细胞质基质和线粒体基质,细胞呼吸中有氧呼吸第一阶段,第二阶段、第三阶段均能产生ATP,无氧呼吸第一阶段也能产生ATP,因此产生ATP的过程有①③④。
(2)给该植物幼苗的根细胞提供18O2,则在④有氧呼吸第三阶段参与形成水(A),水又可以参与有氧呼吸第二阶段形成CO2(B),因此在图甲中的A、B可出现18O。
(3)分析图乙可知, 从O点开始水淹,CO2的生成速率一直在下降,说明Oa阶段主要进行有氧呼吸,同时也进行了产乳酸的无氧呼吸,与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的①③④和①②,a点开始进入无氧环境,只进行无氧呼吸,且ab阶段无CO2产生,即进行产乳酸的无氧呼吸,对应图甲中的①⑤,图甲中的F为乳酸,b点后产生CO2,即进行产酒精的无氧呼吸,所以图乙中产生酒精的时间段为bc。
参考答案
一、细胞呼吸的方式
1.异养兼性厌氧型 2.产生CO2的多少 3.(1)葡萄糖
4.高 低 灰绿 5.(1)有氧 无氧 (2)酒精和CO2
二、有氧呼吸
1.二氧化碳和水 大量ATP 2.细胞质基质 C6H12H62C3H4O3+4[H] 少量能量 线粒体基质 2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H] 少量能量 线粒体内膜 24[H]+6O212H2O 大量能量
教材思考 还原型辅酶Ⅰ(NADH)
3.
4.(1)热能 ATP (2)逐步
讨论 细胞质和细胞膜
三、无氧呼吸
1.没有氧气 不完全 少量 2.乳酸 酒精和CO2 3.乳酸 基因 酒精和CO2 4.(1)酒精 乳酸
(2)热能 5.氧化分解 ATP 6.(1)能量 (2)枢纽
四、细胞呼吸原理的应用
1.酶活性 上 增大 抑制 干燥
【典例1】【答案】B
【解析】如果有酒味,说明酵母菌进行了无氧呼吸,即过程①②,产生了酒精(E),A正确;把酵母菌破碎离心后得到只含细胞器的沉淀,由于葡萄糖不能直接进入线粒体,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体完成后续有氧呼吸过程,无氧呼吸和有氧呼吸都需要细胞质基质,而此时细胞质基质已不存在,故有氧条件下不能产生CO2,在无氧条件下也不能产酒精,B错误;②表示无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,③有氧呼吸第三阶段和④有氧呼吸第二阶段分别在线粒体内膜和线粒体基质内发生,C正确;若通入18O标记的氧气(D),参与有氧呼吸第三阶段生成水,水又可参与有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳,一段时间后会在二氧化碳(B)中检测到18O,D正确。
【典例2】【答案】D
【解析】据图可知,O2浓度为a时,气体交换相对值 CO2为0.6,O2为0.3,其中,CO2有0.3是有氧呼吸产生,0.3是无氧呼吸产生。 按有氧呼吸中C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6,无氧呼吸C6H12O6∶CO2=1∶2,算得C6H12O6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时,O2和CO2的相对值为0.7,算得C6H12O6的相对消耗量约为0.117,明显比a点时低,所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小,D错误。
【典例3】【答案】C
【解析】由图可知,p点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,该点为种皮被突破的时间点,A正确;Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸,使得子叶耗氧速率降低,但为了保证能量的供应,乙醇脱氢酶活性继续升高,加强无氧呼吸提供能量,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。
随堂检测
1.【答案】C
【解析】酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量,A错误;氧气的有无是本实验的自变量,B错误;等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底,释放的能量多,无氧呼吸氧化分解不彻底,大部分能量还储存在酒精中,释放能量少,D错误。
2.【答案】D
