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第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用
1.细胞呼吸
(1)概念:细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他
物质,同时释放出能量并生成ATP的过程。
(2)类型:有氧呼吸和无氧呼吸。
(3)意义:生物体通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动能直接利用的能量。
必备知识 清单破
知识点 1 细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
2.有氧呼吸
(1)概念:细胞有氧呼吸是指在氧的参与下,细胞内的有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水,
同时释放能量,生成大量ATP的过程。细胞有氧呼吸主要发生在线粒体内。
(2)过程
1、第一阶段:糖酵解过程,在细胞质基质中进行,葡萄糖→丙酮酸+少量[H]+少量能量。
2、第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸→乙酰辅酶A→柠檬酸→CO2+大量[H]+少量能量,
部分水也参与了这一阶段的反应。
3、第三阶段:在线粒体内膜上进行,需要氧参与,[H]+O2 H2O+大量能量。
(3)总反应式(以葡萄糖为呼吸底物)
特别提醒 有氧呼吸的第二阶段把糖类、蛋白质和脂肪等物质代谢联系起来,也是能量代谢
的枢纽。
1.概念:在无氧或缺氧的条件下,细胞通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为乙醇(C2H5
OH)和CO2,或分解为乳酸(C3H6O3)等物质,同时释放较少能量的过程。
2.场所:细胞质基质。
3.总反应式(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
(2)C6H12O6 2C3H6O3+能量
知识点 2 细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
特别提醒 无氧呼吸分为两个阶段,第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同。
1.酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式
2.实验设计
知识点 3 探究酵母菌的呼吸方式
3.呼吸产物的检测
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清石灰水 石灰水变混浊
溴麝香草酚蓝溶液 溶液由蓝色变为黄绿色
乙醇 酸性条件下的重铬酸钾溶液 生成绿色的硫酸铬
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)产物
1.细胞呼吸释放的能量,一部分以热的形式散失,一部分主要储存在ATP中,供给生物体的各
种生命活动。
2.ATP为细胞的生命活动提供了动力。
3.生物体的各种运动,一些生物的放电、发光现象,物质的主动运输,细胞的分裂和生长等,都
需要消耗ATP所提供的能量。
知识点 4 细胞呼吸产生能量的利用
知识辨析
1.酵母菌有氧呼吸在线粒体中进行,这种说法正确吗
2.有氧呼吸的反应物和产物中都有水,且出现在同一反应阶段,这种说法正确吗
3.有氧呼吸的三个阶段都能生成ATP,无氧呼吸只在第一阶段释放能量生成少量ATP,这种说
法正确吗
提示
提示
提示
不正确。酵母菌有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。
不正确。有氧呼吸第二阶段的反应有水的参与,第三阶段[H]与O2结合生成水。
正确。
4.人体剧烈运动时骨骼肌细胞耗氧量少于产生的二氧化碳量,这种说法正确吗
5.不同生物无氧呼吸的产物相同,这种说法正确吗
6.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,不能发生在无氧呼吸过程中,这种说法正确吗
7.乙醇在碱性条件下与重铬酸钾溶液反应生成绿色的硫酸铬,这种说法正确吗
提示
提示
提示
提示
不正确。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞有氧呼吸与无氧呼吸同时进行,但人体细胞无氧呼吸既不消耗O2,也不产生CO2,所以此时骨骼肌细胞耗氧量与二氧化碳产生量相等。
不正确。不同生物无氧呼吸的产物不一定相同,如酵母菌无氧呼吸的产物为乙醇和二氧化碳,乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。
不正确。细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,可发生在无氧呼吸的第一阶段。
不正确。乙醇在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应生成绿色的硫酸铬。
