生物学 必修1[RJ](不定项)
人教生物必修1知识梳理及训练
5.3 细胞呼吸的原理和应用
第2课时 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用
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知识点1 无氧呼吸
1.无氧呼吸概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
2.无氧呼吸场所:细胞质基质。
3.无氧呼吸的过程
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无氧呼吸第一阶段[H]的作用?
提示:第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。
4.无氧呼吸过程中的能量转化
5.细胞呼吸的概念和意义
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知识归纳
1.无氧呼吸只有第一阶段释放能量,第二阶段不释放能量。
2.无氧呼吸产物不同的原因:不同生物体内催化反应进行的酶的种类不同。
3.无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。
4.无氧条件下葡萄糖中能量的去向有三个:(1)未释放的能量储存在酒精或乳酸中;(2)释放的能量大部分以热能的形式散失;(3)释放的能量少部分储存在ATP中。
易漏边角课本P96
思维训练
关于真核细胞线粒体的起源,科学家提出了一种解释:约十几亿年前,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有被消化分解,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。在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
知识点2 细胞呼吸原理的应用
1.细胞呼吸原理的应用
(1)生活中的应用
①包扎伤口时,需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
②破伤风由破伤风芽孢杆菌引起,这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌就容易大量繁殖,需及时到医院治疗。
③提倡慢跑等有氧运动的原因之一是:有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
④生活中,馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作,都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。
⑤花盆里的土壤板结后,空气不足,会影响根系生长,需要及时松土透气。
(2)生产中的应用
①中耕松土、适时排水,是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物的生长。
②利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等,在控制通气的情况下,可以生产各种酒。
③在储藏果实、蔬菜时往往需要降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用,以减少有机物的消耗,延长保质期。
④现代发酵工业生产青霉素、味精等产品是建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。
2.细胞呼吸的影响因素
(1)温度:温度主要是影响酶的活性,影响呼吸速率。
应用
(2)O2浓度
曲线分析(以非绿色器官在不同氧气浓度下单位时间内氧气的吸收量和二氧化碳的释放量的变化为例)
①随氧气浓度的升高,无氧呼吸逐渐减弱。
②在一定范围内,随氧气浓度的升高,有氧呼吸逐渐增强。
③A:只进行无氧呼吸;
C:只进行有氧呼吸;
B:细胞呼吸强度最弱,对应的O2浓度适宜储藏水果、蔬菜等。
应用
(3)CO2浓度:CO2是细胞呼吸的产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
应用:储藏粮食时适当增大CO2浓度,可抑制细胞呼吸,减少有机物消耗。
(4)H2O含量:各种生化反应需要有水才能进行,自由水含量升高,新陈代谢旺盛;水是有氧呼吸的反应物之一,含水量会影响细胞呼吸的进行。
应用:植物栽培要合理灌溉;将种子晒干,以减弱呼吸作用,有利于储藏。
知识拓展
影响细胞呼吸的内因
(1)遗传特性:不同种类的植物细胞呼吸速率不同。
实例:旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期:同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。
实例:幼苗期细胞呼吸速率高,成熟期细胞呼吸速率低。
(3)器官类型:同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。
实例:生殖器官大于营养器官。
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1.无氧呼吸过程中能量是怎样转化的?
答案 大部分能量存留在酒精或乳酸中,少量释放,释放出的能量大量以热能的形式散失,少量形成ATP。
2.有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点?
答案 有氧呼吸的主要场所是线粒体,葡萄糖等有机物在氧气的参与下,彻底氧化分解成CO2和H2O,释放大量能量;无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧气参与,葡萄糖等有机物不完全分解,释放少量能量。
3.细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用?
