第3课时 影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
1.(2024·江门期末)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.处理伤口选用透气的“创可贴”
B.定期给花盆中的土壤松土
C.真空包装食品以延长保质期
D.低温、无氧、干燥环境储藏果蔬
2.果实成熟到一定程度时,细胞呼吸突然增强至原来的35倍左右,而后又突然减弱,随后果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是()
A.细胞呼吸时,葡萄糖在线粒体中被分解
B.细胞呼吸增强时,果实内乳酸含量上升
C.细胞呼吸减弱时,第一阶段产生的CO2减少
D.低O2或低温处理,有利于芒果果实的贮藏
3.滑雪初学者进行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均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸的浓度,结果如下图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内,不会发生的是()
A.消耗的能量增多,所利用ATP的量增加
B.乳酸含量增加,说明无氧呼吸增强
C.ATP消耗较多,ADP积累量增加
D.有氧呼吸消耗的葡萄糖无明显变化
4.(2025·惠州调研)梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是()
A.根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少,使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸,但促进了无氧呼吸
D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
5.如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的二氧化碳释放量和氧气消耗量,下列说法正确的是()
A.氧气浓度为0时,该器官不进行呼吸作用
B.图中阴影面积为该器官释放的CO2总量
C.氧气浓度高于10%,该器官只进行有氧呼吸
D.该器官作为农产品,储存时氧气浓度越低越好
6.低温自发气调贮藏法是荔枝保鲜的有效方法,具体做法是采摘七至八分熟的荔枝迅速放入聚乙烯薄膜袋中杀菌、扎口,然后装入纸箱放于1~5 ℃、相对湿度85%~90%、CO2浓度小于10%条件下贮藏,保鲜时间可长达30 d左右。下列叙述正确的是()
A.荔枝保鲜要选取没有果蒂、无机械伤害和病虫害的果实
B.无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量乳酸而坏掉
C.低温贮藏时,荔枝的细胞中酶活性低,细胞呼吸较弱
D.将荔枝置于低温、干燥、低氧环境中,可延长保鲜时间
7.(2024·茂名化州期末)“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”,患者肺部显影常呈现大片白色。“白肺”患者的血氧饱和度降低,临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等,通过吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是()
A.呼吸不畅会导致“白肺”患者的肺泡细胞产生大量乳酸
B.“白肺”患者肺泡细胞线粒体内的葡萄糖消耗量减少
C.“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值小于1
D.患者吸氧后细胞中产生的NADH可与O2结合生成水并释放能量
8.(2024·大湾区期末)某同学测得不同O2浓度下酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量(如图所示)。下列叙述错误的是()
A.O2浓度为a时,葡萄糖的氧化分解不彻底
B.O2浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍
C.O2浓度为c时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D.O2浓度为d时,产生的CO2全部来自线粒体
9.呼吸熵(RQ)是指单位时间内氧化分解释放CO2量与吸收O2量的比值,下图是常见有机物完全氧化分解时的呼吸熵。已知RQ值可以指示营养过剩或营养不足的代谢结果,下列叙述正确的是()
A.肌肉细胞呼吸作用产生的CO2来自细胞质基质和线粒体
B.RQ值的大小与细胞呼吸所释放的热量成正相关
C.与正常人相比较,长期糖尿病患者的RQ值减小
D.人体在营养均衡饮食情况下,RQ值通常会大于1