1.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
关键能力 定点破
定点 1 细胞呼吸过程中的物质和能量变化
来源 去路
ATP 有氧呼吸:三个阶段都产生; 无氧呼吸:只第一阶段产生 用于各项生命活动
[H] 有氧呼吸:C6H12O6和H2O; 无氧呼吸:C6H12O6 有氧呼吸:与O2结合生成水;
无氧呼吸:还原丙酮酸
2.细胞呼吸反应式中各物质间的数量比(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∶乙醇=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时,产乙醇的无氧呼吸产生的CO2∶有氧呼吸产生的CO2=1∶3。
3.细胞呼吸中的能量转化
(1)有氧呼吸
(2)无氧呼吸
1.利用物质变化探究细胞呼吸方式(以葡萄糖为呼吸底物)
定点 2 探究细胞呼吸方式
2.曲线中细胞呼吸方式的判断(以葡萄糖为呼吸底物)
Q点 不消耗O2,产生CO2,只进行无氧呼吸
P点及P点以后 O2吸收量=CO2生成量,只进行有氧呼吸
QP段(不包含Q、P点) CO2生成量>O2吸收量,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
3.利用实验装置探究某生物的细胞呼吸方式
欲确认某生物的细胞呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以活的发芽种子为例,以
葡萄糖为呼吸底物)。
(1)实验结果预测和结论
1、若装置一的着色液滴和装置二的着色液滴均不动,则只进行产生乳酸的无氧呼吸。
2、若装置一的着色液滴不动,装置二的着色液滴右移,则只进行产生乙醇的无氧呼吸。
3、若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴不动,则只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼
吸和产生乳酸的无氧呼吸。
4、若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴右移,则同时进行有氧呼吸和产生乙醇的无
氧呼吸。
(2)物理误差的校正
为了使实验结果精确,还应设置对照装置,对照装置中,用等量死的发芽种子代替活的发
芽种子,其余均与装置二相同。
典例 为检测小麦种子的呼吸商(呼吸商=CO2释放量/O2吸收量)变化,在种子萌发过程中每
隔一段时间取适量小麦种子均分成两组分别置于如图两个装置中,记录液滴移动数值并分析
(外界影响因素忽略不计)。
(1)装置1中NaOH溶液的作用是 。装置1红色液滴向左移动的数值可表示
量。
(2)种子萌发初期取样,测得装置1红色液滴向左移动4个单位,装置2红色液滴向右移动4个单
位,则此时小麦种子的呼吸商为 ,说明此时细胞呼吸方式主要是 。在
种子萌发后期,呼吸商接近1,说明此时细胞呼吸方式主要是 。
吸收CO2
O2吸收
2
无氧呼吸
有氧呼吸
思路点拨 先分析装置1和装置2中红色液滴的移动分别代表的含义,再根据题意分析呼吸商
的变化,进而判断细胞呼吸的主要方式。
解析 (1)装置1中NaOH溶液的作用是吸收CO2,则引起装置1压强变化的是氧气,装置1红色
液滴向左移动的数值可表示O2吸收量。(2)在种子萌发初期取样,测得装置1红色液滴向左移
动4个单位,说明消耗O2为4个单位,则有氧呼吸产生的CO2也为4个单位,装置2红色液滴向右
移动4个单位,说明无氧呼吸产生的CO2为4个单位,则此时小麦种子的呼吸商为(4+4)÷4=2。
无氧呼吸产生4个单位CO2,需要消耗2个单位葡萄糖,有氧呼吸消耗4个单位O2,需要消耗2/3个
单位葡萄糖,则此时细胞呼吸的方式主要是无氧呼吸。在种子萌发后期,呼吸商接近1,即产生
的CO2量接近消耗的O2量,说明此时细胞呼吸的方式主要是有氧呼吸。
1.物质联系
(1)碳元素
(2)氧元素
定点 3 光合作用与有氧呼吸中物质和能量的联系
(3)氢元素
2.能量联系
第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用
第一课时 有氧呼吸和无氧呼吸
基础过关练
题组一 细胞呼吸
1.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.细胞呼吸是吸进O2,呼出CO2的过程
B.细胞呼吸实质上就是氧化分解有机物,释放能量的过程
C.细胞呼吸不需要酶的参与
D.细胞呼吸所消耗的有机物都是葡萄糖
题组二 有氧呼吸的过程
2.如图为线粒体的结构示意图。下列叙述错误的是( )
A.图中②处存在少量DNA和RNA
B.③是内膜向内折叠形成的嵴,为酶的附着提供了位点
C.①②③处均能合成ATP
D.②处产生CO2和[H],③处消耗O2和[H]
3.下列关于人体有氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多
B.O2与[H]结合生成水发生在线粒体基质中
C.与糖酵解有关的酶分布在线粒体的嵴上
D.丙酮酸在细胞质基质中分解产生CO2
4.如图为绿色植物细胞内部分物质的转化过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.图示过程只能发生在绿色植物细胞内