答案 用透气的敷料包扎伤口;酿酒;预防破伤风;提倡慢跑;利用微生物呼吸原理制作传统食品等。
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1.(目标1)细胞内葡萄糖分解为丙酮酸的过程( )
A.产生CO2
B.必须在有氧条件下进行
C.产生ATP
D.反应速度不受pH影响
答案 C
2.(目标1)下列有关细胞呼吸的说法,正确的是( )
A.无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
B.细胞呼吸只能为细胞代谢提供能量
C.鸡的红细胞中有氧呼吸主要发生在线粒体中
D.人在高原空气稀薄环境中主要进行无氧呼吸
答案 C
解析 无氧呼吸中葡萄糖中的能量大部分储存在不彻底的氧化分解产物中,释放出的能量主要以热能形式释放,A错误;细胞呼吸一方面能为生物体各项生命活动提供直接能源物质——ATP,另一方面能为体内的其他化合物的合成提供原料,B错误;有氧呼吸的主要场所是线粒体,鸡的红细胞中有氧呼吸主要发生在线粒体中,C正确;细胞呼吸方式包括有氧呼吸和无氧呼吸,人在高原空气稀薄环境中主要进行有氧呼吸,也会进行无氧呼吸,D错误。
3.(目标1)不同细胞在不同O2浓度下,细胞呼吸的产物可能不同。下列细胞以葡萄糖为呼吸底物,细胞呼吸前后会发生气体体积变化的是( )
A.乳酸菌在无O2条件下
B.水稻根细胞在O2充足条件下
C.酵母菌在无O2条件下
D.苹果果肉细胞在O2充足条件下
答案 C
解析 乳酸菌在无O2条件下进行乳酸发酵,不消耗O2,也不产生CO2,所以气体体积没有变化,A不符合题意;水稻根细胞在O2充足条件下进行有氧呼吸,消耗O2,产生CO2,二者体积相等,所以气体体积没有变化,B不符合题意;酵母菌在无O2条件下进行酒精发酵,不消耗O2,产生CO2,所以气体体积发生变化,C符合题意;苹果果肉细胞在O2充足条件下进行有氧呼吸,消耗O2,产生CO2,二者体积相等,所以气体体积没有变化,D不符合题意。
4.(目标2)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法不合理的是( )
A.包扎伤口选用透气的创可贴
B.定期地给花盆中的土壤松土
C.低温低氧以延长食品保质期
D.采用快速短跑进行有氧运动
答案 D
5.(不定项)(目标1)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终无[H]的积累
B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C.有氧呼吸时葡萄糖进入线粒体需经过两层膜
D.无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成少量ATP
答案 AD
解析 无氧呼吸第一阶段产生的[H]与丙酮酸参与第二阶段的反应,最终无[H]的积累,A正确;无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,合成少量ATP,第二阶段无能量的释放,D正确;有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水,B错误;葡萄糖不能进入线粒体,进入线粒体的是丙酮酸和[H],C错误。
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[例1] 将酵母菌研磨成匀浆,离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中,各加入等量葡萄糖溶液,然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是( )
A.甲试管中最终产物为CO2和H2O
B.乙试管中不发生反应
C.丙试管中有大量的ATP产生
D.丙试管中无CO2产生
解题分析 甲试管中是细胞质基质,葡萄糖溶液在无氧条件下可以进行不彻底的氧化分解生成酒精和二氧化碳,A错误;乙试管中无细胞质基质,葡萄糖溶液不能发生反应,B正确;丙试管中是细胞质基质和线粒体,在置于隔绝空气的条件下,葡萄糖溶液只能进行不彻底的氧化分解生成酒精和二氧化碳,并释放少量的能量,形成少量ATP,C、D错误。
答案 B
[例2] 细胞内糖分解代谢过程如图,下列叙述错误的是( )
A.人体细胞内能完成①②过程和①③过程
B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多
D.乳酸菌细胞内,过程③无能量产生
解题分析 人体细胞内能完成有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,即人体细胞内能完成①②过程和①③过程,A正确;真核细胞②过程在线粒体中进行,B错误;动物细胞内,有氧呼吸第三阶段可释放大量能量,有氧呼吸第一阶段可释放少量能量,C正确;乳酸菌细胞内进行产生乳酸的无氧呼吸,第一阶段可释放少量能量,第二阶段不释放能量,D正确。
答案 B
题后归纳
有氧呼吸与无氧呼吸比较