【解析】分析题图可知:氧气浓度为a时,CO2释放量较大,O2的吸收量为0,说明该植物器官细胞只进行无氧呼吸,该点不适宜贮藏该植物器官,贮存该植物器官应选择CO2释放量最低的点,A错误;由题图知:氧气浓度为b时,细胞有氧呼吸消耗的O2量是3,产生的二氧化碳是3,则无氧呼吸释放的二氧化碳是8﹣3=5,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖(消耗1mol葡萄糖生成2molCO2)∶有氧呼吸消耗的葡萄糖(消耗1mol葡萄糖生成6molCO2)为(5÷2)∶(3÷6)=5∶1,即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍,B错误;氧气浓度为c时,细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2,即细胞进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,O2浓度为d时,细胞呼吸产生的二氧化碳等于吸收的氧气,说明细胞只进行有氧呼吸,故氧浓度为d 时,无氧呼吸最弱(为0),C错误;氧气浓度为d时,细胞呼吸产生的CO2和吸收O2的量相等,说明细胞只进行有氧呼吸,释放的能量也最多,D正确。
3.【答案】A
【解析】由图示可知,甲装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量”,乙装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量-放出的二氧化碳的量”,因此该种子的RQ=(200-30)/200=0.85,A错误;脂肪中C、H比例高,O比例低,氧化分解时耗氧量比糖类高,释放的CO2相对少。花生种子(脂肪含量高)比小麦种子(淀粉含量高,属于糖类)的RQ更低(因RQ=CO2/O2,脂肪耗O2多、产生CO2少,故RQ小),B正确;当甲装置中红墨水滴左移,乙装置中红墨水滴右移时,说明作物种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,放出的二氧化碳的量多于吸收的氧气的量,故种子的RQ值大于1,C正确;当甲装置中红墨水滴不动(表明不吸收氧气),乙装置中红墨水滴右移时(表明释放了二氧化碳),说明种子只进行无氧呼吸,D正确。
4.【答案】D
【解析】由甲图可知,在一定的温度范围内,温度越高,呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物,外界温度变化,机体可通过自身调节维持体温稳定,A错误;细胞呼吸一般以葡萄糖为底物,但底物也可能是脂肪等其他物质,消耗脂肪时CO2产生量小于O2消耗量,所以若乙图D点开始只进行有氧呼吸,D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等,B错误;RQ=CO2释放量/O2吸收量,当RQ=1时,CO2释放量等于O2吸收量,若底物为葡萄糖,则RQ=1时,说明细胞只进行有氧呼吸,一定范围的氧气浓度下,有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加,因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化,C错误;蔬菜、水果应储存于零上低温和低氧的环境中,此时细胞呼吸强度最低,D正确。
5.【答案】ACD
【解析】线粒体外膜通过孔蛋白转运丙酮酸,外膜对丙酮酸的通透性较大,而内膜通过丙酮酸转运体主动运输丙酮酸,内膜对丙酮酸的通透性较小,A正确;由图可知,位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶还可以转运H+,B错误;有氧呼吸过程中,NAD+接受H+和电子形成NADH,NADH 能释放电子,O2能接受电子,C正确;题干信息:电子传递链核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化,将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水,同时合成 ATP;若使氧化磷酸化解偶联,则会导致线粒体产生 ATP 受阻,D正确。
6.(1)水、二氧化碳、NADH、氧气 细胞质基质和线粒体基质 ①③④
(2)A、B
(3)①③④ ①⑤ 乳酸 bc
【解析】(1)分析图甲可知,图中①为有氧或者无氧呼吸的第一阶段, ②⑤代表无氧呼吸第二阶段,③代表有氧呼吸第二阶段,④代表有氧呼吸第三阶段,因此A是水,B是二氧化碳,C是NADH,D是氧气,细胞呼吸中可以产生CO2的阶段有无氧呼吸和有氧呼吸第二阶段,因此产生场所有细胞质基质和线粒体基质,细胞呼吸中有氧呼吸第一阶段,第二阶段、第三阶段均能产生ATP,无氧呼吸第一阶段也能产生ATP,因此产生ATP的过程有①③④。
(2)给该植物幼苗的根细胞提供18O2,则在④有氧呼吸第三阶段参与形成水(A),水又可以参与有氧呼吸第二阶段形成CO2(B),因此在图甲中的A、B可出现18O。
(3)分析图乙可知, 从O点开始水淹,CO2的生成速率一直在下降,说明Oa阶段主要进行有氧呼吸,同时也进行了产乳酸的无氧呼吸,与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的①③④和①②,a点开始进入无氧环境,只进行无氧呼吸,且ab阶段无CO2产生,即进行产乳酸的无氧呼吸,对应图甲中的①⑤,图甲中的F为乳酸,b点后产生CO2,即进行产酒精的无氧呼吸,所以图乙中产生酒精的时间段为bc。
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