B.物质①②分别是H2O和O2
C.图中的[H]都是在线粒体中产生的
D.用18O标记C6H12O6,产物水中能检测到放射性
题组三 无氧呼吸及其与有氧呼吸的区别
5.生物无氧呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.甲过程在有氧条件下也能进行
B.甲过程产生的[H]用于乙、丙过程
C.乙、丙过程不可能发生在同一细胞中
D.乙、丙过程释放少量能量,合成少量ATP
6.下图表示葡萄糖在细胞内氧化分解过程的示意图,①②③表示过程,X、Y表示物质。下列叙述错误的是( )
A.①过程发生在细胞质基质,X可为丙酮酸
B.②过程一定有ATP产生
C.③过程不一定发生在线粒体内膜
D.Y可能是H2O或酒精
7.人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的过程中,关于[H]的来源和用途的叙述,最准确的是( )
选项 呼吸类型 [H]的来源 [H]的用途
A 有氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成水
B 有氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成水
C 无氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成乳酸
D 无氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成乙醇
第二课时 探究酵母菌的呼吸方式、细胞呼吸产生能量的利用
基础过关练
题组一 探究酵母菌的呼吸方式
1.探究酵母菌的呼吸方式的实验中,自变量是( )
A.是否有氧气条件 B.温度
C.是否有乙醇产生 D.是否有CO2产生
2.某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型,实验装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.选用酵母菌作为实验材料是因为其为兼性厌氧生物
B.实验因变量为是否产生CO2
C.实验中需控制的无关变量有温度、pH等
D.相同反应时间内,乙装置中澄清石灰水的浑浊程度更高
3.某同学为验证酵母菌无氧呼吸产物,设计如下实验装置开展研究,下列叙述错误的是( )
A.甲瓶不需要通入空气
B.乙瓶澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替
C.该实验需在黑暗条件下进行
D.甲瓶中的溶液可以使酸性重铬酸钾溶液变绿色
题组二 细胞呼吸产生能量的利用
4.下列生理过程中,一定需要消耗ATP的有( )
①细胞吸收葡萄糖
②肌肉收缩
③蛋白质的分泌
④萤火虫发光
⑤大脑思考
⑥叶肉细胞中蔗糖的合成
⑦植物细胞的渗透吸水、失水过程
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②③④⑤⑥
C.②③④⑤⑥ D.①②④⑤⑦
5.萤火虫发光的相关化学变化如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.催化荧光素氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶
B.萤火虫腹部后端(发光器官)细胞内含有大量的ATP,以保证其正常发光
C.萤火虫发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化
D.萤火虫发光过程伴随着ATP的水解
能力提升练
题组一 根据细胞呼吸的过程和物质变化判断细胞呼吸的方式
1.在细胞呼吸过程中,若有CO2产生,则下列叙述正确的是( )
A.不一定发生有氧呼吸,但一定有水产生
B.不一定发生无氧呼吸,但一定有能量释放
C.不一定在生物膜上进行,但一定有乙醇产生
D.不一定在线粒体中进行,但一定有葡萄糖的消耗
2.(教材习题改编)细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.12~24 h种子以无氧呼吸为主
B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液
C.可以使用TTC鉴定种子是否死亡
D.b点后氧化分解的底物只有糖类
3.如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系(假设呼吸底物只有葡萄糖)。结合所学知识,分析下列说法正确的是( )
A.ab段进行有氧呼吸,bc段进行有氧呼吸和无氧呼吸,cd段进行无氧呼吸
B.运动强度大于c后,肌肉细胞CO2产生量将大于O2消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP中
D.剧烈运动时,肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体
