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第2课时 影响细胞呼吸的环境因素及光合作用和细胞呼吸原理的应用
1.说明影响细胞呼吸的环境因素。2.举例说明光合作用和细胞呼吸原理的应用。
一、影响细胞呼吸的环境因素
1.呼吸速率:常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收 或释放 的量来表示。
2.影响细胞呼吸的环境因素
O2
温
度 (1)机理:通过影响有关 影响细胞呼吸
(2)特点:①在一定的温度范围内,酶活性因温度的升高而 ,呼吸速率也会 ;到达最高值后,呼吸速率随着温度的升高而
②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异
③植物细胞呼吸的最适温度一般 光合作用的最适温度
CO2
酶的活性
提高
增高
下降
高于
氧 (1)在氧浓度较低的范围内,植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而 ,但增至一定程度时,呼吸速率
(2)在 条件下,植物可短暂地进行无氧呼吸,但积累的
会对细胞产生毒害,最终常会使植物受到伤害
(3)在以有氧呼吸为主的生物体内,随着氧浓度的提高,有氧呼吸会增强,无氧呼吸会有所
二氧化碳 当二氧化碳的体积分数高于5%时,细胞呼吸明显受到
含水量 在一定范围内,细胞呼吸速率随组织含水量的增加而
升高
不再升高
缺氧
不完全氧化产物
减弱
抑制
增高
二、光合作用和细胞呼吸原理的应用
1. 、 等可以充分利用光能。例如,马铃薯套种玉米或者棉花套种花生。
2.适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。例如, 。
3. 有利于作物的细胞呼吸和光合作用。
4.储藏水果、粮食
(1)储藏果蔬时一般采用适当 或 的方法抑制细胞呼吸,以减少有机物消耗。
(2)储藏粮食时,通过降低粮仓的 ,使储存的种子保持 ,以延长保存期限。
增加光照面积
延长光照时间
露田和晒田
合理密植
降低温度
氧浓度
湿度
干燥
判断正误
(1)内部因素也会影响细胞呼吸的强度,如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。( )
【提示】 低氧会抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,有利于水果保鲜,而水果在无氧条件下,进行无氧呼吸会产生酒精,不利于保鲜。
(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。( )
√
×
(3)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】 为了降低对有机物的消耗,粮食种子适宜在零上低温、低氧和干燥的环境中储藏。
(4)在前季作物生长后期的植株行间播种或移栽后季作物可使光能被充分利用。( )
√
(5)蔬菜大棚需要适时通风,其主要目的是为植物提供更多的O2以提高细胞呼吸效率。( )
×
【提示】 蔬菜大棚需要适时通风,其主要目的是为植物提供更多的CO2以提高光合作用效率。
任务一 分析影响细胞呼吸的因素
下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳),随氧气浓度变化,无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化数据,据表分析并回答下列问题。
氧气浓度/% 0 2.5 5 7.5 10 12.5
无氧呼吸释放的CO2量 10 7 3 1 0 0
有氧呼吸释放的CO2量
(吸收的氧气量) 0 2 3 6 8 10
总CO2释放量 10 9 6 7 8 10
(1)O2浓度为零时,该器官进行的细胞呼吸方式是 ,O2浓度在2.5%～
7.5%范围内该器官进行的细胞呼吸方式是 ,O2浓度在10%以上时,该器官进行的细胞呼吸方式是 。
(2)O2浓度为5%时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,二者消耗的葡萄糖是不是也一样多 为什么
无氧呼吸
【提示】 不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以看出;有氧呼吸时,1C6H12O6→6CO2;无氧呼吸时,1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,二者消耗的葡萄糖之比是 1∶3。
有氧呼吸和无氧呼吸
有氧呼吸
(3)由表中数据判断氧气对无氧呼吸和有氧呼吸有什么影响
【提示】 抑制无氧呼吸,促进有氧呼吸。
(4)农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好 为什么
【提示】 不是。农作物种子应该保存在低氧环境中,低氧环境抑制了无氧呼吸,有氧呼吸的速率仍然较弱,有机物消耗最少。
「核心归纳」
影响细胞呼吸的环境因素
(1)温度。
①原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②曲线模型。
(2)O2浓度。
①原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
②曲线模型。
a.O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
b.0c.O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
d.O2浓度为5%时,CO2释放量最少,有利于储存粮食。
(3)CO2浓度。
①原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
②曲线模型。
(4)含水量。
①原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
②曲线模型。
「典型例题」
1.某科研人员将绿色番茄果实置于密闭容器内,在t1、t2、t3三种不同温度条件下测定其呼吸速率,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
[A]呼吸速率可用番茄果实中有机物的减少速率来表示
[B]不同温度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同
[C]t1温度条件下呼吸速率的变化与容器内O2浓度有关
[D]据图分析可以判断三个温度的大小关系为t1>t2>t3
D
【解析】 根据题图所示,不能确定t1、t2、t3的大小关系,因为酶作用有最适温度,低于最适温度时,随着温度的升高,酶促反应速率增大,高于最适温度时,随着温度的升高,酶促反应速率降低,根据题图所示信息无法判断t1、t2、t3温度是高于还是低于最适温度。
2.下图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,据图回答,下列有关叙述正确的是( )