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 细胞质基质和线粒体 在细胞质基质中
条件 氧气、多种酶 无氧气参与,需要多种酶
分解产物 葡萄糖彻底分解为CO2和H2O 葡萄糖的分解不彻底,形成乳酸或酒精和CO2
能量 释放大量能量 释放少量能量,大部分能量储存在乳酸或酒精中
ATP产生阶段 有氧呼吸三个阶段均产生ATP 仅在第一阶段产生ATP
相同点 过程 葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
实质 分解有机物,释放能量,合成ATP
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
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[例3] 下列测定中可简便而且准确判断贮存的小麦种子细胞呼吸方式的是( )
A.有无酒精生成
B.有无水生成
C.有无有机物消耗
D.O2消耗量与CO2生成量的比值
解题分析 若O2消耗量与CO2生成量相等,则只进行有氧呼吸;若O2消耗量小于CO2的生成量,则既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸;若O2消耗量为0,CO2的生成量不为0,则只进行无氧呼吸,因此测定O2消耗量和CO2生成量的比值,可简便而且准确判断贮存的小麦种子细胞呼吸方式,D正确;酒精是小麦种子细胞无氧呼吸的产物,并且通过嗅觉就可以判断是否存在,但酒精是否存在只能判断小麦种子细胞是否进行无氧呼吸,不能判断小麦种子细胞是否进行有氧呼吸,A错误;有无水的生成只能判断小麦种子细胞是否进行有氧呼吸,无法判断小麦种子细胞是否发生无氧呼吸,并且测定较为困难,B错误;有氧呼吸和无氧呼吸均消耗有机物,测定有机物的消耗只能判断是否发生呼吸作用,不能判断呼吸作用的方式,C错误。
答案 D
[例4] 如图是探究酵母菌呼吸类型的装置,如果装置一中红色液滴向左移,装置二中红色液滴向右移,证明酵母菌( )
A.只进行有氧呼吸
B.只进行无氧呼吸
C.可能死亡
D.既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
解题分析 装置一中NaOH溶液可以吸收装置内的CO2,则装置内气体变化只是由O2体积变化引起,故装置一可测定是否进行有氧呼吸;装置二中蒸馏水对气体体积变化没有影响,装置内气体变化是由O2、CO2体积变化共同引起的,而进行有氧呼吸时,放出CO2体积与消耗O2体积相等,故装置内气体体积变化由无氧呼吸引起,则装置二可测定是否进行无氧呼吸。装置一中液滴左移,说明酵母菌进行有氧呼吸;装置二中液滴右移,说明酵母菌细胞进行无氧呼吸,即酵母菌不仅存在有氧呼吸还存在无氧呼吸。
答案 D
技法提升
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.根据实验及现象进行判断
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):
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
注意:①上述装置中,种子也可以换成酵母菌、绿色植物等。但是当换成绿色植物时,整个装置应该遮光处理,否则植物的光合作用会干扰装置中液滴的移动。②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对实验装置及所测种子进行消毒处理;为排除气压、温度等物理因素对实验结果的影响,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。③装置一也可用来测定有氧呼吸速率,装置二可用来测定无氧呼吸速率。根据着色液滴单位时间内移动的距离即可计算呼吸速率。
INCLUDEPICTURE "\\\\杨楠\\杨楠\\课件\\295生物(新必修1导学案(不定项版\\题型5-3-3A.TIF" \* MERGEFORMAT
[例5] (不定项)在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。底物是葡萄糖,则下列叙述正确的是( )
条件 a b c d
CO2释放量 10 8 6 7
O2吸收量 0 3 4 7
A.a条件下,呼吸产物除CO2外,还有酒精
B.b条件下,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比为5∶1
C.c条件下,无氧呼吸最弱
D.d条件下,产生的CO2全部来自线粒体
解题分析 a条件下,不吸收O2,但产生CO2,故只进行无氧呼吸,种子萌发无氧呼吸产物除CO2外,还有酒精,A正确;b条件下,既有有氧呼吸又有无氧呼吸,有氧呼吸消耗体积为3的O2,产生体积为3的CO2,消耗葡萄糖的相对量为0.5,无氧呼吸产生体积为5的CO2,消耗葡萄糖的相对量为2.5,因此无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比为5∶1,B错误;c条件下,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,d条件下,只进行有氧呼吸,无氧呼吸为0,d条件下无氧呼吸最弱,产生的CO2全部来自线粒体,C错误,D正确。
