内容正文:
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
作业验收评价
影响细胞呼吸的因素及应用
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
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+5%葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示
①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是____________________。
②实验装置中的澄清石灰水还可换成________________溶液。
去除空气中的CO2
溴麝香草酚蓝
(3)检测酒精的产生
重铬酸钾
3.实验现象
条件控制 澄清石灰水的变化 1、2两试管的变化
有氧条件 变浑浊快 1号试管无变化
无氧条件 变浑浊慢 2号试管出现________
灰绿色
4.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)“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
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
实验结果预测 结论
装置一
着色液滴 装置二
着色液滴
不动 不动 只进行产生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生
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,刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的距离即表示呼吸速率
3.实验误差的校正
(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的实验分析
1.(2025·浙江6月选考)某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是( )
A.装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量
B.有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质
C.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精
D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3∶1
√
解析:本实验的目的是研究酵母菌的细胞呼吸方式,有氧气或无氧气是实验的自变量,A错误。有氧组因为氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解,所以既进行有氧呼吸(产生CO2的场所是线粒体基质),又进行无氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质);无氧组只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,B错误。由以上分析可知,有氧组既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,无氧呼吸会产生酒精,所以有氧组和无氧组均能检测到酒精,C正确。有氧呼吸时,1分子葡萄糖产生6分子CO2,无氧呼吸时,1分子葡萄糖产生2分子CO2;由于有氧组同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,所以葡萄糖充分反应时,有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于3∶1,D错误。
2.(2025·遂宁一模)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酵母菌葡萄糖培养液,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。下列说法错误的是 ( )
A.该实验中,注射器A为实验组,注射器B为对照组
B.若注射器A中的气体体积大于25 mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸
C.取少量注射器B中的液体,用酸性重铬酸钾检测,溶液变为灰绿色,不一定是酒精造成的
D.将注射器A中产生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
√
解析:本实验目的是探究酵母菌的呼吸方式,注射器A探究有氧呼吸,注射器B探究无氧呼吸,都是实验组,该实验是对比实验,A错误。若酵母菌只进行有氧呼吸,气体体积不变;若注射器A中的气体体积大于25 mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸(无氧呼吸产生CO2,导致气体体积增加),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,因此取少量注射器B中的液体,用酸性重铬酸钾检测,溶液变为灰绿色,不一定是酒精造成的,还可能是葡萄糖,C正确。注射器A中产生的气体是二氧化碳,将二氧化碳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正确。
题点(二) 探究生物细胞呼吸方式和测定呼吸速率
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
3.呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于细胞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( )
√
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;由于脂肪中的氢含量较高,进行有氧呼吸时消耗的氧气多于产生的二氧化碳,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
厚基础