[A]细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和 35 ℃ 之间
[B]O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃的条件下有氧呼吸速率相同
[C]O2浓度为0时,细胞产生ATP的场所有细胞质基质和叶绿体
[D]图中限制c点有氧呼吸速率的因素只有O2浓度
B
【解析】 据题图分析,30 ℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最大,细胞有氧呼吸的最适温度位于最高值两侧的两个温度梯度之间,所以应该在20 ℃和35 ℃之间;O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃温度条件下有氧呼吸速率相同;洋葱根尖没有叶绿体,O2浓度为0时,细胞产生ATP的场所是细胞质基质;题图中限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度,也有温度。
任务二 分析光合作用和细胞呼吸原理的应用
在生产生活中人们可利用细胞呼吸和光合作用的原理,合理控制细胞的呼吸作用和光合作用为人类服务。请根据所学的知识,分析回答下列问题。
(1)在日常生活中我们用冰箱保存蔬菜、水果的原理是什么
【提示】 通过降低温度,细胞呼吸相关酶的活性降低,导致呼吸作用减弱,有机物的消耗减少。
(2)请从无机盐离子的吸收方面分析,为什么农作物要及时松土 稻田长期不排水,幼根为什么会变黑、腐烂
【提示】 松土可增大土壤中的氧气含量,促进根细胞有氧呼吸,为吸收无机盐离子提供能量。水淹会使水稻根部细胞进行无氧呼吸,产生的酒精会毒害细胞。
(3)新疆地区的哈密瓜特别甜,这与当地的气候条件有关,从环境因素对光合作用和细胞呼吸影响的角度分析原因。
【提示】 新疆地区的光照强度大、日照时间长,哈密瓜充分进行光合作用合成更多的糖类等有机物;同时,新疆地区的夜间温度低,哈密瓜细胞呼吸弱,有机物的分解少,使更多的有机物得以积累,提高了瓜果的甜度。
「核心归纳」
1.光合作用原理的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对光照的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高,晚上适当降低 白天提高温度,促进光合作用;夜间降温,抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大CO2浓度,有利于光合作用的进行
合理灌溉 缺少水导致气孔关闭,CO2供应不足
2.有氧呼吸原理的应用
「典型例题」
3.(2025·泰州期末)下列关于生产实践措施的叙述,错误的是( )
[A]利用酵母菌酿酒时需适当通气后再密封
[B]中耕松土能促进根细胞对矿质元素的吸收
[C]减少株距能提高栽种作物的单株产量
[D]适当增大日夜温差利于大棚作物积累有机物
C
【解析】 酵母菌酿酒过程中先通气,使酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌大量繁殖,使种群数量增加,然后密闭让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸,有氧呼吸产生的能量可以用于根对矿质元素的吸收。栽种作物应做到行距、株距合理,可以提高植物对光照的利用率,从而提高光合作用效率,以提高单位面积有机物积累量。大棚栽培农作物可适当增大日夜温差,白天温度高,光合作用强,制造的有机物多;夜间温度低,呼吸作用弱,消耗的有机物少,因此有利于提高有机物积累量。
思维导图
随堂检测
1.(2025·南京期末)下列日常生活中的做法,没有依据细胞呼吸原理的是( )
[A]包扎伤口选用透气的创可贴
[B]在密闭条件下利用葡萄酿酒
[C]真空包装食品以延长保质期
[D]用熟石灰改良农田土壤酸碱度
D
【解析】 包扎伤口选用透气的创可贴,可以避免厌氧病菌在伤口内繁殖,从而有利于伤口的痊愈;在密闭条件下利用葡萄酿酒,利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理;真空包装食品可通过抑制微生物的细胞呼吸而抑制微生物的繁殖,以延长保质期;用熟石灰改良农田土壤酸碱度,没有依据细胞呼吸原理。
2.(2025·扬州期末)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的正确的是( )
B
选项 应用 措施 目的
[A] 种子贮存 晒干 降低结合水含量,降低细胞呼吸强度
[B] 乳酸菌
制作酸奶 密封 利于乳酸菌繁殖,以进行乳酸发酵
[C] 水果保鲜 零下低温 降低酶的活性,降低细胞呼吸强度
[D] 栽种庄稼 施用农家肥 促进根吸收农家肥中的有机物
【解析】 种子的贮存,必须降低含水量,主要减少的是自由水的含量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,以减少有机物的消耗;乳酸菌是严格的厌氧微生物,所以整个过程要严格密封,利于乳酸菌繁殖;水果保鲜既要保持水分,又要降低呼吸作用,所以储存在零度以上的低温环境中,温度不能太低,零下低温会导致细胞受损;栽种庄稼施用农家肥,促进植物根系吸收的是农家肥被分解后产生的无机盐,而不是吸收农家肥中的有机物。
3.如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施不能有效提高光能利用率的是
( )
[A]阴雨天气提高温室中的CO2浓度
[B]将玉米与大豆混合种植
[C]为农作物补充镁元素,保证叶绿素的含量
[D]合理灌溉,使植株保持挺拔
A
【解析】 阴雨天气,光照强度减弱,这种情况下补充CO2达不到提高光能利用率的目的;玉米与大豆混合种植可以充分利用光能,进而达到提高光能利用率的目的;充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收;植株挺拔,叶片充分展开,有利于对光的吸收。
4.为研究淹水时不同浓度的KNO3溶液对某植物根系有氧呼吸速率的影响,某小组以氧气的吸收量为衡量指标,以清水组为对照,绘制了植物根系有氧呼吸速率随淹水天数的变化曲线,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
[A]除图中指标外,也可通过单位时间内CO2释放量来衡量有氧呼吸速率
[B]由图可知,淹水状态下,KNO3溶液对植物根细胞有氧呼吸存在抑制作用
[C]图中KNO3溶液浓度为30 mmol·L-1时,淹水对该植物根系有氧呼吸影响最小
[D]KNO3溶液浓度越高,对淹水造成的有氧呼吸速率下降的缓解作用一定越强
C
【解析】 淹水状况下植物根系有可能进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,因此不宜用单位时间内CO2的释放量来衡量有氧呼吸速率;从曲线走势分
