第14讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
考点一 影响细胞呼吸的因素及其应用
1.影响细胞呼吸的内部因素
2.影响细胞呼吸的外部因素及其应用
(1)温度。
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
(2)O2浓度。
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
(3)CO2浓度。
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
(4)水。
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 处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
1.判断正误
(1)(必修1 P95思考·讨论)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)(必修1 P95思考·讨论)破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处缺乏氧气。( )
(3)(必修1 P95正文)中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。( )
(4)(必修1 P95思考·讨论)慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸供能。( )
(5)(必修1 P95正文)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。( )
2.规范表达
(1)(必修1 P95思考·讨论拓展)密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等,其主要原因是 。
(2)(必修1 P95思考·讨论拓展)夏季,池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象,原因是
。
能力1 结合影响细胞呼吸的因素,考查科学思维
1.(2024·山西晋中模拟)如图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况,下列叙述错误的是( )
①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性
②bc段细胞呼吸增强主要原因是O2浓度升高
③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同
⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体
[A] ①③ [B] ②⑤ [C] ③④ [D] ④⑤
2.(2024·福建宁德质检)科研人员为探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,进行了相关实验,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
[A] 在30 ℃条件下,60 h以后呼吸速率为0的原因只有呼吸反应物消耗殆尽
[B] 储存水蜜桃的最适宜温度是2 ℃
[C] 如果在开放环境中做该实验,呼吸速率曲线可能与图中的结果不同
[D] 在三种温度条件下,三条曲线的变化趋势说明呼吸速率只与温度有关
能力2 围绕细胞呼吸原理的应用,考查综合运用能力
3.(2024·陕西安康模拟)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
[A] 水稻根部只能进行无氧呼吸,所以能长期适应缺氧环境
[B] 荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中,可延长保鲜时间
[C] 登山时人体主要通过无氧呼吸获得能量
[D] 高等生物保留无氧呼吸,有利于对缺氧环境的适应
4.(2023·新课标卷,2)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施,下列说法合理的是( )
[A] 措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
[B] 措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
[C] 措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
[D] 措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
考点二 呼吸速率的测定
呼吸速率的测定
(1)实验装置。
(2)指标及原理。
(3)物理误差的校正。
“液滴移动法”探究萌发种子细胞呼吸的方式
(1)实验装置(以发芽种子为例)。
(2)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
能力3 围绕呼吸速率的测定,考查科学思维
5.(2024·安徽六安模拟)呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧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,设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是( )
[A] 若测得x=50 ,y=-50,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] 若呼吸反应物为葡萄糖,装置一液滴右移、装置二液滴左移
[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
呼吸底物与着色液移动的关系
(1)呼吸底物不含脂肪、蛋白质等物质时,产生的CO2量大于或等于消耗的O2量。
(2)呼吸底物含脂肪时,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。因此脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液移动更明显。
考向 从社会责任的角度,考查细胞呼吸的影响因素及其应用
1.(2024·广东卷,5)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是( )
[A] 碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
[B] 线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
[C] 有氧条件下,WT比△sqr的生长速度快
[D] 无氧条件下,WT比△sqr产生更多的ATP
2.(2023·湖南卷,5)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
3.(2022·北京卷,3)在北京冬奥会的感召下,一队初学者进行了3个月高山滑雪集训,成绩显著提高,而体重和滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度,结果如图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内( )
[A] 消耗的ATP不变
[B] 无氧呼吸增强
[C] 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
[D] 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
4.(2022·海南卷,10)种子萌发过程中,储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是( )
[A] 种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
[B] 种子萌发过程中呼吸作用增强,储藏的有机物的量减少
[C] 干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