10.在自然界中,洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足,造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法,研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响,测得第6 d时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量,结果如下表所示。请回答下列问题:
实验处理 正常通气, 品种A 正常通气, 品种B 低氧, 品种A 低氧, 品种B
丙酮酸/ (μmol·g-1) 0.18 0.19 0.21 0.34
酒精/ (μmol·g-1) 2.45 2.49 6.00 4.00
(1)黄瓜根系细胞中丙酮酸转变为酒精的场所是__ __,此过程__ __(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)该实验的自变量是__ __。实验结果表明,品种A耐低氧能力比品种B__ __(填“强”或“弱”)。
(3)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。请写出农田松土对农作物或环境可能的影响:__ __(至少写出三点)。
11.(2024·茂名信宜期末)农业生产有时为了解决蔬菜、水果的滞销问题,需要将发育完成、质量不再增加的果实采摘下来贮藏,待其逐渐成熟后再销售。为此,有科研人员探究了不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化情况(番茄储存时间过长能闻到“酒味”),实验结果如下图。
(1)该探究实验的自变量有CO2浓度、__ __。
(2)番茄果实成熟过程中,有氧呼吸产生CO2的场所是__ __,该阶段的反应式为 __(可不体现数量关系)。
(3)该实验也可根据CO2使__ __溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用CO2的释放作为判断番茄果实细胞呼吸类型的指标,理由是__ __。
(4)与对照组相比,实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是__ __。请据此研究结果,提出延迟番茄果实成熟的合理方法:__ __。
第3课时 影响细胞呼吸的因素及
细胞呼吸原理的应用
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答案 D D C B C C D C C
1.D 解析:处理伤口选用透气的“创可贴”,目的是抑制破伤风杆菌等厌氧菌的繁殖,A正确;定期给花盆中的土壤松土,目的是促进根部细胞呼吸,有利于根细胞主动吸收矿质离子,B正确;真空包装属于低氧环境,这样可以抑制微生物的细胞呼吸,以延长食品保质期,C正确;低温、低氧、适宜湿度环境储藏果蔬,D错误。
2.D 解析:细胞呼吸时,葡萄糖在细胞质基质中被分解,A错误;果实细胞无氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳,有氧呼吸产生的是水和二氧化碳,B错误;细胞呼吸第一阶段不产生CO2,C错误;低O2、低温或高CO2处理,能降低呼吸速率,减少有机物的消耗,有利于芒果果实的贮藏,D正确。
3.C 解析:滑雪过程中消耗的能量增加,所产生和利用的ATP均增加;集训后乳酸含量增加,乳酸是无氧呼吸产生的,说明无氧呼吸增强;ATP和ADP在体内能快速转化,不会造成ADP积累;根据题目信息,滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化,说明有氧呼吸强度不变,有氧呼吸消耗的葡萄糖无明显变化。
4.B 解析:大多数营养元素的吸收属于主动运输,需要根系细胞呼吸产生的能量,根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,但不影响水分吸收,A正确,B错误;浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,无氧呼吸会产生酒精或乳酸等有害物质,C、D正确。
5.C 解析:A点时该器官只进行无氧呼吸,C点开始只进行有氧呼吸,A到C点之间既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,O2的吸收量可以代表有氧呼吸释放的CO2量。氧气浓度为0时,该器官进行无氧呼吸,A错误;图中阴影部分的面积可代表无氧呼吸的CO2释放量相对值,B错误;氧浓度为5%左右时,总呼吸作用最弱,消耗有机物最少,是储存该器官的适宜条件,D错误。
6.C 解析:荔枝保鲜要选取保留果蒂、无机械伤害和病虫害的果实,A错误;无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量酒精而坏掉,B错误;水果的储存要保持适宜水分,D错误。