析,与清水组相比,淹水天数5 d内,KNO3溶液浓度越高,有氧呼吸速率越高,说明淹水时KNO3溶液对有氧呼吸速率降低有减缓作用,由于KNO3溶液浓度为 30 mmol·L-1的实验组有氧呼吸速率最高,说明KNO3溶液在此浓度下减缓有氧呼吸降低的效果最好,但并不能说明KNO3溶液浓度越高,对淹水造成的有氧呼吸速率下降的缓解作用一定越强;由题图可知,在三个实验组中,
KNO3溶液浓度为30 mmol·L-1时,淹水对该植物根系有氧呼吸影响最小。
5.(多选)现有等量的a、b两个品种的小麦种子,将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内,各加入适量(等量)的水。在 25 ℃条件下,瓶内O2含量变化如右图所示,请据图判断下列说法错误的有( )
[A]在t1～t2期间,瓶内O2含量的降低主要是由种子细胞的有氧呼吸引起的
[B]在t1～t2期间,a种子比b种子的呼吸速率慢
[C]在t1～t2期间,a、b种子释放CO2量的变化趋势是逐渐增加
[D]在O～t1期间,广口瓶内的CO2有少量增加,主要原因可能是
种子进行了无氧呼吸
BC
【解析】 根据题图,在t1～t2期间,a种子所在广口瓶氧气下降的速率比b快,所以a种子比b种子的呼吸速率快;分析题图可知,在t1～t2期间,广口瓶内O2含量逐渐降低,导致有氧呼吸逐渐减弱,因此种子释放CO2量的变化趋势是逐渐减少;在O～t1期间,O2含量不变,种子进行无氧呼吸释放CO2导致广口瓶内CO2有少量增加。
联系实际 迁移应用
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。某兴趣小组学习做馒头,他们先把面粉、温水、酵母菌按比例混合,揉成面团,再放置一段时间进行发酵。发酵完成后,掰开面团,发现中间有很多小孔;若发酵时间过长,还会产生淡淡的酒味。
(1)冬天如果保温做得不到位,面团发酵则需要较长的时间,原因是什么
【提示】 低温降低(影响)了酶的活性。
(2)面团发酵时间过长会产生淡淡酒味的原因是什么
【提示】 面团内的氧气被消耗,酵母菌在低氧环境中进行无氧呼吸产生了酒精(乙醇)。第2课时 影响细胞呼吸的环境因素及光合作用和细胞呼吸原理的应用
[学习目标] 1.说明影响细胞呼吸的环境因素。2.举例说明光合作用和细胞呼吸原理的
应用。
一、影响细胞呼吸的环境因素
1.呼吸速率:常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。
2.影响细胞呼吸的环境因素
温 度 (1)机理:通过影响有关酶的活性影响细胞呼吸 (2)特点:①在一定的温度范围内,酶活性因温度的升高而提高,呼吸速率也会增高;到达最高值后,呼吸速率随着温度的升高而下降 ②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异 ③植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度
氧 (1)在氧浓度较低的范围内,植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而升高,但增至一定程度时,呼吸速率不再升高 (2)在缺氧条件下,植物可短暂地进行无氧呼吸,但积累的不完全氧化产物会对细胞产生毒害,最终常会使植物受到伤害 (3)在以有氧呼吸为主的生物体内,随着氧浓度的提高,有氧呼吸会增强,无氧呼吸会有所减弱
二氧 化碳 当二氧化碳的体积分数高于5%时,细胞呼吸明显受到抑制
含水量 在一定范围内,细胞呼吸速率随组织含水量的增加而增高
二、光合作用和细胞呼吸原理的应用
1.增加光照面积、延长光照时间等可以充分利用光能。例如,马铃薯套种玉米或者棉花套种花生。
2.适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。例如,露田和晒田。
3.合理密植有利于作物的细胞呼吸和光合作用。
4.储藏水果、粮食
(1)储藏果蔬时一般采用适当降低温度或氧浓度的方法抑制细胞呼吸,以减少有机物消耗。
(2)储藏粮食时,通过降低粮仓的湿度,使储存的种子保持干燥,以延长保存期限。
判断正误
(1)内部因素也会影响细胞呼吸的强度,如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。( )
【答案】 √
(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。( )
【答案】 ×
【提示】 低氧会抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,有利于水果保鲜,而水果在无氧条件下,进行无氧呼吸会产生酒精,不利于保鲜。
(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。( )
【答案】 ×
【提示】 为了降低对有机物的消耗,粮食种子适宜在零上低温、低氧和干燥的环境中
储藏。
(4)在前季作物生长后期的植株行间播种或移栽后季作物可使光能被充分利用。( )
【答案】 √
(5)蔬菜大棚需要适时通风,其主要目的是为植物提供更多的O2以提高细胞呼吸效率。( )
【答案】 ×
【提示】 蔬菜大棚需要适时通风,其主要目的是为植物提供更多的CO2以提高光合作用效率。
任务一 分析影响细胞呼吸的因素
下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳),随氧气浓度变化,无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化数据,据表分析并回答下列问题。
氧气浓度/% 0 2.5 5 7.5 10 12.5
无氧呼吸释放 的CO2量 10 7 3 1 0 0
有氧呼吸释放 的CO2量 (吸收的氧气量) 0 2 3 6 8 10
总CO2释放量 10 9 6 7 8 10
(1)O2浓度为零时,该器官进行的细胞呼吸方式是无氧呼吸,O2浓度在2.5%～7.5%范围内该器官进行的细胞呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸,O2浓度在10%以上时,该器官进行的细胞呼吸方式是有氧呼吸。
(2)O2浓度为5%时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,二者消耗的葡萄糖是不是也一样多 为什么
【提示】 不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以看出;有氧呼吸时,1C6H12O6→6CO2;无氧呼吸时,1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,二者消耗的葡萄糖之比是 1∶3。
(3)由表中数据判断氧气对无氧呼吸和有氧呼吸有什么影响
【提示】 抑制无氧呼吸,促进有氧呼吸。
(4)农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好 为什么
【提示】 不是。农作物种子应该保存在低氧环境中,低氧环境抑制了无氧呼吸,有氧呼吸的速率仍然较弱,有机物消耗最少。
核心归纳
影响细胞呼吸的环境因素
(1)温度。
①原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②曲线模型。