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 通常,旱生植物的呼吸速率小于水生植物,阴生植物的呼吸速率小于阳生植物
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
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
酶
有机物
抑制
无氧呼吸
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
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
抑制
有机物
续表
基础盘查
1.微点判断——落实基本生命观念
(1)(2025·湖北卷)农业生产中,种子储藏需要干燥的环境。 ( )
(2)(2023·湖南卷)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。 ( )
(3)(2021·湖南卷)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。 ( )
(4)慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。 ( )
√
×
×
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2.发掘教材——提升科学思维能力
(1)(人教版必修1 P95“思考·讨论”拓展)简述包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的理由是_____________________________
__________________________________________。
(2)(人教版必修1 P95“思考·讨论”拓展)花盆里的土壤板结,若不及时松土,将影响根系吸收无机盐离子,原因是_________________________
___________________________________________________________________________________。
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
空气不足会抑制根细胞有氧呼吸,影响能量的释放,而根系吸收无机盐离子的过程为主动运输,需要细胞呼吸提供的能量
(3)(人教版必修1 P96“拓展应用T1”分析)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响:___________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸,从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收,促进作物生长,吸收更多的CO2,缓解全球气候变暖现象;增强根系的水土保持能力;避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,促使这些微生物对土壤有机物的分解,为植物生长提供更多的CO2
析重难
重难点 环境因素对细胞呼吸的影响
[典例] (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,回答有关问题:
(1)甲曲线表示______________,乙曲线表示____________。
(2)O2浓度为b时,该器官进行的细胞呼吸类型是_________,理由是_______
_______________________________________________________________。
CO2释放量
O2吸收量
有氧呼吸
呼吸底物全为葡萄糖的情况下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量相等
在细胞
(3)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是__________。
①荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
②荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制
③气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
④气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间
①③④
|认|知|生|成|
1.建模分析O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线”
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:
模型图示
“四点” ①A点时:O2浓度为零,细胞只进行无氧呼吸;
②B点时: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(以消耗葡萄糖的量为指标);
③C点时:无氧呼吸停止,细胞只进行有氧呼吸;
④D点时:细胞呼吸消耗的有机物最少(提醒:不是消耗葡萄糖最少),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
2.建模分析种子萌发时吸水和细胞呼吸方式的变化
图示 分 析
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段,由于吸水(吸胀吸水),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(渗透吸水)
研考向
题点(一) 影响细胞呼吸的因素分析
1.(2026·南昌模拟)科研人员为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响,进行了相关实验,结果如下图所示。下列叙述
正确的是( )
A.据图分析,苹果贮存的适宜条件是低温和无氧
B.5% O2浓度条件下,苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质
C.20%~30% O2浓度范围内,温度是影响CO2相对生成量的主要环境因素