答案 AD
技法提升
细胞呼吸反应式中各物质间的关系比
(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸
葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸
葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
INCLUDEPICTURE "\\\\杨楠\\杨楠\\课件\\295生物(新必修1导学案(不定项版\\题型5-3-4.TIF" \* MERGEFORMAT
[例6] 甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(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 ,如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示,原因是 。
(2)图乙中B点的CO2量来自 ,当O2浓度达到M点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是 。
(3)图丙中YZ∶ZX=4∶1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的 ,图中无氧呼吸强度降为0时其对应的氧气浓度为 。
(4)丙图中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是 。
解题分析 (1)分析图甲可知,该细胞的呼吸强度与氧气浓度的变化无关,所以进行的呼吸方式最可能是无氧呼吸;若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,最可能是因为该生物无氧呼吸不产生CO2。
(2)分析图乙可知,图乙中B点氧气浓度为0,但有CO2释放,说明此时进行无氧呼吸产生CO2;当氧气浓度达到M点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是呼吸酶的数量有限。
(3)图丙中YZ∶ZX=4∶1,由图可知,YZ表示无氧呼吸的CO2释放量,设为4a,ZX表示有氧呼吸的CO2释放量,设为a,则有氧呼吸消耗的葡萄糖为a,无氧呼吸消耗的葡萄糖为2a,所以有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的比例为a÷=;由图可知,无氧呼吸强度降为0时,其对应的氧气浓度是I。
(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点所对应的氧气浓度是0,此时只进行无氧呼吸,能量大部分储存在酒精中,部分以热能的形式散失,只有少数储存在ATP中被利用。
答案 (1)无氧呼吸 该生物无氧呼吸不产生CO2
(2)无氧呼吸 呼吸酶的数量有限
(3) I (4)0
INCLUDEPICTURE "\\\\杨楠\\杨楠\\课件\\295生物(新必修1导学案(不定项版\\课时作业.TIF" \* MERGEFORMAT
[单项选择题]
INCLUDEPICTURE "\\\\杨楠\\杨楠\\课件\\295生物(新必修1导学案(不定项版\\圆点.TIF" \* MERGEFORMAT 知识点一 无氧呼吸
1.用酵母菌酿酒的过程中,开始时,发酵罐中留有部分空气,现从密闭的发酵罐中检测到三种化学物质,其浓度变化如图所示,则图中P、Q、R三曲线依次代表( )
A.CO2、C2H5OH、O2 B.CO2、O2、C2H5OH
C.C2H5OH、O2、CO2 D.C2H5OH、CO2、O2
答案 A
解析 分析题图曲线可知,P在发酵开始具有一定的浓度,随发酵时间的延长物质浓度逐渐增加,然后达到相对稳定的状态,可能是二氧化碳;Q在发酵进行到一定时间后才开始产生,然后随发酵时间延长浓度逐渐升高,最后达到相对稳定,Q可能是酒精;R发酵开始浓度最大,随发酵时间延长逐渐降低,最终降为0,因此R可能是氧气。
2.关于细胞呼吸,不正确的说法是( )
A.产生CO2的人体细胞呼吸一定是有氧呼吸
B.水果储藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度
C.没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸
D.真核细胞有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体
答案 B
解析 由于人体细胞无氧呼吸的产物只有乳酸,所以产生CO2的人体细胞呼吸一定是有氧呼吸,A正确;水果储藏在低氧的环境中,可抑制细胞呼吸,从而将有机物损失减小到最低程度,水果储藏在无氧环境中将产生比较多的酒精,引起水果变质,B错误;线粒体是真核细胞有氧呼吸主要场所,没有线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸,C正确。