(2)O2浓度。
①原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
②曲线模型。
a.O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
b.0c.O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
d.O2浓度为5%时,CO2释放量最少,有利于储存粮食。
(3)CO2浓度。
①原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
②曲线模型。
(4)含水量。
①原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
②曲线模型。
典型例题
1.某科研人员将绿色番茄果实置于密闭容器内,在t1、t2、t3三种不同温度条件下测定其呼吸速率,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
[A]呼吸速率可用番茄果实中有机物的减少速率来表示
[B]不同温度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同
[C]t1温度条件下呼吸速率的变化与容器内O2浓度有关
[D]据图分析可以判断三个温度的大小关系为t1>t2>t3
【答案】 D
【解析】 根据题图所示,不能确定t1、t2、t3的大小关系,因为酶作用有最适温度,低于最适温度时,随着温度的升高,酶促反应速率增大,高于最适温度时,随着温度的升高,酶促反应速率降低,根据题图所示信息无法判断t1、t2、t3温度是高于还是低于最适温度。
2.下图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,据图回答,下列有关叙述正确的是( )
[A]细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和 35 ℃ 之间
[B]O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃的条件下有氧呼吸速率相同
[C]O2浓度为0时,细胞产生ATP的场所有细胞质基质和叶绿体
[D]图中限制c点有氧呼吸速率的因素只有O2浓度
【答案】 B
【解析】 据题图分析,30 ℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最大,细胞有氧呼吸的最适温度位于最高值两侧的两个温度梯度之间,所以应该在20 ℃和35 ℃之间;O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃温度条件下有氧呼吸速率相同;洋葱根尖没有叶绿体,O2浓度为0时,细胞产生ATP的场所是细胞质基质;题图中限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度,也有温度。
任务二 分析光合作用和细胞呼吸原理的应用
在生产生活中人们可利用细胞呼吸和光合作用的原理,合理控制细胞的呼吸作用和光合作用为人类服务。请根据所学的知识,分析回答下列问题。
(1)在日常生活中我们用冰箱保存蔬菜、水果的原理是什么
【提示】 通过降低温度,细胞呼吸相关酶的活性降低,导致呼吸作用减弱,有机物的消耗减少。
(2)请从无机盐离子的吸收方面分析,为什么农作物要及时松土 稻田长期不排水,幼根为什么会变黑、腐烂
【提示】 松土可增大土壤中的氧气含量,促进根细胞有氧呼吸,为吸收无机盐离子提供能量。水淹会使水稻根部细胞进行无氧呼吸,产生的酒精会毒害细胞。
(3)新疆地区的哈密瓜特别甜,这与当地的气候条件有关,从环境因素对光合作用和细胞呼吸影响的角度分析原因。
【提示】 新疆地区的光照强度大、日照时间长,哈密瓜充分进行光合作用合成更多的糖类等有机物;同时,新疆地区的夜间温度低,哈密瓜细胞呼吸弱,有机物的分解少,使更多的有机物得以积累,提高了瓜果的甜度。
核心归纳
1.光合作用原理的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对光照的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高,晚上适当降低 白天提高温度,促进光合作用;夜间降温,抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大CO2浓度,有利于光合作用的进行
合理灌溉 缺少水导致气孔关闭,CO2供应不足
2.有氧呼吸原理的应用
典型例题
3.(2025·泰州期末)下列关于生产实践措施的叙述,错误的是( )
[A]利用酵母菌酿酒时需适当通气后再密封
[B]中耕松土能促进根细胞对矿质元素的吸收
[C]减少株距能提高栽种作物的单株产量
[D]适当增大日夜温差利于大棚作物积累有机物
【答案】 C
【解析】 酵母菌酿酒过程中先通气,使酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌大量繁殖,使种群数量增加,然后密闭让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。中耕松土能促进根细胞的有氧呼吸,有氧呼吸产生的能量可以用于根对矿质元素的吸收。栽种作物应做到行距、株距合理,可以提高植物对光照的利用率,从而提高光合作用效率,以提高单位面积有机物积累量。大棚栽培农作物可适当增大日夜温差,白天温度高,光合作用强,制造的有机物多;夜间温度低,呼吸作用弱,消耗的有机物少,因此有利于提高有机物积累量。
随堂检测
1.(2025·南京期末)下列日常生活中的做法,没有依据细胞呼吸原理的是( )
[A]包扎伤口选用透气的创可贴
[B]在密闭条件下利用葡萄酿酒
[C]真空包装食品以延长保质期
[D]用熟石灰改良农田土壤酸碱度
【答案】 D
【解析】 包扎伤口选用透气的创可贴,可以避免厌氧病菌在伤口内繁殖,从而有利于伤口的痊愈;在密闭条件下利用葡萄酿酒,利用了酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的原理;真空包装食品可通过抑制微生物的细胞呼吸而抑制微生物的繁殖,以延长保质期;用熟石灰改良农田土壤酸碱度,没有依据细胞呼吸原理。
2.(2025·扬州期末)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的正确的是( )
选项 应用 措施 目的
[A] 种子贮存 晒干 降低结合水含量,降低细胞呼吸强度
[B] 乳酸菌 制作酸奶 密封 利于乳酸菌繁殖,以进行乳酸发酵
[C] 水果保鲜 零下低温 降低酶的活性,降低细胞呼吸强度
[D] 栽种庄稼 施用农家肥 促进根吸收农家肥中的有机物
【答案】 B
【解析】 种子的贮存,必须降低含水量,主要减少的是自由水的含量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,以减少有机物的消耗;乳酸菌是严格的厌氧微生物,所以整个过程要严格密封,利于乳酸菌繁殖;水果保鲜既要保持水分,又要降低呼吸作用,所以储存在零度以上的低温环境中,温度不能太低,零下低温会导致细胞受损;栽种庄稼施用农家肥,促进植物根系吸收的是农家肥被分解后产生的无机盐,而不是吸收农家肥中的有机物。