D.在O2充足的条件下,O2参与反应的场所是细胞质基质和线粒体内膜
√
解析:据图分析,苹果贮存的适宜条件是低温和低氧条件,A错误;5% O2浓度条件下,苹果细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质,B错误;20%~30% O2浓度范围内,不同温度条件下的CO2相对生成量达到相对稳定且各不相同,此时温度是影响CO2相对生成量的主要环境因素,C正确;在O2充足的条件下,苹果细胞只进行有氧呼吸,O2参与反应的场所是线粒体内膜,D错误。
2.[多选]有些植物细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径来适应缺氧环境。如图表示玉米根部细胞在无氧条件下细胞呼吸产生CO2的相对速率随时间变化的曲线。下列相关叙述正确的是 ( )
A.在a~b段玉米的根细胞可能只进行了产乳酸的无氧呼吸
B.出现c~d段的原因可能与酒精等代谢产物的积累抑制了细胞呼吸有关
C.每摩尔葡萄糖经无氧呼吸产生乳酸时储存在ATP中的能量比散失的热能多
D.检测到长期水淹的玉米根有CO2产生能判断它进行了产酒精的无氧呼吸
√
√
√
解析:植物进行有氧呼吸或产酒精的无氧呼吸时都有CO2释放,图示在时间b之前,植物根细胞无CO2释放,分析题意可知,植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境,据此推知在时间b之前,只进行产乳酸的无氧呼吸,A正确;c~d段产生CO2的速率降低,出现c~d段的原因可能与酒精等代谢产物的积累抑制了细胞呼吸有关,B正确;每摩尔葡萄糖经无氧呼吸产生乳酸时储存在ATP中的能量比散失的热能少,C错误;检测到长期水淹的玉米根有CO2产生能判断它进行了产酒精的无氧呼吸,因为产生乳酸的无氧呼吸无CO2的生成,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.(2025·河南高考)甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是( )
A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
√
解析:酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该阶段在线粒体基质中进行,故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中,催化的反应不需要消耗氧气,需要消耗水和丙酮酸,A错误;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH,故低温抑制酶Ⅰ的活性,有氧呼吸的第二阶段减慢,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B正确;酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少,有氧呼吸中生成ATP最多的阶段是第三阶段,C错误;酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关,在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制其活性,进而减少甜菜产量,D错误。
4.(2026·宜昌模拟)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中,下列说法正确的是 ( )
A.酸奶制作中先通气后密封,既能加快乳酸菌繁殖又有利于其发酵
B.选用透气性好的“创可贴”,主要保证人体擦伤处细胞的有氧呼吸
C.连续阴天,大棚中适时、适当补光或降温,可保证作物不减产
D.无氧和零上低温有利于蔬菜贮存,原理都是降低细胞呼吸速率
√
解析:乳酸菌为严格厌氧菌,其繁殖和发酵均需在无氧条件下进行,先通气会抑制其生长,A错误。选用透气性好的“创可贴”主要是抑制厌氧菌的繁殖,B错误。连续阴天导致光照不足,适时、适当补光可增强光反应,促进光合作用;适时、适当降温可降低呼吸酶活性,减少有机物消耗,从而维持产量,C正确。无氧条件下细胞进行无氧呼吸,虽速率较低但会积累有害物质(如酒精),不利于贮存;零上低温通过降低酶活性减少呼吸速率,两者原理不同,D错误。
作业验收评价
标 的题目为推荐讲评题目,配有精品课件)
(本作业电子文档配有难度升维题目,供学优生选用;
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一、选择题
1.(2026·邢台模拟)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:酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量,酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量,A、B错误;消耗等量葡萄糖时,有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多,D错误。
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2.(2026·黄冈模拟)水淹胁迫下,某植物经糖酵解过程(细胞呼吸第一阶段)分解葡萄糖产生丙酮酸,丙酮酸可以进一步转化成乙醇或乳酸以响应水淹胁迫。下列叙述正确的是 ( )
A.葡萄糖分解生成丙酮酸的过程只能在无氧条件下进行
B.在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇或乳酸的场所相同
C.长时间水淹会导致糖酵解过程产生的[H]在细胞中积累
D.无氧呼吸过程中,有机物中的能量大部分以热能形式散失
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解析:葡萄糖分解生成丙酮酸的过程为细胞呼吸的第一阶段,此阶段在有氧和无氧条件下均可进行,A错误;在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇或乳酸的场所都是细胞质基质,B正确;糖酵解过程产生的[H]在无氧条件下会与丙酮酸反应生成乙醇或乳酸,不会在细胞中积累,C错误;无氧呼吸过程中,有机物中的能量大部分留在酒精或乳酸中,D错误。