3.如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。下列说法错误的是( )
A.物质A产生的场所是细胞质基质或线粒体
B.物质B产生的过程中②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质
C.物质C是[H],物质E是酒精
D.释放能量最多的是③过程
答案 A
解析 图中①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,④和③分别表示有氧呼吸的第二和第三阶段,②表示无氧呼吸第二阶段,物质A是丙酮酸,产生的场所是细胞质基质,A错误;②表示无氧呼吸的第二阶段,发生在细胞质基质中,催化该过程的酶存在于细胞质基质中,④表示有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,催化该过程的酶存在于线粒体基质中,B正确。
4.甲乙两组酵母菌,甲组进行有氧呼吸,乙组进行无氧呼吸,分别产生等量的二氧化碳。它们各自消耗葡萄糖的量之比是( )
A.2∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
答案 C
5.运动员在训练和比赛时高强度的运动会消耗大量能量,并伴随着乳酸、氨类等细胞代谢产物的积累,会让运动员感到不适。通过肌肉拉伸、按摩、泡热水澡等方式可促进血液循环,加速乳酸代谢,减少乳酸堆积。下列有关运动员运动过程中细胞呼吸的描述,正确的是( )
A.运动过程中运动员消耗的能量来源只有糖类物质氧化分解
B.骨骼肌细胞无氧呼吸第二阶段产生乳酸的同时也产生少量ATP
C.高强度运动过程中有氧呼吸产生ATP的效率比无氧呼吸的效率高
D.运动过程中细胞呼吸分解葡萄糖产生的CO2与吸收的O2之比大于1
答案 C
解析 体育锻炼过程中,人体消耗的能量主要是由葡萄糖提供的,当葡萄糖不足时,脂肪和蛋白质也会氧化分解释放能量,A错误;骨骼肌细胞无氧呼吸只在第一阶段产生少量的能量,合成少量的ATP,第二阶段产生乳酸,不产生ATP,B错误;有氧呼吸是有机物的彻底氧化分解,释放能量较多,无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解,有氧呼吸产生ATP的效率比无氧呼吸的效率高,C正确;人体细胞有氧呼吸分解葡萄糖时,消耗的氧气和产生的二氧化碳是相等的,无氧呼吸不消耗氧气,不产生二氧化碳,因此运动过程中细胞呼吸分解葡萄糖产生的CO2与吸收的O2之比等于1,D错误。
INCLUDEPICTURE "\\\\杨楠\\杨楠\\课件\\295生物(新必修1导学案(不定项版\\圆点.TIF" \* MERGEFORMAT 知识点二 细胞呼吸原理的应用
6.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,有关叙述错误的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度低于20%时,30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间
D.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
答案 C
解析 O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质,A正确;O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃两曲线重合在一起,说明此O2浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大,B正确;由图可知,20 ℃、30 ℃、35 ℃条件下,30 ℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最大,表明细胞有氧呼吸的最适温度在20~35 ℃之间,C错误。
7.水果放在密封地窖中,可以保存较长时间,地窖中影响水果代谢的原因是( )
A.温度恒定,水果抗病虫害能力强
B.温度适宜,水果容易保存
C.黑暗无光,不易引起早熟
D.CO2浓度增加,抑制水果的呼吸作用
答案 D
解析 细胞呼吸受到温度、pH、CO2浓度等多种因素的影响。密封地窖透气性差,空气不流通,内储水果通过呼吸作用使CO2浓度逐渐增加,O2浓度逐渐减少,致使呼吸作用受到抑制,代谢速率降低,保存时间变长。
8.将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份,一份用高浓度的CO2处理48 h后,贮藏在温度为1 ℃的冷库内,另一份则直接贮藏在1 ℃的冷库内。从采后算起每10天定时定量取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果不一致的是( )