3.如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量的根本问题。下列措施不能有效提高光能利用率的是( )
[A]阴雨天气提高温室中的CO2浓度
[B]将玉米与大豆混合种植
[C]为农作物补充镁元素,保证叶绿素的含量
[D]合理灌溉,使植株保持挺拔
【答案】 A
【解析】 阴雨天气,光照强度减弱,这种情况下补充CO2达不到提高光能利用率的目的;玉米与大豆混合种植可以充分利用光能,进而达到提高光能利用率的目的;充足的叶绿素可以保证对光的最大吸收;植株挺拔,叶片充分展开,有利于对光的吸收。
4.为研究淹水时不同浓度的KNO3溶液对某植物根系有氧呼吸速率的影响,某小组以氧气的吸收量为衡量指标,以清水组为对照,绘制了植物根系有氧呼吸速率随淹水天数的变化曲线,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
[A]除图中指标外,也可通过单位时间内CO2释放量来衡量有氧呼吸速率
[B]由图可知,淹水状态下,KNO3溶液对植物根细胞有氧呼吸存在抑制作用
[C]图中KNO3溶液浓度为30 mmol·L-1时,淹水对该植物根系有氧呼吸影响最小
[D]KNO3溶液浓度越高,对淹水造成的有氧呼吸速率下降的缓解作用一定越强
【答案】 C
【解析】 淹水状况下植物根系有可能进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,因此不宜用单位时间内CO2的释放量来衡量有氧呼吸速率;从曲线走势分析,与清水组相比,淹水天数
5 d内,KNO3溶液浓度越高,有氧呼吸速率越高,说明淹水时KNO3溶液对有氧呼吸速率降低有减缓作用,由于KNO3溶液浓度为 30 mmol·L-1的实验组有氧呼吸速率最高,说明KNO3溶液在此浓度下减缓有氧呼吸降低的效果最好,但并不能说明KNO3溶液浓度越高,对淹水造成的有氧呼吸速率下降的缓解作用一定越强;由题图可知,在三个实验组中,
KNO3溶液浓度为30 mmol·L-1时,淹水对该植物根系有氧呼吸影响最小。
5.(多选)现有等量的a、b两个品种的小麦种子,将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内,各加入适量(等量)的水。在 25 ℃条件下,瓶内O2含量变化如右图所示,请据图判断下列说法错误的有( )
[A]在t1～t2期间,瓶内O2含量的降低主要是由种子细胞的有氧呼吸引起的
[B]在t1～t2期间,a种子比b种子的呼吸速率慢
[C]在t1～t2期间,a、b种子释放CO2量的变化趋势是逐渐增加
[D]在O～t1期间,广口瓶内的CO2有少量增加,主要原因可能是种子进行了无氧呼吸
【答案】 BC
【解析】 根据题图,在t1～t2期间,a种子所在广口瓶氧气下降的速率比b快,所以a种子比b种子的呼吸速率快;分析题图可知,在t1～t2期间,广口瓶内O2含量逐渐降低,导致有氧呼吸逐渐减弱,因此种子释放CO2量的变化趋势是逐渐减少;在O～t1期间,O2含量不变,种子进行无氧呼吸释放CO2导致广口瓶内CO2有少量增加。
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。某兴趣小组学习做馒头,他们先把面粉、温水、酵母菌按比例混合,揉成面团,再放置一段时间进行发酵。发酵完成后,掰开面团,发现中间有很多小孔;若发酵时间过长,还会产生淡淡的
酒味。
(1)冬天如果保温做得不到位,面团发酵则需要较长的时间,原因是什么
【提示】 低温降低(影响)了酶的活性。
(2)面团发酵时间过长会产生淡淡酒味的原因是什么
【提示】 面团内的氧气被消耗,酵母菌在低氧环境中进行无氧呼吸产生了酒精(乙醇)。
课时作业
(时间:30分钟 分值:45分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1 影响细胞呼吸的环境因素
1.右图是温度对有氧条件下某植物细胞呼吸速率影响的示意图。下列叙述正确的是( )
[A]b点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多
[B]c点时,细胞呼吸产生的大部分能量以热能的形式散失
[C]a～b段,温度升高可促进线粒体内葡萄糖的分解过程
[D]b～c段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率减慢
【答案】 B
【解析】 b点时,细胞呼吸的相对速率最高,氧与葡萄糖中的氢结合生成的水最多;细胞呼吸将有机物中的化学能释放出来,大部分能量以热能的形式散失,故c点时,细胞呼吸产生的大部分能量以热能的形式散失;a～b段,温度升高可促进细胞呼吸,即能促进细胞质基质内葡萄糖的分解过程;b～c段,可观察到曲线的斜率的绝对值逐渐增大,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快。
2.(2024·佛山月考)唐《仓库令》记载,租粮受纳入仓的程序和规定中,“皆令干净”为首要要求;出仓时“每出一屋一窖尽”,意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是( )
[A]入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量
[B]入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生
[C]仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用
[D]出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂
【答案】 C
【解析】 入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量,此时细胞代谢减弱,种子抗逆能力会增强,以便于更好地储存粮食;入仓时粮仓和粮食“净”不利于害虫的生存,可减少虫害滋生;仓库密闭是为了降低种子的有氧呼吸作用;出仓时避免多次开启仓窖可减少种子的呼吸作用,防止粮食变质腐烂。
3.下图是在适宜温度条件下,测得小麦种子气体交换相对值与O2浓度之间的关系。下列叙述正确的是( )
[A]R点时CO2释放量最低,因此5%O2浓度适合储藏该小麦种子
[B]若图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等
[C]P点时产生CO2的场所是线粒体内膜
[D]马铃薯块茎CO2释放总量与O2浓度之间的关系也可用该图表示
【答案】 A