4.将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份,分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养,测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是( )
A.甲条件下酵母菌只进行无氧呼吸
B.乙条件下有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.丙条件下有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量比为2∶3
D.丁条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
题组二 根据实验装置探究细胞呼吸的方式
5.(多选题)某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式,设计了如图的实验装置(实验中微生物均有活性,瓶内充满空气)。下列叙述正确的是( )
A.如果酵母菌只进行有氧呼吸,则有色液滴不移动
B.如果有色液滴左移,左移值就是酵母菌消耗的氧气值
C.如果要测呼吸商(释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比),则必须增加一个装置,即把NaOH换成蒸馏水,其他与此装置相同
D.如果把酵母菌换成乳酸菌,其他条件均与此装置相同,则有色液滴不移动
6.某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究某微生物的呼吸方式。实验设计如下:关闭活栓后,U形管右侧液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右侧液面高度调至参考点,实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。下列有关说法不正确的是( )
A.甲组右侧液面变化,表示的是微生物呼吸时O2的消耗量
B.乙组右侧液面变化,表示的是微生物呼吸时CO2的释放量和O2消耗量之间的差值
C.甲组右侧液面升高,乙组右侧液面下降,说明该微生物进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
D.甲组右侧液面不变,乙组右侧液面下降,说明该微生物进行乳酸发酵
7.呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。回答下列问题。
(1)图1中,催化过程①②的酶存在于细胞的 ,物质A表示 ,B的产生部位有 。
(2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25 ℃下经10 min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10 min内小麦种子中发生图1中的 (填序号)过程;如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10 min内小麦种子中发生图1中的
(填序号)过程。
(3)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外,还有脂肪等。在25 ℃下10 min内,如果甲装置中墨滴左移30 mm,乙装置中墨滴左移200 mm,则萌发小麦种子的呼吸商是 。
(4)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置一个对照装置。对照装置中应该把萌发的小麦种子换成 ,小烧杯中应放入 。
(5)结合图示过程,有氧呼吸的反应式可写成 。
答案与分层梯度式解析
第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用
答案与分层梯度式解析
第一课时 有氧呼吸和无氧呼吸
基础过关练
1.B 2.C 3.A 4.B 5.D 6.B 7.B
1.B 人体吸进O2,呼出CO2的过程属于呼吸运动,而不是呼吸作用,A错误。细胞呼吸由一系列生化反应组成,其中每一步生化反应的顺利完成都需要特定的酶参与,C错误。细胞呼吸所消耗的有机物主要是葡萄糖,也可以是脂肪等其他有机物,D错误。
2.C ②是线粒体基质,其中含有少量DNA和RNA,A正确。①是线粒体外膜和内膜之间的位置,该处不产生ATP,C错误。②处进行有氧呼吸第二阶段,即丙酮酸和水反应生成CO2和[H];③是线粒体内膜,此处进行有氧呼吸第三阶段,即O2和[H]反应生成水,D正确。
3.A O2与[H]结合生成水发生在有氧呼吸的第三阶段,场所为线粒体内膜,B错误;糖酵解是有氧呼吸的第一阶段,发生的场所是细胞质基质,C错误;丙酮酸分解产生CO2发生在有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质,D错误。
易错提醒 与真核细胞有氧呼吸有关的三点提醒
(1)葡萄糖不能进入线粒体,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被氧化分解为CO2和H2O。
(2)三个阶段都能释放能量,合成ATP,但第三阶段释放能量最多,合成ATP最多。