7.D 解析:“白肺”患者肺部细胞主要进行有氧呼吸,不会产生大量乳酸,A错误;葡萄糖被分解发生在细胞质基质中,葡萄糖不能进入线粒体内分解,B错误;“白肺”患者肺泡细胞无氧呼吸不消耗氧气,也不产生二氧化碳,而有氧呼吸O2消耗量与CO2产生量相等,因此“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值等于1,C错误;有氧呼吸第一、二阶段会产生NADH,有氧呼吸第三阶段NADH会与O2结合生成H2O,并释放能量,D正确。
8.C 解析:O2浓度为a时,酵母菌释放二氧化碳,不吸收氧气,说明酵母菌只进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中有机物的氧化分解不彻底,产生酒精和二氧化碳,A正确;O2浓度为b时,CO2释放量为8个单位,O2吸收量为3个单位,则有氧呼吸释放CO2 3个单位,无氧呼吸释放CO2 5个单位,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5个单位,有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5个单位,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍,B正确;O2浓度为c时,O2吸收量为4个单位,有氧呼吸释放的CO2量为4个单位,无氧呼吸释放的CO2量为1个单位,C错误;O2浓度为d时,CO2释放量等于O2吸收量,酵母菌只进行有氧呼吸,产生的CO2全部来自线粒体基质,D正确。
9.C 解析:人体肌肉细胞厌氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,人体有氧呼吸产生的CO2来自细线粒体基质,A错误;相同质量的脂肪和糖类氧化分解时,脂肪消耗的氧气量大于产生的CO2的量,RQ值小于糖类,但释放的能量更多,故RQ值的大小与细胞呼吸所释放的热量成负相关,B错误;与正常人相比,长期患糖尿病的人糖的氧化分解异常,会分解脂肪供能,因此RQ值会减小,C正确;糖类完全氧化时RQ值是1,而蛋白质和脂肪完全氧化时的呼吸熵小于1,所以人体在营养均衡情况下,RQ值往往会小于1,D错误。
10.(1)细胞质基质 不能 (2)通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种 强 (3)促进根细胞有氧呼吸,有利于农作物生长;除去杂草,有利于农作物生长;避免根进行无氧呼吸产生酒精对根部造成伤害;松土有利于土壤需氧微生物分解作用产生更多CO2,增加局部CO2浓度;松土不当,破坏植物根系,对农作物造成伤害;松土导致水土流失
解析:(1)黄瓜细胞中丙酮酸转变为酒精的过程属于无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,该过程不能产生ATP。(2)该实验的自变量是通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种;与品种B相比,品种A的丙酮酸增加较少,而酒精增加较多,说明品种A耐低氧能力比品种B强。
11.(1)O2浓度和采摘后的天数 (2)线粒体基质 C3H4O3(丙酮酸)+H2O[H]+CO2+少量能量 (3)溴麝香草酚蓝 番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 (4)采摘后呼吸速率下降时间晚于对照组,回升后没有出现明显峰值 提高CO2浓度和降低O2浓度
解析:(2)有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],同时产生少量的能量,该过程发生在线粒体基质,该阶段的反应式可表示为C3H4O3(丙酮酸)+H2O[H]+CO2+少量能量。(4)采摘后呼吸作用高峰出现越晚,番茄果实成熟越晚,越耐贮藏,因此据表可知,实验组提高CO2的浓度、降低O2的浓度,呼吸高峰出现较晚,可以延迟番茄果实成熟。 第3课时 影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
目标 影响细胞呼吸的因素及其应用
一、影响细胞呼吸的因素
1.氧气对细胞呼吸的影响
氧气浓度对某种植物非绿色器官细胞呼吸方式具有不同的影响效应,请结合曲线分析:
(1)依据曲线,分析不同O2浓度下的细胞呼吸方式[填表]
O2浓度 呼吸方式
O2浓度为0 __ __
0<O2浓度<10% __ ____ __
O2浓度≥10% __ __
(2)图中有氧呼吸和无氧呼吸曲线的交点代表两者释放的__ __,此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为__ __。
2.温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响
甲
乙
丙
(1)结合图甲思考:在温室大棚中,我们应如何通过控制温度来提高产量?
(2)结合图乙,含水量与呼吸速率之间的关系是__ __。
(3)根据图乙分析种子在储藏前为什么要晾干?干种子萌发时为什么要浸泡处理?
(4)结合图丙所示的原理,思考:在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施?