【解析】 由题图可知,R点时CO2释放量最低,有氧呼吸速率和无氧呼吸速率均较低,5% O2浓度适合储藏该小麦种子;有氧呼吸消耗1分子的葡萄糖会释放6分子的CO2,无氧呼吸消耗1分子的葡萄糖会释放2分子的CO2,若题图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2比例为1∶1,有氧呼吸消耗葡萄糖量是无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3,故两者速率不相等;P点时氧气吸收量等于CO2释放量,所以只进行有氧呼吸,产生CO2是在有氧呼吸的第二阶段,场所是在线粒体基质;马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。
知识点2 光合作用和细胞呼吸原理的应用
4.在封闭的温室内栽种农作物,下列不能提高作物产量的措施是( )
[A]降低室内CO2浓度
[B]保持合理的昼夜温差
[C]增加光照强度
[D]适当延长光照时间
【答案】 A
【解析】 降低室内CO2浓度会影响光合作用的暗反应过程,不利于光合作用,不能提高作物产量;白天适当提高温度有利于光合作用,夜晚降温以减少有机物消耗,即保持合理的昼夜温差,能提高作物产量;适当增加光照强度有利于光合作用光反应的进行,进而提高光合作用强度,有利于提高作物产量;适当延长光照时间可延长光合作用进行的时间,利于有机物的积累,能提高作物产量。
5.(2024·泰州期中)“窖藏”是我国传统的贮存食物的一种方法,在某些地方一直沿用至今。窖藏法贮存食物可解决食物“惧湿”“惧冻”等问题,窖藏的萝卜等蔬菜能较长时间保存。下列叙述错误的是( )
[A]应将新鲜萝卜置于零上低温、低氧且有一定湿度的环境中保鲜
[B]若检测到萝卜细胞呼吸有CO2的产生,不能判断是否有酒精生成
[C]窖藏时萝卜细胞中的酶活性降低,有机物分解速率减慢
[D]萝卜细胞无氧呼吸分解有机物时其中大部分能量以热能形式散失
【答案】 D
【解析】 应将新鲜萝卜置于零上低温、低氧且有一定湿度的环境中保鲜,这样不仅可以保鲜,而且无氧呼吸速率和有氧呼吸速率均较低,消耗的有机物更少;有氧呼吸和酒精发酵的无氧呼吸都可以产生CO2,所以检测到萝卜细胞呼吸有CO2的产生,不能判断是否有酒精生成;窖藏时,在低温条件下,萝卜细胞中的酶活性降低,有机物分解速率减慢;萝卜细胞无氧呼吸分解有机物时,将其中大部分能量储存在不完全氧化产物酒精中。
6.(2024·无锡期末)我国酿酒技术历史悠久,《齐民要术》中有记载:浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )
[A]“浸曲发”过程是让酒曲中的微生物“苏醒”恢复旺盛的代谢
[B]“鱼眼汤”现象是发酵过程中微生物呼吸作用产生的CO2形成的
[C]“净淘米”是为消除大米中的杂菌对酿酒过程的影响而采取的针对性措施
[D]“舒令极冷”的目的是让蒸熟的米降温避免加酒曲时其中的微生物被高温杀灭
【答案】 C
【解析】 “净淘米”是为防止杂质影响酒的品质,酿酒过程中产生的酒精会抑制杂菌的
生长。
7.(2025·深圳期末)《氾胜之书》中记载到“凡耕之本,在于趣时和土,务粪泽,早锄早获。春冻解,地气始通,土一和解。夏至,天气始暑,阴气始盛,土复解。夏至后九十日,昼夜分,天地气和。以此时耕田,一而当五,名曰膏泽,皆得时功。”下列分析错误的是( )
[A]“务粪泽”:通过灌溉和施肥,增加了农作物能吸收的水分和有机物,有利于其生长
[B]“春冻解,地气始通”:春天地下暖气上升、土地松软,有利于种子萌发
[C]“夏至后九十日,昼夜分,天地气和”:温度和光照适宜,农作物产量大增
[D]“以此时耕田”:中耕松土能提高土壤含氧量,有利于根系呼吸
【答案】 A
【解析】 农作物不能吸收有机物,吸收的是水分和无机盐;春天温度升高,地下暖气上升、土地松软,为种子萌发提供适宜的温度和充足的空气,有利于种子萌发;夏至后九十日,昼夜平分,此时温度和光照适宜,有利于农作物进行光合作用制造更多的有机物,从而使农作物产量大增;中耕松土能增加土壤颗粒间的空隙,提高土壤含氧量,有利于根系进行呼吸作用。
综合提升练
8.(多选)甲、乙两图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的有( )
[A]图甲中O2浓度为a时的情况对应图乙中的A点
[B]图甲中O2浓度为b时的情况对应图乙中的CD段
[C]图甲的a、b、c、d四个浓度中,c是最适合储藏苹果的O2浓度
[D]图甲中O2浓度为d时没有酒精产生
【答案】 ACD
【解析】 图甲中O2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,对应图乙中的A点;图甲中O2浓度为b时,CO2释放量远远大于O2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,对应图乙中的AC段(不包括A点和C点);储藏苹果应选择CO2释放量最少,即细胞呼吸最弱时的O2浓度,对应图甲中的O2浓度c;O2浓度为d时,CO2释放量与O2吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有酒精
产生。
9.(多选)(2024·山东卷)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的关系如下图所示。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。下列说法正确的有( )
[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
【答案】 ABD
【解析】 由题图可知,p点时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;Ⅱ阶段子叶耗氧量下降,原因是种皮限制O2进入种子,种子不断消耗O2,种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸;Ⅲ阶段乙醇脱氢酶活性下降,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低;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。
10.(12分)微生物氧化分解有机废物产生有机肥的过程叫作堆肥,堆肥又分为好氧堆肥和厌氧堆肥。
(1)酵母菌的厌氧发酵能利用厨余垃圾进行堆肥。堆肥初期需要大量繁殖酵母菌,此时应
(填“通气”或“密闭”)培养,原因是 ,
请写出此阶段酵母菌呼吸作用类型的总反应式 (以葡萄糖为反应底物);堆肥后期出现酒味的原因是 。若消耗等量的葡萄糖,酵母菌进行两种呼吸作用生成的气体量的比例为
。
(2)某兴趣小组尝试用好氧菌对厨余垃圾进行堆肥,探究此过程中的最适翻堆频率和最适温度,结果如图1和图2所示。
据图1分析,第1天频繁翻堆 (填“利于”或“不利于”)垃圾快速分解,连续4天观察得出哪种翻堆频率较适合堆肥并说明理由
;
据图2判断哪个温度较适合堆肥并说明理由
,
此温度下分解效果较好的原因是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)通气 酵母菌有氧呼吸能释放大量能量,有助于其大量繁殖 C6H12O6+6O2+
6H2O6CO2+12H2O+能量 酵母菌无氧呼吸产生了酒精 有氧呼吸∶无氧呼吸=