(3)第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
4.B 图示是有氧呼吸过程,该过程也能发生在动物细胞等细胞中,A错误;物质①是H2O,参与有氧呼吸第二阶段,②是O2,参与有氧呼吸第三阶段,B正确;图中的[H]在有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生,第一阶段在细胞质基质中进行,C错误;有氧呼吸中,C6H12O6的O进入CO2,且18O不具有放射性,如果用18O标记C6H12O6,产物水中不能检测到放射性,D错误。
5.D 甲过程是葡萄糖生成丙酮酸的过程,在有氧和无氧条件下都能进行,A正确;甲过程产生的[H]用于乙、丙过程,即用于无氧呼吸第二阶段产生乳酸或者乙醇和二氧化碳的过程,B正确;乙、丙两个过程所需的酶不同,不可能发生在同一细胞中,C正确;无氧呼吸过程只在第一阶段产生少量能量,乙、丙过程是无氧呼吸第二阶段,不产生能量,也不合成ATP,D错误。
6.B ①过程为有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质,X可为丙酮酸,A正确;如果该过程表示无氧呼吸,则②③过程是无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,没有ATP产生,B错误,C正确;因为产物中有二氧化碳,所以Y可能是H2O或酒精,D正确。
7.B 根据有氧呼吸的具体过程可知,人体细胞有氧呼吸中[H]来源于葡萄糖和水,用于生成水,A错误,B正确;根据无氧呼吸的具体过程可知,人体细胞无氧呼吸中[H]只来源于葡萄糖,用于生成乳酸,C、D错误。
第二课时 探究酵母菌的呼吸方式、细胞
呼吸产生能量的利用
基础过关练
1.A 2.B 3.C 4.C 5.B
1.A 酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下都能生存,有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是CO2和乙醇,探究酵母菌的呼吸方式的实验中,自变量是氧气的有无,因变量是呼吸产物,故选A。
2.B 选用酵母菌作为实验材料是因为其为兼性厌氧生物,在有氧和无氧的条件下都能生存,A正确;该实验利用酵母菌探究细胞呼吸类型,因变量为CO2产生量的多少及是否产生酒精,B错误;温度、pH、培养液浓度等条件属于无关变量,无关变量要相同且适宜,C正确;相同反应时间内,酵母菌有氧呼吸产生的二氧化碳更多,故乙装置中澄清石灰水的浑浊程度更高,D正确。
3.C 本实验目的是验证酵母菌无氧呼吸产物,故甲瓶不需要通入空气,A正确;CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色,故乙瓶澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替,B正确;该实验装置用于探究酵母菌的无氧呼吸,由于呼吸作用在光照或黑暗条件下都能进行,且酵母菌不能进行光合作用,故该实验无需在黑暗条件下进行,C错误;甲瓶中酵母菌无氧呼吸会产生酒精,酒精可以使酸性重铬酸钾溶液变绿色,D正确。
4.C 哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要消耗ATP,①错误;肌肉收缩、萤火虫发光、大脑思考均需要消耗ATP,②④⑤正确;蛋白质的分泌是胞吐,需要消耗ATP,③正确;叶肉细胞中蔗糖的合成需要消耗ATP,⑥正确;植物细胞的渗透吸水、失水过程不需要消耗ATP,⑦错误,故选C。
5.B 荧光素酶催化荧光素氧化反应,ATP酶催化ATP水解,两种酶不同,A正确;细胞中的ATP含量很少,但ADP和ATP的转化非常迅速并处于动态平衡之中,B错误;题图中荧光产生的过程体现了ATP中的化学能向光能的转化,C正确;荧光素与氧气发生化学反应的过程需要ATP水解提供能量,D正确。
能力提升练
1.B 2.D 3.D 4.A 5.BCD 6.D
1.B 若有CO2产生,则细胞呼吸方式为有氧呼吸或产乙醇的无氧呼吸。无氧呼吸过程中不产生水,A错误;有氧呼吸和无氧呼吸都有能量的释放,B正确;有氧呼吸过程没有乙醇产生,C错误;细胞呼吸的底物一般是葡萄糖,但也可以是脂肪等,D错误。
2.D 据图可知,在12~24 h,种子的CO2释放速率较O2吸收速率快,且O2吸收速率相对稳定,但CO2释放速率在逐渐增大,表明此时种子主要进行无氧呼吸,A正确;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色,因此,CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液,B正确;由题意可知,细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF,活细胞可以发生该颜色反应,而死细胞不可以,故可以使用TTC鉴定种子是否死亡,C正确;b点后种子的O2吸收速率大于CO2释放速率,说明种子进行呼吸作用的底物不只有糖类,可能有脂肪,D错误。