二、细胞呼吸原理的应用
1.包扎伤口时,需要选用__ __的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
2.酿酒时要先通气后密封,通气的目的是__ __,密封的目的是__ __。
3.对花盆里的土壤经常进行__ __。
4.粮食储藏需要的条件是__ __;蔬菜、水果储藏的条件是__ __和适宜的__ __。
(2025·广东大湾区期末)下列有关细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,错误的是()
A.中耕松土有利于根细胞有氧呼吸,从而促进对无机盐的吸收
B.酿酒前期通入空气,是为了促进酵母菌的有氧呼吸以利于大量繁殖
C.包扎伤口时选用透气的消毒纱布以保证人体细胞进行正常的有氧呼吸
D.提倡慢跑等有氧运动能避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸使肌肉酸胀
(2024·清远四校联合质检)如图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化(均以葡萄糖为呼吸底物)。下列相关叙述不正确的是()
A.图中氧浓度为a时只有无氧呼吸
B.图中氧浓度为b时,若CO2释放量为8 mol,O2吸收量为4 mol,则此时无氧呼吸消耗的有机物多
C.a、b、c、d四个浓度中,c是适合储藏苹果的氧浓度
D.图中氧浓度为d时有酒精产生
方法规律 “三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)
科学思维、科学探究
为探究高浓度CO2对冷藏水果细胞呼吸的影响,研究人员将等量新鲜蓝莓分别置于两个密闭的冷藏箱中,一个冷藏箱中只有普通空气(未处理组),另一个加入等量的含高浓度CO2的空气(CO2处理组),两组都在4 ℃条件下贮藏。以后每10 d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,得到如下图所示曲线(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。回答下列问题:
(1)实验过程中,0~10 d内蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是__ __;10 d后未处理组蓝莓细胞呼吸的产物除了CO2外,还有__ __;20 d后CO2处理组蓝莓细胞产生CO2的场所是__ __。
(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因是 __。根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的__ __作用。
(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,意味着CO2逐渐增加,O2逐渐减少,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强。根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。
一、概念诊断评价
1.无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜。()
2.及时排涝能防止水稻根细胞受酒精毒害。()
3.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用。()
二、学情随堂评价
1.(2024·佛山顺德质检改编)以下关于呼吸作用在生活实际中的应用,解释正确的是()
A.制作面包和酿酒都是利用了酵母菌的无氧呼吸
B.酸奶“胀袋”是由于乳酸菌呼吸产生大量气体
C.荔枝在干燥、真空环境中,可延长保鲜时间
D.酵母菌发酵产酒初期可以适当通入空气
2.农田土壤板结时,会因土壤中空气不足影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是()
A.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强
B.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长
D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量
3.(2025·东莞期末)大豆种皮会限制O2进入种子。无氧呼吸中,丙酮酸经乙醇脱氢酶催化可生成乙醇,同时NADH被氧化。大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。下列相关叙述错误的是()
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阶段种子无氧呼吸生成乙醇的速率逐渐降低
D.q处种子有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相同
4.(2025·珠海一中)将采摘后的白菜样品分别置于1 ℃、16 ℃和22 ℃条件下,分别计算其呼吸熵(单位时间内CO2释放量和O2吸收量的比值),结果如下图。下列叙述错误的是()
A.贮藏白菜时适当降低环境温度,能抑制其细胞呼吸
B.呼吸熵大于1时,白菜既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
C.第30 h、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸熵均为1,故呼吸速率也相等
D.第60 h、22 ℃条件下,白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少
第3课时 影响细胞呼吸的因素及
细胞呼吸原理的应用
新知导学
目标 影响细胞呼吸的因素及其应用
一、 1.(1)只进行无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 只进行有氧呼吸 (2)CO2的量相等 1∶3
2.(1)提示:通风降温,以减少呼吸消耗有机物。 (2)在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,当含水量过多时,细胞呼吸速率减慢,甚至死亡 (3)提示:储存种子之前要进行晾干处理,以降低含水量,从而降低呼吸速率。干种子萌发前要浸泡处理,以增加含水量,提高呼吸速率。 (4)提示:在蔬菜、水果保鲜时,增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