[D] 种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪
第14讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
考点一 影响细胞呼吸的因素及其应用
必备知识·梳理
2.(1)酶的活性 (2)抑制 (3)抑制 增加 (4)晾晒
深挖教材
1.(1)× 酿酒过程的早期不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸,以利于酵母菌大量增殖,酵母菌有氧呼吸不产生酒精。
(2)√ (3)√
(4)× 慢跑时,氧气供应充足,肌细胞主要进行有氧呼吸供能。
(5)× 粮食种子适宜在零上低温、低氧和干燥的环境中储藏。
2.(1)密封的地窖中CO2浓度高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗 (2)黎明时分水中的溶解氧不足,鱼出现浮头现象,以便从空气中吸取更多氧气
关键能力·提升
能力1
1.D 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸,有氧呼吸产生CO2,即只有有氧呼吸产生CO2,因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性,①正确;bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加,导致有氧呼吸增强,所以产生的CO2增多,②正确;由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生CO2,而有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等,所以a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积,③正确;马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同,④错误;马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体,⑤错误。
2.C 根据呼吸速率单位可知,本实验测定的是有氧呼吸速率,是在密闭环境中进行的,在30 ℃条件下,60 h以后呼吸速率为0的原因可能是呼吸反应物消耗殆尽,也可能是密闭环境中的O2消耗殆尽。该实验中只有三个温度,在这三个温度中2 ℃比较适宜储存水蜜桃,但不一定就是其最适宜的储存温度。根据题干可知,该实验是在密闭罐中进行的,呼吸速率受O2浓度的限制,如果在开放环境中做该实验,O2浓度变化较小,测得的呼吸速率曲线可能与图中的结果不同。呼吸速率除与温度有关外,还与O2浓度等有关。
能力2
3.D 水稻根部细胞主要进行有氧呼吸,而无氧呼吸会产生酒精,对根细胞会产生毒害作用,所以不能长期适应缺氧环境;荔枝等水果的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜;登山时人体主要通过有氧呼吸获得能量,同时会出现一定程度的无氧呼吸;高等生物保留无氧呼吸的能力,有利于适应缺氧环境。
4.A 措施②春化处理是为了促进花芽形成,反映了低温与作物开花的关系,措施④光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系;措施③风干储藏可以减少种子中的自由水含量,从而减弱细胞呼吸,降低有机物的消耗,措施⑤合理密植的主要目的是提高光的利用率,进而提高作物的光合作用;措施②春化处理是为了促进花芽形成,措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用;措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度,措施④光周期处理,目的是促进或抑制植物开花。
考点二 呼吸速率的测定
关键能力·提升
能力3
5.C 若测得x=50 ,y=-50 ,则呼吸熵是100÷50=2;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,则分解的有机物可能有脂肪;若呼吸反应物为葡萄糖,装置一液滴不会右移,装置二液滴不会左移;为使测得的x和y值更精确,可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。
研练真题·感悟高考
考向
1.D 有氧呼吸的主要场所在线粒体,碎片化的线粒体导致其功能受抑制,无法正常进行有氧呼吸;有氧呼吸第二、第三阶段发生在线粒体,线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱;与△sqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获得更多的能量,生长速度比△sqr快;无氧呼吸的场所是细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr产生ATP的量应相同。
2.C 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;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;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;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,降低酶类对食品中有机物的分解,有利于食品保存。
3.B 滑雪过程中,受训者耗能增多,故消耗的ATP增多;人体无氧呼吸的产物是乳酸,题图中集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,可推测滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强;由题干可知,滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化,则有氧呼吸不变,而无氧呼吸增强,可判断所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多;消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸,而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少。
4.C 种子的萌发需要一定的环境条件,如水分、温度和氧气等因素;种子萌发过程中,自由水含量增加,呼吸作用增强,消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质,导致储藏的有机物的量减少;干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中缺水,特别是缺少自由水,导致细胞代谢强度非常弱,细胞呼吸产生的能量非常少,不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求;脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪。(共62张PPT)
第14讲
细胞呼吸的影响因素及其应用
影响细胞呼吸的因素及其应用
考点一
1.影响细胞呼吸的内部因素
2.影响细胞呼吸的外部因素及其应用
(1)温度。
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。
抑制
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
(3)CO2浓度。
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
(4)水。
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 处理;②干种子萌发前进行浸泡处理
晾晒
深挖教材
1.判断正误
(1)(必修1 P95思考·讨论)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。( )
×