3.D 分析题图曲线可知,cd段氧气消耗率较高,血液中乳酸含量升高,因此该阶段既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,A错误;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,因此,运动强度大于c后,肌肉细胞CO2产生量仍等于O2消耗量,B错误;人体细胞无氧呼吸将有机物分解成乳酸,有机物中的大部分能量储存在乳酸中,少部分能量释放,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中,C错误;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有产生二氧化碳,故剧烈运动时,肌肉细胞中产生CO2的只能是有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体,D正确。
4.A 甲条件下,无氧气的吸收,酵母菌只进行无氧呼吸,A正确。乙条件下,酵母菌有氧呼吸消耗了3个单位的氧气,则有氧呼吸会释放3个单位的二氧化碳,无氧呼吸释放8-3=5(个)单位的二氧化碳,根据酵母菌有氧和无氧呼吸总反应式可知,有氧呼吸释放3个单位的二氧化碳需要消耗0.5个单位的葡萄糖,无氧呼吸释放5个单位的二氧化碳需要消耗2.5个单位葡萄糖,因此乙条件下有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,B错误。丙条件下,酵母菌有氧呼吸消耗了4个单位的氧气,则有氧呼吸会释放4个单位的二氧化碳,无氧呼吸释放6-4=2(个)单位的二氧化碳,所以丙条件下有氧呼吸与无氧呼吸释放二氧化碳量比为2∶1,C错误。丁条件下,氧气吸收量等于二氧化碳释放量,说明酵母菌只进行有氧呼吸,有氧呼吸第二阶段释放二氧化碳,场所是线粒体基质,D错误。
5.BCD 如果酵母菌只进行有氧呼吸,则装置内的O2含量会减少,而酵母菌产生的CO2被氢氧化钠溶液吸收,所以有色液滴左移,A错误;由于酵母菌产生的CO2被氢氧化钠溶液吸收,如果有色液滴左移,则左移值就是酵母菌消耗的氧气值,B正确;题图装置可测定酵母菌吸收氧气的体积,若把NaOH换成蒸馏水,可以测定酵母菌呼吸作用释放二氧化碳的体积和吸收氧气的体积的差值,通过计算可得呼吸商,C正确;由于乳酸菌只进行产生乳酸的无氧呼吸,如果把酵母菌换成乳酸菌,其他条件均与题图装置相同,则有色液滴不移动,D正确。
6.D 甲组实验装置中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳,则甲组右侧液面变化表示的是微生物细胞呼吸时O2的消耗量,A正确。乙组实验装置中无NaOH溶液,则乙组右侧液面变化表示的是微生物呼吸时CO2的释放量和O2消耗量之间的差值,B正确。甲组右侧液面升高,说明该微生物细胞呼吸消耗氧气,即进行了有氧呼吸;乙组右侧液面下降,说明CO2的释放量大于O2消耗量,说明微生物进行了产酒精的无氧呼吸,C正确。甲组右侧液面不变,说明该微生物细胞呼吸不消耗氧气,即不进行有氧呼吸;乙组右侧液面下降,说明有二氧化碳产生,因此该微生物进行酒精发酵,不是乳酸发酵,D错误。
7.答案 (1)细胞质基质 丙酮酸 细胞质基质和线粒体基质 (2)①③④ ①② (3)0.85 (4)等量的煮沸杀死的小麦种子 清水 (5)C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H2O+能量
解析 (1)分析图1:①表示细胞呼吸的第一阶段,②表示无氧呼吸的第二阶段,过程①②所需的酶存在于细胞质基质;③表示有氧呼吸的第三阶段,④表示有氧呼吸的第二阶段。A为丙酮酸,B为CO2,C为[H],D为O2,E为酒精。无氧呼吸产生CO2的部位是细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的部位是线粒体基质。(2)分析图2:首先明确甲、乙装置的区别,即是否含有KOH,KOH可以吸收种子细胞呼吸产生的CO2,因此,甲装置中墨滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与消耗的O2量的差值,乙装置中墨滴移动的距离代表细胞呼吸消耗的O2量。甲装置中墨滴不动,说明产生的CO2量与消耗的O2量相等,说明小麦种子细胞不进行无氧呼吸;乙装置中墨滴左移,说明种子细胞呼吸消耗O2,即发生了有氧呼吸(图1中的①③④)。甲装置中墨滴右移,说明产生的CO2量大于消耗的O2量,则小麦种子细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸或只进行无氧呼吸;乙装置中墨滴不动,说明无O2消耗,即不进行有氧呼吸;综合分析,此时小麦种子只进行无氧呼吸(图1中的①②)。(3)甲装置中墨滴左移,说明O2消耗量大于CO2产生量(呼吸底物存在脂肪,以脂肪为底物进行氧化分解的特点是消耗氧气多),甲装置中墨滴左移30 mm说明O2消耗量比CO2产生量多30 mm;乙装置中墨滴左移200 mm,说明O2消耗量为200 mm,则CO2产生量为200-30=170(mm),呼吸商为释放的CO2量/消耗的O2量=170/200=0.85。(4)环境因素如大气的压强、温度等也可能引起墨滴的移动,因此为了排除无关变量对实验结果的干扰,需设置对照装置,即大试管和小烧杯中应分别放入等量的煮沸杀死的小麦种子和清水,其他条件同装置甲。