二、 1.透气
2.让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖 让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵
3.松土透气
4.(零上)低温、低氧和干燥 (零上)低温、低氧 湿度
例1 C 解析:根细胞吸收矿质元素是通过主动运输的方式,中耕松土可增加土壤中的氧气,可促进根细胞的有氧呼吸来产生大量能量,以利于矿质元素的吸收,A正确;酿酒前期通入空气,可促进酵母菌的有氧呼吸,产生大量能量用于酵母菌增殖,B正确;包扎伤口时选用透气的消毒纱布以抑制厌氧微生物的大量繁殖,C错误;提倡慢跑等有氧运动,可以避免肌肉细胞因无氧呼吸而积累乳酸导致产生酸胀乏力的感觉,D正确。
例2 D 解析:氧浓度为a时,只有CO2释放,只进行无氧呼吸,A正确。氧浓度为b时,若CO2释放量为8 mol,O2吸收量为4 mol,根据反应式,则有氧呼吸消耗的葡萄糖为4/6=2/3 mol;无氧呼吸CO2释放量为8-4=4 mol,则无氧呼吸消耗的葡萄糖为4/2=2 mol,所以无氧呼吸消耗的有机物多,B正确。储藏苹果应减少有机物的消耗,所以应选择细胞呼吸最弱时储存,CO2产生量最少时细胞呼吸最弱,所以c是适合储藏苹果的氧浓度,C正确。氧浓度为d时,O2吸收量等于CO2释放量,此时只进行有氧呼吸,所以没有酒精产生,D错误。
素养养成 (1)线粒体内膜 水和酒精 线粒体基质和细胞质基质 (2)密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强 抑制
解析:(1)0~10 d内,CO2/O2的值为1,此时蓝莓只进行有氧呼吸,因此产生ATP最多的场所是线粒体内膜。10 d后未处理组蓝莓细胞的CO2/O2的值显著大于1,有氧呼吸与无氧呼吸并存,因此细胞呼吸的产物除了CO2外,还有水和酒精。20 d后CO2处理组蓝莓细胞的CO2/O2的值大于1,有氧呼吸与无氧呼吸并存,产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质。(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,意味着CO2逐渐增加,O2逐渐减少,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强。根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。
随堂内化
一、 1.? 提示:无氧条件下植物细胞无氧呼吸会产生酒精,零下低温又易使水果被冻坏,因此无氧和零下低温均不利于水果的保鲜,水果保鲜的条件应是低氧和零上低温。
2.√ 3.√
二、 1.D 解析:制作面包利用了酵母菌的有氧呼吸产生CO2气体,酿酒利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精,A错误;乳酸菌只进行无氧呼吸,且其无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,B错误;一定湿度、低氧环境有利于荔枝的保鲜,C错误;酵母菌是兼性厌氧菌,发酵产酒初期可以适当通入空气,促进酵母菌繁殖,D正确。
2.A 解析:土壤板结后根系缺氧,根细胞内的丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2,A错误。
3.D 解析:由图可知,p点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,A正确;Ⅱ阶段种子内O2浓度降低,限制了有氧呼吸,使得子叶耗氧速率降低,但为了保证能量的供应,乙醇脱氢酶活性继续升高,加强无氧呼吸提供能量,B正确;Ⅲ阶段种皮已经被突破,种子有氧呼吸增强,无氧呼吸受到抑制,其合成乙醇的速率逐渐降低,C正确;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,D错误。
4.C 解析:适当降低环境温度,酶的活性降低,能抑制白菜的细胞呼吸,减少有机物消耗,A正确;白菜有氧呼吸消耗的O2量等于产生的CO2量,无氧呼吸不耗氧、产生CO2,所以两种呼吸方式同时进行时,CO2释放量大于O2吸收量,呼吸熵大于1,B正确;30 h、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸熵均为1,说明白菜的呼吸方式为有氧呼吸,不管有氧呼吸速率大小,释放的CO2量和吸收的O2量的比值都等于1,C错误;第60 h、22 ℃条件下,白菜呼吸熵约为2.7,假设O2吸收量为a,有氧呼吸消耗的葡萄糖为a/6,有氧呼吸释放的CO2量为a,则无氧呼吸释放的CO2为1.7a,无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.85a,所以白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,D正确。(共60张PPT)
第5章
第3节 细胞呼吸的原理和应用
细胞的能量供应和利用
第3课时 影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
知识目标 素养目标
举例说明细胞呼吸原理在生产和生活中的应用 科学思维:通过分析影响细胞呼吸因素的曲线,培养模型与建模能力;
社会责任:运用细胞呼吸原理,对其在生产和生活中的应用实例做出科学解释
新知导学
一、影响细胞呼吸的因素
1.氧气对细胞呼吸的影响
氧气浓度对某种植物非绿色器官细胞呼吸方式具有不同的影响效应,请结合曲线分析:
影响细胞呼吸的因素及其应用
目标
(1)依据曲线,分析不同O2浓度下的细胞呼吸方式[填表]
O2浓度 呼吸方式
O2浓度为0 __________________
0<O2浓度<10% __________________________________
O2浓度≥10% __________________
只进行无氧呼吸
同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
只进行有氧呼吸
(2)图中有氧呼吸和无氧呼吸曲线的交点代表两者释放的______________,此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为________。
CO2的量相等
1∶3
2.温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响
甲
乙
丙
(1)结合图甲思考:在温室大棚中,我们应如何通过控制温度来提高产量?