3∶1(2分)
(2)不利于 24 h一次更好,此翻堆频率下厨余垃圾被分解最多(质量减轻最多)(2分) 45 ℃较好,此温度下厨余垃圾干物质减少量最大(2分) 该温度下酶活性较高
【解析】 (1)酵母菌是一种兼性厌氧菌,在堆肥初期,为了大量繁殖酵母菌,需要通气培养,原因是酵母菌有氧呼吸能释放大量能量,有助于其大量繁殖。此阶段酵母菌呼吸作用类型的总反应式(以葡萄糖为反应底物)为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。随着堆肥过程的进行,氧气逐渐被消耗,氧气浓度下降。此时,酵母菌开始进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳。因此,堆肥后期出现酒味的原因是酵母菌无氧呼吸产生了酒精。酵母菌有氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳,而无氧呼吸(酒精发酵)每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳。因此消耗等量的葡萄糖,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸,生成的气体量的比例为6∶2,即3∶1。
(2)据图1可知,第1天不翻堆厨余垃圾质量最小,故第1天频繁翻堆不利于好氧菌对厨余垃圾的快速分解。连续观察4天发现,与12 h一次,48 h一次及不翻堆相比,24 h一次组厨余垃圾被分解最多(质量减轻最多),因此24 h一次翻堆频率较适合堆肥。据图2可知,与25 ℃、35 ℃相比,45 ℃时厨余垃圾干物质减少量最大,因此该温度较适合堆肥,此温度下分解效果好的原因是该温度下酶活性较高。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第2课时 影响细胞呼吸的环境因素及光合作用和细胞呼吸原理的应用
课时作业
(时间:30分钟 分值:45分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1 影响细胞呼吸的环境因素
1.右图是温度对有氧条件下某植物细胞呼吸速率影响的示意图。下列叙述正确的是( )
[A]b点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多
[B]c点时,细胞呼吸产生的大部分能量以热能的形式散失
[C]a～b段,温度升高可促进线粒体内葡萄糖的分解过程
[D]b～c段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率减慢
【答案】 B
【解析】 b点时,细胞呼吸的相对速率最高,氧与葡萄糖中的氢结合生成的水最多;细胞呼吸将有机物中的化学能释放出来,大部分能量以热能的形式散失,故c点时,细胞呼吸产生的大部分能量以热能的形式散失;a～b段,温度升高可促进细胞呼吸,即能促进细胞质基质内葡萄糖的分解过程;b～c段,可观察到曲线的斜率的绝对值逐渐增大,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快。
2.(2024·佛山月考)唐《仓库令》记载,租粮受纳入仓的程序和规定中,“皆令干净”为首要要求;出仓时“每出一屋一窖尽”,意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是( )
[A]入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量
[B]入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生
[C]仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用
[D]出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂
【答案】 C
【解析】 入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量,此时细胞代谢减弱,种子抗逆能力会增强,以便于更好地储存粮食;入仓时粮仓和粮食“净”不利于害虫的生存,可减少虫害滋生;仓库密闭是为了降低种子的有氧呼吸作用;出仓时避免多次开启仓窖可减少种子的呼吸作用,防止粮食变质腐烂。
3.下图是在适宜温度条件下,测得小麦种子气体交换相对值与O2浓度之间的关系。下列叙述正确的是( )
[A]R点时CO2释放量最低,因此5%O2浓度适合储藏该小麦种子
[B]若图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等
[C]P点时产生CO2的场所是线粒体内膜
[D]马铃薯块茎CO2释放总量与O2浓度之间的关系也可用该图表示
【答案】 A
【解析】 由题图可知,R点时CO2释放量最低,有氧呼吸速率和无氧呼吸速率均较低,5% O2浓度适合储藏该小麦种子;有氧呼吸消耗1分子的葡萄糖会释放6分子的CO2,无氧呼吸消耗1分子的葡萄糖会释放2分子的CO2,若题图中的AB段与BC段的距离等长,则有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2比例为1∶1,有氧呼吸消耗葡萄糖量是无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3,故两者速率不相等;P点时氧气吸收量等于CO2释放量,所以只进行有氧呼吸,产生CO2是在有氧呼吸的第二阶段,场所是在线粒体基质;马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。
知识点2 光合作用和细胞呼吸原理的应用
4.在封闭的温室内栽种农作物,下列不能提高作物产量的措施是( )
[A]降低室内CO2浓度
[B]保持合理的昼夜温差
[C]增加光照强度
[D]适当延长光照时间
【答案】 A
【解析】 降低室内CO2浓度会影响光合作用的暗反应过程,不利于光合作用,不能提高作物产量;白天适当提高温度有利于光合作用,夜晚降温以减少有机物消耗,即保持合理的昼夜温差,能提高作物产量;适当增加光照强度有利于光合作用光反应的进行,进而提高光合作用强度,有利于提高作物产量;适当延长光照时间可延长光合作用进行的时间,利于有机物的积累,能提高作物产量。
5.(2024·泰州期中)“窖藏”是我国传统的贮存食物的一种方法,在某些地方一直沿用至今。窖藏法贮存食物可解决食物“惧湿”“惧冻”等问题,窖藏的萝卜等蔬菜能较长时间保存。下列叙述错误的是( )
[A]应将新鲜萝卜置于零上低温、低氧且有一定湿度的环境中保鲜
[B]若检测到萝卜细胞呼吸有CO2的产生,不能判断是否有酒精生成
[C]窖藏时萝卜细胞中的酶活性降低,有机物分解速率减慢
[D]萝卜细胞无氧呼吸分解有机物时其中大部分能量以热能形式散失
【答案】 D
【解析】 应将新鲜萝卜置于零上低温、低氧且有一定湿度的环境中保鲜,这样不仅可以保鲜,而且无氧呼吸速率和有氧呼吸速率均较低,消耗的有机物更少;有氧呼吸和酒精发酵的无氧呼吸都可以产生CO2,所以检测到萝卜细胞呼吸有CO2的产生,不能判断是否有酒精生成;窖藏时,在低温条件下,萝卜细胞中的酶活性降低,有机物分解速率减慢;萝卜细胞无氧呼吸分解有机物时,将其中大部分能量储存在不完全氧化产物酒精中。