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3.下图是某同学设计的“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置图,甲与乙中是含有酵母菌的葡萄糖溶液,①②③④号试管加入适量水后再滴加2滴溴麝香草酚蓝溶液,用来鉴定CO2。对此实验的结果、分析与评价的表述,错误的是 ( )
A.丙试管与乙试管相连,其作用是为乙试管提供充足的氧气
B.应在甲试管中加1 mL石蜡油,制造无氧环境
C.为了适当简化装置,可以将图中的②号和④号试管除去
D.与③号试管相比,①号试管出现黄色的时间要短
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解析:丙试管与乙试管相连,其作用是为乙试管提供充足的氧气,有利于酵母菌进行有氧呼吸,A正确;应在甲试管中加1 mL石蜡油,制造无氧环境,有利于酵母菌进行无氧呼吸,B正确;为了适当简化装置,可以将图中的②号和④号试管除去,C正确;相同时间内,酵母菌有氧呼吸释放的二氧化碳要比无氧呼吸释放的二氧化碳多,故与③号试管(检测有氧呼吸产物)相比,①号试管(检测无氧呼吸产物)出现黄色的时间要长,D错误。
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4.酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。下列有关分析不合理的是 ( )
A.0~6 h,容器内气体的体积保持不变,培养液的pH变小
B.7 h时,有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的
C.6~8 h,可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO2
D.10 h时,酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
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解析:0~6 h,酵母菌只进行有氧呼吸,消耗的O2和释放的CO2量相等,容器内气体的体积保持不变,培养液的pH变小,A合理;7 h时,有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率,但是有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的,B合理;6~8 h,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸,培养液中的葡萄糖未消耗完,酸性重铬酸钾溶液能与葡萄糖反应,变成灰绿色,需要将培养液中的葡萄糖消耗完后,再用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸是否产生了酒精,C不合理;10 h时,酵母菌只进行无氧呼吸,酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了少部分能量,而大部分能量储存在酒精中,D合理。
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5.(2025·日照三模)现将等量的甲、乙两个品种的小麦种子分别置于两个密闭、容积相同的棕色瓶内,各加入适量且等量的水。25 ℃条件下瓶内O2含量变化如图所示。据图分析,下列叙述正确的是 ( )
A.在O~t1期间,两种子的细胞呼吸均不释放CO2
B.在t1~t2期间,甲种子的细胞呼吸速率比乙种子快
C.在t1~t2期间,两种子有氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低
D.t2之后,乙种子的细胞呼吸类型只有无氧呼吸
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解析:在O~t1期间,氧气含量不变,种子进行无氧呼吸,小麦种子无氧呼吸产生酒精和CO2,A错误;在t1~t2期间,甲种子瓶内氧气减少量比乙多,说明甲种子细胞呼吸消耗氧气快,由于细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸,故不能直接说细胞呼吸速率比乙快,B错误;在t1~t2期间,两种子有氧呼吸释放CO2的速率先快后慢,C错误;t2之后,乙种子瓶内氧气含量不变,说明细胞呼吸类型只有无氧呼吸,D正确。
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6.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如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.该幼苗的根细胞可以分别进行产生乳酸或酒精的无氧呼吸
B.a~b期间,该幼苗根细胞无氧呼吸产生酒精的速率逐渐增加
C.a~b期间,该幼苗根细胞内相同质量的葡萄糖产生的ATP增多
D.该幼苗根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的方式是自由扩散
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解析:O~a期间,植物根细胞无CO2释放,题意显示,植物可通过呼吸代谢的改变来适应缺氧环境,据此推知在O~a期间,植物进行的是产生乳酸的无氧呼吸,a点之后有二氧化碳的释放,说明此时可以进行产生酒精的无氧呼吸,A正确;由题图可知,a~b期间,该幼苗根细胞无氧呼吸产生酒精的速率逐渐增加,B正确;a~b期间,该幼苗根细胞进行无氧呼吸,故a~b期间该幼苗根细胞内相同质量的葡萄糖产生的ATP不变,C错误;酒精跨膜运输方式是自由扩散,D正确。
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7.(2026·大连模拟)科研小组欲通过以下实验装置检测酵母菌的呼吸方式,下列说法错误的是 ( )
A.乙组左管液面升高,变化量表示酵母菌呼吸产生CO2的量
B.该实验应加设一个对照组排除物理因素对实验结果的影响
C.甲组右管液面升高,乙组液面不变,说明酵母菌只进行有氧呼吸
D.用两装置测定芝麻种子呼吸方式,仅有氧呼吸时均右管液面升高