A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C.第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D.贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
答案 C
解析 有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸不吸收氧气只释放二氧化碳,CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,A正确;第20天,处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,只进行有氧呼吸,对照组比值大于1,存在无氧呼吸,对照组产生的乙醇量高于CO2处理组,B正确;第40天,对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2,设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x,无氧呼吸消耗的葡萄糖为y,则有关系式(6x+2y)÷6x=2,解得x∶y=1∶3,无氧呼吸消耗的葡萄糖多,C错误;分析题图曲线可知,储藏10天后,处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值小于对照组,说明贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理48 h,能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸,D正确。
9.呼吸商(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。如图表示的是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系,以下叙述正确的是( )
A.呼吸商越大,细胞有氧呼吸越强,无氧呼吸越弱
B.B点有氧呼吸强度大于A点
C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至C点
D.C点以后细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
答案 B
解析 酵母菌有氧呼吸消耗的氧气量与释放的二氧化碳量相等,而无氧呼吸不消耗氧气,但能产生二氧化碳,因此呼吸商(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)越大,细胞无氧呼吸越强,有氧呼吸越弱,呼吸商越小,细胞有氧呼吸越强,因此B点有氧呼吸强度大于A点,A错误,B正确;C点时,细胞只进行有氧呼吸,此时细胞消耗的有机物较多,因此为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至C点以下,C错误;C点时细胞开始只进行有氧呼吸,其呼吸强度在一定范围内随氧分压的增加而增强,D错误。
[不定项选择题]
10.以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官单位时间内CO2释放量和O2吸收量的变化。下列叙述正确的是( )
A.甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点
C.甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的氧浓度
D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
答案 ACD
解析 甲图中氧浓度为a时,细胞只释放CO2,不吸收O2,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中的A点,A正确;甲图中氧浓度为b时,CO2的释放量远远大于O2的吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,而D点或者是有氧呼吸占优势,或者是只进行有氧呼吸,B错误;贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度,甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的氧浓度,C正确;氧浓度为d时,CO2的释放量与O2的吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有酒精产生,D正确。
11.下列关于细胞呼吸的说法正确的是( )
A.有氧呼吸生成的CO2中的氧全部来源于氧气
B.有氧呼吸中葡萄糖进入线粒体被彻底氧化分解
C.哺乳动物成熟红细胞无线粒体只进行无氧呼吸
D.酸奶胀袋是由于乳酸菌无氧呼吸产生了CO2
答案 C
12.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述正确的是( )
A.消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少