【提示】 酿酒过程的早期不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸,以利于酵母菌大量增殖,酵母菌有氧呼吸不产生酒精。
(2)(必修1 P95思考·讨论)破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处缺乏氧气。( )
(3)(必修1 P95正文)中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。( )
√
√
(4)(必修1 P95思考·讨论)慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸供能。( )
×
【提示】 慢跑时,氧气供应充足,肌细胞主要进行有氧呼吸供能。
(5)(必修1 P95正文)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。( )
×
【提示】 粮食种子适宜在零上低温、低氧和干燥的环境中储藏。
2.规范表达
(1)(必修1 P95思考·讨论拓展)密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等,其主要原因是
。
(2)(必修1 P95思考·讨论拓展)夏季,池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象,原因是
。
密封的地窖中CO2浓度高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物
的消耗
黎明时分水中的溶解氧不足,鱼出现浮头现象,以便从空气中吸取更
多氧气
能力1 结合影响细胞呼吸的因素,考查科学思维
1.(2024·山西晋中模拟)如图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况,下列叙述错误的是( )
①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性
②bc段细胞呼吸增强主要原因是O2浓度升高
③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同
⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体
[A] ①③ [B] ②⑤ [C] ③④ [D] ④⑤
D
【解析】 马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸,有氧呼吸产生CO2,即只有有氧呼吸产生CO2,因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性,①正确;bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加,导致有氧呼吸增强,所以产生的CO2增多,②正确;由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生CO2,而有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等,所以a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积,③正确;马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同,④错误;马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体,⑤错误。
2.(2024·福建宁德质检)科研人员为探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,进行了相关实验,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
[A] 在30 ℃条件下,60 h以后呼吸速率为0的原因只有呼吸反应物消耗殆尽
[B] 储存水蜜桃的最适宜温度是2 ℃
[C] 如果在开放环境中做该实验,呼吸速率曲线可能与图中的结果不同
[D] 在三种温度条件下,三条曲线的变化趋势说明呼吸速率只与温度有关
C
【解析】 根据呼吸速率单位可知,本实验测定的是有氧呼吸速率,是在密闭环境中进行的,在30 ℃条件下,60 h以后呼吸速率为0的原因可能是呼吸反应物消耗殆尽,也可能是密闭环境中的O2消耗殆尽。该实验中只有三个温度,在这三个温度中2 ℃比较适宜储存水蜜桃,但不一定就是其最适宜的储存温度。根据题干可知,该实验是在密闭罐中进行的,呼吸速率受O2浓度的限制,如果在开放环境中做该实验,O2浓度变化较小,测得的呼吸速率曲线可能与图中的结果不同。呼吸速率除与温度有关外,还与O2浓度等有关。
能力2 围绕细胞呼吸原理的应用,考查综合运用能力
3.(2024·陕西安康模拟)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
[A] 水稻根部只能进行无氧呼吸,所以能长期适应缺氧环境
[B] 荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中,可延长保鲜时间
[C] 登山时人体主要通过无氧呼吸获得能量
[D] 高等生物保留无氧呼吸,有利于对缺氧环境的适应
D
【解析】 水稻根部细胞主要进行有氧呼吸,而无氧呼吸会产生酒精,对根细胞会产生毒害作用,所以不能长期适应缺氧环境;荔枝等水果的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜;登山时人体主要通过有氧呼吸获得能量,同时会出现一定程度的无氧呼吸;高等生物保留无氧呼吸的能力,有利于适应缺氧环境。
4.(2023·新课标卷,2)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理
⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施,下列说法合理的是( )
[A] 措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
[B] 措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
[C] 措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
[D] 措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
A
【解析】 措施②春化处理是为了促进花芽形成,反映了低温与作物开花的关系,措施④光周期处理,反映了昼夜长短与作物开花的关系;措施③风干储藏可以减少种子中的自由水含量,从而减弱细胞呼吸,降低有机物的消耗,措施⑤合理密植的主要目的是提高光的利用率,进而提高作物的光合作用;措施②春化处理是为了促进花芽形成,措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用;措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度,措施④光周期处理,目的是促进或抑制植物开花。
考点二
呼吸速率的测定
呼吸速率的测定
(1)实验装置。
(2)指标及原理。
(3)物理误差的校正。
“液滴移动法”探究萌发种子细胞呼吸的方式
(1)实验装置(以发芽种子为例)。
(2)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
能力3 围绕呼吸速率的测定,考查科学思维
5.(2024·安徽六安模拟)呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧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,设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。
下列说法错误的是( )
[A] 若测得x=50,y=-50,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] 若呼吸反应物为葡萄糖,装置一液滴右移、装置二液滴左移
[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
C