6.(2024·无锡期末)我国酿酒技术历史悠久,《齐民要术》中有记载:浸曲发,如鱼眼汤,净淘米八斗,炊作饭,舒令极冷。意思是将酒曲浸到活化,冒出鱼眼大小的气泡,把八斗米淘净,蒸熟,摊开冷透。下列说法错误的是( )
[A]“浸曲发”过程是让酒曲中的微生物“苏醒”恢复旺盛的代谢
[B]“鱼眼汤”现象是发酵过程中微生物呼吸作用产生的CO2形成的
[C]“净淘米”是为消除大米中的杂菌对酿酒过程的影响而采取的针对性措施
[D]“舒令极冷”的目的是让蒸熟的米降温避免加酒曲时其中的微生物被高温杀灭
【答案】 C
【解析】 “净淘米”是为防止杂质影响酒的品质,酿酒过程中产生的酒精会抑制杂菌的
生长。
7.(2025·深圳期末)《氾胜之书》中记载到“凡耕之本,在于趣时和土,务粪泽,早锄早获。春冻解,地气始通,土一和解。夏至,天气始暑,阴气始盛,土复解。夏至后九十日,昼夜分,天地气和。以此时耕田,一而当五,名曰膏泽,皆得时功。”下列分析错误的是( )
[A]“务粪泽”:通过灌溉和施肥,增加了农作物能吸收的水分和有机物,有利于其生长
[B]“春冻解,地气始通”:春天地下暖气上升、土地松软,有利于种子萌发
[C]“夏至后九十日,昼夜分,天地气和”:温度和光照适宜,农作物产量大增
[D]“以此时耕田”:中耕松土能提高土壤含氧量,有利于根系呼吸
【答案】 A
【解析】 农作物不能吸收有机物,吸收的是水分和无机盐;春天温度升高,地下暖气上升、土地松软,为种子萌发提供适宜的温度和充足的空气,有利于种子萌发;夏至后九十日,昼夜平分,此时温度和光照适宜,有利于农作物进行光合作用制造更多的有机物,从而使农作物产量大增;中耕松土能增加土壤颗粒间的空隙,提高土壤含氧量,有利于根系进行呼吸作用。
综合提升练
8.(多选)甲、乙两图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的有( )
[A]图甲中O2浓度为a时的情况对应图乙中的A点
[B]图甲中O2浓度为b时的情况对应图乙中的CD段
[C]图甲的a、b、c、d四个浓度中,c是最适合储藏苹果的O2浓度
[D]图甲中O2浓度为d时没有酒精产生
【答案】 ACD
【解析】 图甲中O2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,对应图乙中的A点;图甲中O2浓度为b时,CO2释放量远远大于O2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,对应图乙中的AC段(不包括A点和C点);储藏苹果应选择CO2释放量最少,即细胞呼吸最弱时的O2浓度,对应图甲中的O2浓度c;O2浓度为d时,CO2释放量与O2吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,因此没有酒精
产生。
9.(多选)(2024·山东卷)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的关系如下图所示。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。下列说法正确的有( )
[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
【答案】 ABD
【解析】 由题图可知,p点时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;Ⅱ阶段子叶耗氧量下降,原因是种皮限制O2进入种子,种子不断消耗O2,种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸;Ⅲ阶段乙醇脱氢酶活性下降,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低;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。
10.(12分)微生物氧化分解有机废物产生有机肥的过程叫作堆肥,堆肥又分为好氧堆肥和厌氧堆肥。
(1)酵母菌的厌氧发酵能利用厨余垃圾进行堆肥。堆肥初期需要大量繁殖酵母菌,此时应
(填“通气”或“密闭”)培养,原因是 ,
请写出此阶段酵母菌呼吸作用类型的总反应式 (以葡萄糖为反应底物);堆肥后期出现酒味的原因是 。若消耗等量的葡萄糖,酵母菌进行两种呼吸作用生成的气体量的比例为
。
(2)某兴趣小组尝试用好氧菌对厨余垃圾进行堆肥,探究此过程中的最适翻堆频率和最适温度,结果如图1和图2所示。
据图1分析,第1天频繁翻堆 (填“利于”或“不利于”)垃圾快速分解,连续4天观察得出哪种翻堆频率较适合堆肥并说明理由
;
据图2判断哪个温度较适合堆肥并说明理由
,
此温度下分解效果较好的原因是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)通气 酵母菌有氧呼吸能释放大量能量,有助于其大量繁殖 C6H12O6+6O2+
6H2O6CO2+12H2O+能量 酵母菌无氧呼吸产生了酒精 有氧呼吸∶无氧呼吸=
3∶1(2分)
(2)不利于 24 h一次更好,此翻堆频率下厨余垃圾被分解最多(质量减轻最多)(2分) 45 ℃较好,此温度下厨余垃圾干物质减少量最大(2分) 该温度下酶活性较高
【解析】 (1)酵母菌是一种兼性厌氧菌,在堆肥初期,为了大量繁殖酵母菌,需要通气培养,原因是酵母菌有氧呼吸能释放大量能量,有助于其大量繁殖。此阶段酵母菌呼吸作用类型的总反应式(以葡萄糖为反应底物)为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。随着堆肥过程的进行,氧气逐渐被消耗,氧气浓度下降。此时,酵母菌开始进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳。因此,堆肥后期出现酒味的原因是酵母菌无氧呼吸产生了酒精。酵母菌有氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳,而无氧呼吸(酒精发酵)每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳。因此消耗等量的葡萄糖,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸,生成的气体量的比例为6∶2,即3∶1。
(2)据图1可知,第1天不翻堆厨余垃圾质量最小,故第1天频繁翻堆不利于好氧菌对厨余垃圾的快速分解。连续观察4天发现,与12 h一次,48 h一次及不翻堆相比,24 h一次组厨余垃圾被分解最多(质量减轻最多),因此24 h一次翻堆频率较适合堆肥。据图2可知,与25 ℃、35 ℃相比,45 ℃时厨余垃圾干物质减少量最大,因此该温度较适合堆肥,此温度下分解效果好的原因是该温度下酶活性较高。
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