B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
C.短跑时,快肌纤维产生大量乳酸,并引起肌肉酸胀感
D.慢跑时,慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体的内膜
答案 ABCD
解析 快肌纤维几乎不含有线粒体,而线粒体是有氧呼吸的主要场所,因此快肌纤维中主要进行无氧呼吸,据此可知,消耗等量的葡萄糖,快肌纤维无氧呼吸比慢肌纤维有氧呼吸产生的ATP少,A正确;两种肌纤维均可在细胞质基质中发生有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,其产物是丙酮酸、[H]和ATP,B正确;慢跑时,主要通过有氧呼吸供能,有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,且该过程中会产生大量的ATP,据此可推测慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体的内膜,D正确。
[非选择题]
13.下图表示真核生物细胞呼吸的过程,图中a~d各表示某种物质,①~⑤各表示某一代谢过程,据图回答:
(1)物质c与物质 (填“a”“b”或“d”)表示相同的物质。
(2)某同学参加了体能测试以后,腿部肌肉感到酸痛,这是由于部分肌细胞进行了上述代谢过程中的 ;在体能测试时,细胞提供能量最多的代谢过程是 。(填数字序号)
(3)结合上图分析真核细胞能够产生CO2的场所包括 。
(4)玉米入库贮藏前需晒干,这是为了减少其中的 水,从而使其 水平下降;农田被水淹后,作物烂根主要与图中的 (填数字序号)过程有关。
答案 (1)b (2)①⑤ ③
(3)线粒体基质、细胞质基质
(4)自由 细胞代谢(细胞呼吸或呼吸作用) ①④
解析 (1)物质c是有氧呼吸第三阶段的产物,是[H]和氧气结合后的生成物,与物质b表示的物质相同,均为水。
(2)某同学参加了体能测试以后,腿部肌肉感到酸痛,这是乳酸积累的结果,是由于部分肌细胞进行了上述代谢过程中的①⑤阶段,即产生乳酸的无氧呼吸过程;在体能测试时,细胞提供能量最多的代谢过程是图中的③,即为有氧呼吸的第三阶段。
(3)图中显示,真核细胞能够产生CO2的过程为有氧呼吸第二阶段和产生酒精的无氧呼吸的第二阶段,即图中的②④过程,分别发生在线粒体基质和细胞质基质。
(4)玉米入库贮藏前需晒干,这是为了减少其中的自由水,从而使其细胞代谢(细胞呼吸)水平下降,进而可减少有机物的消耗,延长储藏时间;农田被水淹后,根部获得的氧气减少,进而无氧呼吸速率上升,无氧呼吸的产物酒精对植物的根系有毒害作用,进而导致作物烂根,即与图中的①④过程有关。
14.如图为某运动员剧烈运动时,肌肉收缩过程中部分能量代谢的示意图。
据图回答下列问题:
(1)由图可知,肌肉收缩最初的能量来自于细胞中的 ,该物质的产生部位有 。
(2)图中曲线B代表的细胞呼吸类型是 ,判断依据是 ,该反应产物是 。
(3)在环境含氧量低的情况下人体红细胞会增多,足球运动员为提高运动能力,通常进行3到4周的高原训练,这种训练方式主要提高C的能力,原因是 。
答案 (1)存量ATP 细胞质基质和线粒体
(2)无氧呼吸 该过程可在较短时间内提供能量,但随着运动时间的延长无法持续提供能量 乳酸
(3)高原环境下空气中的O2含量低,人体内会通过增殖分化产生更多的红细胞,提高血液的运氧能力,使机体的有氧呼吸功能增加,有助于提高运动员的运动能力
15.右图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。
(1)请填写下表:
红色液滴移动情况 结论
Ⅰ.向 移动 进行有氧呼吸,同时可能进行无氧呼吸
Ⅱ.不移动
(2)如果要确定酵母菌只进行有氧呼吸,应如何完善。
实验设计: 。
预测实验现象: 。
(3)为了纠正环境因素对该装置引起的误差,必须设置另一装置进行校正。则另一装置锥形瓶中放置 ,小烧杯内放置 ,其他处理与实验组完全相同。
答案 (1)Ⅰ.左 Ⅱ.只进行无氧呼吸
(2)新增一组实验,将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同 上图装置液滴左移,新增装置液滴不移动
(3)等量的含经消毒的死酵母菌的培养液 等量的NaOH溶液
解析 (1)图中的NaOH溶液可以吸收酵母菌呼吸作用释放的CO2,当酵母菌只进行有氧呼吸时,消耗容器内的O2,红色液滴向左移动;当酵母菌只进行无氧呼吸时,不消耗容器内的O2,红色液滴不移动;酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时,红色液滴向左移动。
(2)如果要确定酵母菌只进行有氧呼吸,新增一组实验,将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同,当新增实验组液滴不移动时,说明酵母菌不进行无氧呼吸。
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