【解析】 若测得x=50,y=-50,则呼吸熵是100÷50=2;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,则分解的有机物可能有脂肪;若呼吸反应物为葡萄糖,装置一液滴不会右移,装置二液滴不会左移;为使测得的x和y值更精确,可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。
归纳总结
呼吸底物与着色液移动的关系
(1)呼吸底物不含脂肪、蛋白质等物质时,产生的CO2量大于或等于消耗的O2量。
(2)呼吸底物含脂肪时,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。因此脂肪为呼吸底物时,产生的CO2量小于消耗的O2量,着色液移动更明显。
考向 从社会责任的角度,考查细胞呼吸的影响因素及其应用
1.(2024·广东卷,5)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是( )
[A] 碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
[B] 线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
[C] 有氧条件下,WT比△sqr的生长速度快
[D] 无氧条件下,WT比△sqr产生更多的ATP
研练真题·感悟高考
D
【解析】 有氧呼吸的主要场所在线粒体,碎片化的线粒体导致其功能受抑制,无法正常进行有氧呼吸;有氧呼吸第二、第三阶段发生在线粒体,线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱;与△sqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获得更多的能量,生长速度比△sqr快;无氧呼吸的场所是细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr产生ATP的量应相同。
2.(2023·湖南卷,5)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
【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;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;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;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,降低酶类对食品中有机物的分解,有利于食品保存。
3.(2022·北京卷,3)在北京冬奥会的感召下,一队初学者进行了3个月高山滑雪集训,成绩显著提高,而体重和滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度,结果如图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内( )
[A] 消耗的ATP不变
[B] 无氧呼吸增强
[C] 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
[D] 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
B
【解析】 滑雪过程中,受训者耗能增多,故消耗的ATP增多;人体无氧呼吸的产物是乳酸,题图中集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,可推测滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强;由题干可知,滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化,则有氧呼吸不变,而无氧呼吸增强,可判断所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多;消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸,而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少。
4.(2022·海南卷,10)种子萌发过程中,储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是( )
[A] 种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
[B] 种子萌发过程中呼吸作用增强,储藏的有机物的量减少
[C] 干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
[D] 种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪
C
【解析】 种子的萌发需要一定的环境条件,如水分、温度和氧气等因素;种子萌发过程中,自由水含量增加,呼吸作用增强,消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质,导致储藏的有机物的量减少;干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中缺水,特别是缺少自由水,导致细胞代谢强度非常弱,细胞呼吸产生的能量非常少,不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求;脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪。
(时间:30分钟 满分:32分)
基础强化练
选择题:1～6题,每题2分。
1.(细胞呼吸原理的应用|2024·三明模拟)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述错误的是( )
[A] 皮肤破损较深或被锈钉扎伤的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清
[B] 利用密封保鲜袋保存车厘子,可减少水分散失和降低细胞呼吸速率,起到保鲜作用
[C] 农作物种子储藏在无氧和低温条件下呼吸速率降低,储藏寿命显著延长
[D] 与玉米种子相比,花生种子萌发时呼吸作用需要大量氧气,播种时宜浅播
C
【解析】 皮肤破损较深或被锈钉扎伤的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清,以防止伤口被破伤风芽孢杆菌感染;车厘子在塑料袋中密封保存,降低氧气浓度,使呼吸速率降低,同时可以减少水分散失,起到保鲜作用;种子应该在低氧、低温的条件下储藏,此时的呼吸速率较低;与玉米种子相比,花生等油料作物中含C、H的比例较高,有氧呼吸时需要消耗大量的氧气,故播种时应该浅播。
2.(细胞呼吸原理在生产和生活中的应用|2025·遂宁月考)如图是某植物种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列说法中错误的是( )
[A] 为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行灭菌处理
[B] 在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于细胞吸水,呼吸速率上升
[C] 在种子吸水的第Ⅱ阶段,主要进行无氧呼吸
[D] 种子萌发后期,还有其他物质参与氧化分解
A
【解析】 为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理;在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于细胞吸水,呼吸速率上升;在种子吸水的第Ⅱ阶段,由题图可知CO2的产生量要比O2的吸收量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸;种子萌发后期,O2吸收量大于CO2释放量,说明除了糖类参与氧化分解外,还有其他物质参与氧化分解,如脂肪。
3.(O2浓度和温度对呼吸速率的影响|2024·昆明月考)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( )