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解析:乙组装置中,酵母菌进行呼吸作用,若左管液面升高,是因为装置内气体压强变化,由于乙组装置中没有NaOH溶液吸收CO2,所以液面变化量表示的是酵母菌呼吸作用产生CO2与消耗O2的差值,而不是单纯产生CO2的量,A错误。为了排除如温度变化、气压波动等物理因素对实验结果的影响,该实验应加设一个对照组,比如放置等量死酵母菌的相同装置,B正确。甲组装置中有NaOH溶液吸收CO2,若右管液面升高,说明酵母菌呼吸消耗了O2;乙组液面不变,说明酵母菌呼吸产生CO2的量与消耗O2的量相等,综合起来说明酵母菌只进行有氧呼吸,C正确。芝麻种子中脂肪含量较高,脂肪氧化分解时消耗O2的量大于产CO2的量,用两装置测定芝麻种子呼吸方式时,仅有氧呼吸情况下,甲组因CO2被吸收,消耗O2使右管液面升高;乙组因消耗O2多于产生CO2,也会使右管液面升高,D正确。
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8.(2026·安康模拟)番木瓜等热带水果采收后易出现呼吸加快、果肉快速变软,不耐储藏和易出现病害等问题。褪黑素属于吲哚杂环类化合物,如图为不同浓度的褪黑素对番木瓜果实呼吸速率的影响,CK为空白对照组。储藏第7 d为采后病害出现的时间,病害持续一段时间后,果实呼吸速率会快速升高并引起腐烂。下列相关叙述错误的是 ( )
A.第7 d时,800 μmol/L褪黑素处理组番木瓜果实的呼吸速率达到峰值
B.褪黑素的合成和分泌需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器参与
C.病害未出现时,CK组番木瓜果实的乙烯释放量可能随储藏时间的延长而增多
D.第9 d时,各褪黑素处理组呼吸速率比对照组低,说明褪黑素可以减轻采后病害
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解析:据图可知,第7 d时,800 μmol/L褪黑素处理组番木瓜果实的呼吸速率达到峰值,A正确;褪黑素属于吲哚杂环类化合物,不是分泌蛋白,其合成场所不是核糖体,B错误;病害未出现时,随着储藏时间的延长,CK组番木瓜果实的呼吸速率在一定时间内逐渐增大,推测其乙烯释放量也逐渐增多,以促进果实成熟、软化,C正确;储藏第7 d为采后病害出现的时间,第9 d时各褪黑素处理组呼吸速率比对照组低,说明褪黑素可以减轻采后病害,D正确。
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9.[多选]为研究酵母菌的发酵产物,某研究小组设计了如图甲所示的装置,并将有关检测结果绘制成图乙。①号、②号试管中均加入3 mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析,下列说法正确的是 ( )
A.发酵产物酒精不存在于①号试管中
B.设置②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰
C.图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化
D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律
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解析:酒精不存在于①号试管中,酒精应存在于酵母菌葡萄糖溶液中,A正确。①号、②号试管中加入的是澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,②号试管的设置是为了排除空气中二氧化碳的干扰,B错误。随着培养时间的延长,由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累等因素,导致酵母菌的数量先增加后减少,曲线a不符合该变化;①号试管内玻璃管口的气泡释放速率先增加后下降,曲线b符合该变化,C正确,D错误。
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10.[多选](2026·唐山模拟)乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究Ca2+对水淹胁迫下辣椒幼苗根无氧呼吸的影响,根细胞内部分代谢途径如图甲所示,实验结果如图乙所示。下列有关分析正确的是 ( )
A.辣椒根细胞若产生了CO2,则会产生酒精
B.随着水淹时间的延长,ADH和LDH活性不断增加
C.Ca2+能减轻水淹时乳酸积累对根细胞的毒害作用
D.水淹时,Ca2+能增加根细胞中酒精的产量
√
√
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解析:有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程,都会产生CO2,故辣椒根若产生了CO2,则不一定会产生酒精,A错误;分析图乙可知,ADH活性在0~6天,随着水淹时间的延长不断增加,而在6~9天,随着水淹时间的延长不断减弱,B错误;由图乙可知,水淹时Ca2+能减弱LDH的活性,导致乳酸产生减少,减轻水淹时乳酸积累对根细胞的毒害作用,C正确;由图乙可知,水淹时,Ca2+能增强ADH的活性,增加根细胞中酒精的产量,D正确。
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二、非选择题
11.(8分)(2024·贵州高考)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。回答下列问题:
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(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”)。(3分)
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,将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O,将能量释放出来,并产生大量ATP。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。
有氧条件下,将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2