C
[A] O2浓度为0时,细胞中能产生[H]的场所是细胞质基质
[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
【解析】 从题图中可以看出,30 ℃时最接近酶的最适温度,说明有氧呼吸的最适温度位于25～35 ℃之间。
4.(影响细胞呼吸的因素|2024·常州一模)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,达到杀虫抑菌的目的
A
【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,因此储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸;降低谷物的水分,从而抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用,利于粮食储存;为控制谷物储藏温度,需要创造一个不利于虫、霉生长的低温储粮环境,从而可达到储粮的目的;利用少量药剂阻断虫、霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌的目的。
5.(细胞呼吸类型的判断|2024·南充模拟)如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系(底物为葡萄糖)。下列相关分析正确的是( )
C
[A] a～b范围内,随运动强度增加,细胞的有氧呼吸减弱
[B] 运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供
[C] 根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率
[D] 无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,葡萄糖中能量的主要去向都是以热能形式散失
【解析】 a～b范围内,随运动强度增加,氧气消耗速率增加,细胞的有氧呼吸增强;运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由有氧呼吸提供;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2,因此根据题图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率;无氧呼吸时葡萄糖中的能量主要储存在乳酸中。
6.(新情境·淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响|2024·成都模拟)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设置四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根的有氧呼吸速率(mol·g-1·h-1),结果如图。下列说法错误的是( )
[A] a、b、c三点中,a点时单位时间内与氧结合的NADH最多
[B] b点产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质
[C] 实验过程中可用CO2释放量作为检测有氧呼吸速率的指标
[D] 淹水时KNO3对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用
C
【解析】 由题图可知,a、b、c三点中,a点有氧呼吸速率最高,在单位时间内生成NADH最多,因此,a、b、c三点中,a点时单位时间内与氧结合的NADH最多;b点所在曲线为清水组,该曲线随淹水天数的增加有氧呼吸速率下降,b处同时存在有氧呼吸和无氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质;植物有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生,根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,所以不能用CO2释放量作为检测有氧呼吸速率的指标;淹水时加KNO3溶液组与清水组对照,有氧呼吸速率在相同时间内都高于清水组,说明KNO3溶液对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用。
选择题:7～8题,每题4分。
7.(O2浓度对细胞呼吸的影响|2023·山东卷,17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,下列说法错误的是( )
[A] 甲曲线表示CO2释放量
[B] O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
[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
D
能力提升练
【解析】 分析题意可知,题图中横坐标是O2浓度,据题图可知,当O2浓度为0时,甲曲线表示气体仍有释放,说明甲曲线表示CO2释放量,乙曲线表示O2吸收量;O2浓度为b时,两曲线相交,说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等,细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,故此时植物只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸;O2浓度为0时,植物只进行无氧呼吸,氧气浓度为a时,植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,氧气浓度为b时植物只进行有氧呼吸,故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;
O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官,因为无氧呼吸会产生酒精,不一定能满足某些生物组织的储存,且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小,据图,此时气体交换相对值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C6∶O2∶CO2=1∶6∶6,无氧呼吸C6∶CO2=1∶2,算得C6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。而无氧呼吸消失点即b点时,O2和CO2的相对值为0.7,算得C6的相对消耗量约为0.12,明显比a点时要低。因此a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小。
8.(影响细胞呼吸的因素及应用|2025·福州模拟)为探究草莓果实适宜的储存条件,某兴趣小组称取三等份生理状态相同的草莓果实,分别装入容积相同的瓶内,密封后置于不同温度下储存,每隔12 h测定各瓶中CO2的生成速率,结果如下表。
处理温度 CO2生成速率/(mL·kg-1·h-1)
12 h 24 h 36 h 48 h 60 h
15 ℃ 47 43 40 38 37
10 ℃ 24 21 19 17 16
5 ℃ 4.9 3.7 2.8 2.5 2.5
下列分析错误的是( )
[A] 上述实验为对照实验,其中果实的生理状态属于自变量
[B] 与15 ℃相比,5 ℃条件下草莓果实的CO2生成速率较低,主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性
[C] 随着储存时间的增加,CO2生成速率持续降低,主要原因是密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少
[D] 冷藏草莓时,在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏,可在一定程度上抑制其无氧呼吸
A