和H2O,释放能量,并产生大量ATP
乙
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(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。(3分)
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。有氧呼吸中O2吸收量等于CO2释放量,因此水淹第3 d时,作物经有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。
O2的含量
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(3)若水淹3 d后排水,植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)。(2分)
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,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,无氧呼吸产生的酒精对植物有毒害作用,3d后排水可以使无氧呼吸减弱,酒精产生减少,毒害减轻。
无氧呼吸产生的酒精对植物有毒害作用,3 d后排水可以使无氧呼吸减弱,酒精产生减少,减轻毒害作用;3 d后排水可以使有氧呼吸增强,增加产能(合理即可)
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12.(10分)(2025·宝鸡一模)种子萌发时的呼吸速率是衡量种子活力的重要指标。小麦种子胚乳中贮存着大量的淀粉,在种子萌发时水解为葡萄糖,作为小麦种子胚细胞呼吸的主要底物。研究人员测得冬小麦播种后到长出真叶(第10天,开始进行光合作用)期间的部分数据如下表。回答下列问题:
时间/d 0 2 4 6 8
种子干重/g 10.0 11.2 9.8 8.4 7.1
O2吸收量/mmol 3.2 18.6 54.3 96.5 126.0
CO2释放量/mmol 4.1 172.7 154.5 112.8 126.0
(1)表中的数据是冬小麦种子在_____________(填“光照”“黑暗”或“光照或黑暗”)条件下测定的。冬小麦种子播种后的第2天,种子干重略有增加,原因是______________________________________________________。(3分)
光照或黑暗
冬小麦种子胚乳中淀粉大量水解为葡萄糖,需要消耗水分
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解析:根据题意,研究人员测得冬小麦播种后到长出真叶(第10天,开始进行光合作用)期间的部分数据,表中测得的是冬小麦播种后8天内的细胞呼吸的数据,该过程中冬小麦还不能进行光合作用,因此表中的数据在光照或黑暗下测量均不受影响,即表中的数据是冬小麦种子在光照或黑暗条件下测定的。冬小麦种子播种后的第2天,冬小麦种子胚乳中淀粉大量水解为葡萄糖,需要消耗水分,使种子干重略有增加。
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(2)冬小麦种子播种后2天,种子释放的CO2量明显大于吸收的O2量,表明此阶段种子主要以________呼吸为主,此时种子胚细胞产生CO2的场所是___________________________。(2分)
无氧
细胞质基质和线粒体基质
解析:葡萄糖作为冬小麦种子胚细胞呼吸的主要底物,若种子只进行有氧呼吸,释放的CO2与吸收O2的量相同;若进行无氧呼吸,不消耗O2,产物是CO2和酒精。根据题意冬小麦种子播种后2天,种子释放的CO2量明显大于吸收的O2量,表明此阶段种子主要以无氧呼吸为主,但也进行有氧呼吸,故种子胚细胞产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质。
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(3)NADH氧化呼吸链是有氧呼吸的重要呼吸链。在吸收2个电子后,NAD+能与H+结合生成NADH;而NADH在有氧条件下分解为NAD+和H+,释放出2个电子,使H+和电子与O2结合生成水。据此推测,冬小麦种子播种后第8天,NADH分解发生在有氧呼吸第_______阶段,种子胚细胞线粒体中合成NADH的H+来自_______________(填物质)。(2分)
三
丙酮酸和水
解析:根据表中数据可知,冬小麦种子播种后第8天,种子释放的CO2量等于吸收的O2量,因此此时种子只进行有氧呼吸,NADH分解发生在有氧呼吸第三阶段,有氧呼吸过程中第一、二阶段合成NADH,由于葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,故种子胚细胞线粒体中合成NADH的H+来自丙酮酸和水。
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(4)氧化态的TTC呈无色,被NADH还原后呈红色,因此TTC可用于测定种子的活力。将播种后4天的冬小麦种子经不同处理后沿胚中央切开,用TTC处理并观察胚的颜色,结果如下:
项目 甲组 乙组 丙组 丁组
种子处理方式 晒干 适温的
水浸泡8 h 沸腾的
水浸泡30 min 不做处理
实验结果 + ++++ - ?
注:“+”表示出现红色,“+”越多代表颜色越深,“-”表示未出现红色。
理论上,丁组的实验结果可能为___________。丙组未呈现红色,原因是___________________________________________________________________________。(3分)
++或+++
高温将细胞杀死,不能进行呼吸作用,没有NADH产生,不能将TTC
还原为红色
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解析:根据题意和表中信息可知,丁组不做处理,其呼吸作用产生的NADH比乙组少,比甲组多,所以实验结果可能是++或+++。丙组种子经沸腾的水浸泡30 min,未呈现红色,原因是高温将细胞杀死,不能进行呼吸作用,因此没有NADH产生,TTC没有被NADH还原。
本课结束
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