【解析】 由题中表格数据可知,该实验的自变量为温度和时间,因变量是果实的生理状态,通过CO2生成速率反映,每一组都是实验组同时又是其他组的对照组,因此题述实验是对比实验;细胞呼吸是一种酶促反应,而酶的活性受温度的影响,所以与15 ℃相比,5 ℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性,导致草莓果实的CO2生成速率较低;随着储存时间的增加,由于草莓果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少,在一定程度上抑制了草莓的有氧呼吸,导致CO2生成速率逐渐降低;冷藏草莓时,在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏,能保证一定的氧气供应,可在一定程度上抑制其无氧呼吸。
9.(12分)(细胞呼吸的影响因素|2024·贵州卷,17)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。
(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”)。
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
【解析】 (1)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,将有机物彻底氧化分解释放大量能量,生成大量ATP。由题图可知,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。
(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。
O2的含量
3
【解析】 (2)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,有氧呼吸时,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量比为1∶6∶6,无氧呼吸时葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1∶2,无氧呼吸和有氧呼吸均产生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。
(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)。
无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;水淹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
【解析】 (3)由于无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;水淹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,故水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复。第14讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
(时间:30分钟 满分:32分)
基础强化练
选择题:1~6题,每题2分。
1.(细胞呼吸原理的应用|2024·三明模拟)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述错误的是( )
[A] 皮肤破损较深或被锈钉扎伤的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清
[B] 利用密封保鲜袋保存车厘子,可减少水分散失和降低细胞呼吸速率,起到保鲜作用
[C] 农作物种子储藏在无氧和低温条件下呼吸速率降低,储藏寿命显著延长
[D] 与玉米种子相比,花生种子萌发时呼吸作用需要大量氧气,播种时宜浅播
2.(细胞呼吸原理在生产和生活中的应用|2025·遂宁月考)如图是某植物种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列说法中错误的是( )
[A] 为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行灭菌处理
[B] 在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于细胞吸水,呼吸速率上升
[C] 在种子吸水的第Ⅱ阶段,主要进行无氧呼吸
[D] 种子萌发后期,还有其他物质参与氧化分解
3.(O2浓度和温度对呼吸速率的影响|2024·昆明月考)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] O2浓度为0时,细胞中能产生[H]的场所是细胞质基质
[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
4.(影响细胞呼吸的因素|2024·常州一模)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,达到杀虫抑菌的目的
5.(细胞呼吸类型的判断|2024·南充模拟)如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系(底物为葡萄糖)。下列相关分析正确的是( )
[A] a~b范围内,随运动强度增加,细胞的有氧呼吸减弱
[B] 运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供
[C] 根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率
[D] 无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,葡萄糖中能量的主要去向都是以热能形式散失
6.(新情境·淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响|2024·成都模拟)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响,设置四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根的有氧呼吸速率(mol·g-1·h-1),结果如图。下列说法错误的是( )
[A] a、b、c三点中,a点时单位时间内与氧结合的NADH最多
[B] b点产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质
[C] 实验过程中可用CO2释放量作为检测有氧呼吸速率的指标
[D] 淹水时KNO3对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用
能力提升练
选择题:7~8题,每题4分。
7.(O2浓度对细胞呼吸的影响|2023·山东卷,17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,下列说法错误的是( )
[A] 甲曲线表示CO2释放量
[B] O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
[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
8.(影响细胞呼吸的因素及应用|2025·福州模拟)为探究草莓果实适宜的储存条件,某兴趣小组称取三等份生理状态相同的草莓果实,分别装入容积相同的瓶内,密封后置于不同温度下储存,每隔12 h测定各瓶中CO2的生成速率,结果如下表。下列分析错误的是( )
处理温度 CO2生成速率/(mL·kg-1·h-1)
12 h 24 h 36 h 48 h 60 h
15 ℃ 47 43 40 38 37
10 ℃ 24 21 19 17 16
5 ℃ 4.9 3.7 2.8 2.5 2.5
[A] 上述实验为对照实验,其中果实的生理状态属于自变量
[B] 与15 ℃相比,5 ℃条件下草莓果实的CO2生成速率较低,主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性
[C] 随着储存时间的增加,CO2生成速率持续降低,主要原因是密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少
[D] 冷藏草莓时,在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏,可在一定程度上抑制其无氧呼吸
9.(12分)(细胞呼吸的影响因素|2024·贵州卷,17)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。
(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”)。
(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)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)。
第14讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.C 皮肤破损较深或被锈钉扎伤的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清,以防止伤口被破伤风芽孢杆菌感染;车厘子在塑料袋中密封保存,降低氧气浓度,使呼吸速率降低,同时可以减少水分散失,起到保鲜作用;种子应该在低氧、低温的条件下储藏,此时的呼吸速率较低;与玉米种子相比,花生等油料作物中含C、H的比例较高,有氧呼吸时需要消耗大量的氧气,故播种时应该浅播。
2.A 为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理;在种子吸水的第Ⅰ阶段,由于细胞吸水,呼吸速率上升;在种子吸水的第Ⅱ阶段,由题图可知CO2的产生量要比O2的吸收量大得多,说明此期间主要进行无氧呼吸;种子萌发后期,O2吸收量大于CO2释放量,说明除了糖类参与氧化分解外,还有其他物质参与氧化分解,如脂肪。
3.C 从题图中可以看出,30 ℃时最接近酶的最适温度,说明有氧呼吸的最适温度位于25~35 ℃之间。
4.A 无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸,不利于谷物的储存,因此储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸;降低谷物的水分,从而抑制谷物、微生物、害虫的呼吸作用,利于粮食储存;为控制谷物储藏温度,需要创造一个不利于虫、霉生长的低温储粮环境,从而可达到储粮的目的;利用少量药剂阻断虫、霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌的目的。
5.C a~b范围内,随运动强度增加,氧气消耗速率增加,细胞的有氧呼吸增强;运动强度为c时,运动员消耗的能量主要由有氧呼吸提供;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2,因此根据题图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率;无氧呼吸时葡萄糖中的能量主要储存在乳酸中。
6.C 由题图可知,a、b、c三点中,a点有氧呼吸速率最高,在单位时间内生成NADH最多,因此,a、b、c三点中,a点时单位时间内与氧结合的NADH最多;b点所在曲线为清水组,该曲线随淹水天数的增加有氧呼吸速率下降,b处同时存在有氧呼吸和无氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质;植物有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生,根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,所以不能用CO2释放量作为检测有氧呼吸速率的指标;淹水时加KNO3溶液组与清水组对照,有氧呼吸速率在相同时间内都高于清水组,说明KNO3溶液对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用。
7.D 分析题意可知,题图中横坐标是O2浓度,据题图可知,当O2浓度为0时,甲曲线表示气体仍有释放,说明甲曲线表示CO2释放量,乙曲线表示O2吸收量;O2浓度为b时,两曲线相交,说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等,细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,故此时植物只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸;O2浓度为0时,植物只进行无氧呼吸,氧气浓度为a时,植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,氧气浓度为b时植物只进行有氧呼吸,故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;O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官,因为无氧呼吸会产生酒精,不一定能满足某些生物组织的储存,且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小,据图,此时气体交换相对值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C6∶O2∶CO2=1∶6∶6,无氧呼吸C6∶CO2=1∶2,算得C6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。而无氧呼吸消失点即b点时,O2和CO2的相对值为0.7,算得C6的相对消耗量约为0.12,明显比a点时要低。因此a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小。
8.A 由题中表格数据可知,该实验的自变量为温度和时间,因变量是果实的生理状态,通过CO2生成速率反映,每一组都是实验组同时又是其他组的对照组,因此题述实验是对比实验;细胞呼吸是一种酶促反应,而酶的活性受温度的影响,所以与15 ℃相比,5 ℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性,导致草莓果实的CO2生成速率较低;随着储存时间的增加,由于草莓果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少,在一定程度上抑制了草莓的有氧呼吸,导致CO2生成速率逐渐降低;冷藏草莓时,在盛放草莓的保鲜袋上扎几个小孔后再冷藏,能保证一定的氧气供应,可在一定程度上抑制其无氧呼吸。
9.【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)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(3分) 乙(1分)
(2)O2的含量 3
(3)无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;水淹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(4分)
【解析】 (1)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,将有机物彻底氧化分解释放大量能量,生成大量ATP。由题图可知,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。
(2)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,有氧呼吸时,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量比为1∶6∶6,无氧呼吸时葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1∶2,无氧呼吸和有氧呼吸均产生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。
(3)由于无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;水淹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,故水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复。