提示:通风降温,以减少呼吸消耗有机物。
在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,当含水量过多时,细胞呼吸速率减慢,甚至死亡
(2)结合图乙,含水量与呼吸速率之间的关系是__________________________ ____________________________________________________________________。
(3)根据图乙分析种子在储藏前为什么要晾干?干种子萌发时为什么要浸泡处理?
提示:储存种子之前要进行晾干处理,以降低含水量,从而降低呼吸速率。干种子萌发前要浸泡处理,以增加含水量,提高呼吸速率。
(4)结合图丙所示的原理,思考:在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施?
提示:在蔬菜、水果保鲜时,增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
乙
丙
二、细胞呼吸原理的应用
1.包扎伤口时,需要选用________的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
2.酿酒时要先通气后密封,通气的目的是______________________________ ______,密封的目的是____________________________________。
3.对花盆里的土壤经常进行____________。
4.粮食储藏需要的条件是__________________________;蔬菜、水果储藏的条件是____________________和适宜的________。
透气
让酵母菌进行有氧呼吸并大量
繁殖
让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵
松土透气
(零上)低温、低氧和干燥
(零上)低温、低氧
湿度
总结 细胞呼吸的影响因素及应用
因素及模型 原理 应用
(1)温度 影响酶的活性 低温下储藏水果、蔬菜、粮食,减少有机物消耗;温室栽培中增大昼夜温度,增加有机物积累
(2) O2浓度 O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸有抑制作用 稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止烂根死亡
因素及模型 原理 应用
(3) CO2浓度 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 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
(4) 水 水作为有氧呼吸的原料及其他原因影响细胞呼吸的速率 粮食储藏要求干燥,减少有机物消耗;干种子萌发前进行浸泡处理
(2025·广东大湾区期末)下列有关细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,错误的是 ( )
A.中耕松土有利于根细胞有氧呼吸,从而促进对无机盐的吸收
B.酿酒前期通入空气,是为了促进酵母菌的有氧呼吸以利于大量繁殖
C.包扎伤口时选用透气的消毒纱布以保证人体细胞进行正常的有氧呼吸
D.提倡慢跑等有氧运动能避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸使肌肉酸胀
1
C
解析:根细胞吸收矿质元素是通过主动运输的方式,中耕松土可增加土壤中的氧气,可促进根细胞的有氧呼吸来产生大量能量,以利于矿质元素的吸收,A正确;酿酒前期通入空气,可促进酵母菌的有氧呼吸,产生大量能量用于酵母菌增殖,B正确;包扎伤口时选用透气的消毒纱布以抑制厌氧微生物的大量繁殖,C错误;提倡慢跑等有氧运动,可以避免肌肉细胞因无氧呼吸而积累乳酸导致产生酸胀乏力的感觉,D正确。
(2024·清远四校联合质检)如图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化(均以葡萄糖为呼吸底物)。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.图中氧浓度为a时只有无氧呼吸
B.图中氧浓度为b时,若CO2释放量为8 mol,O2吸收量为4 mol,则此时无氧呼吸消耗的有机物多
C.a、b、c、d四个浓度中,c是适合储藏苹果的氧浓度
D.图中氧浓度为d时有酒精产生
2
D
解析:氧浓度为a时,只有CO2释放,只进行无氧呼吸,A正确。氧浓度为b时,若CO2释放量为8 mol,O2吸收量为4 mol,根据反应式,则有氧呼吸消耗的葡萄糖为4/6=2/3 mol;无氧呼吸CO2释放量为8-4=4 mol,则无氧呼吸消耗的葡萄糖为4/2=2 mol,所以无氧呼吸消耗的有机物多,B正确。储藏苹果应减少有机物的消耗,所以应选择细胞呼吸最弱时储存,CO2产生量最少时细胞呼吸最弱,所以c是适合储藏苹果的氧浓度,C正确。氧浓度为d时O2吸收量等于CO2释放量,此时只进行有氧呼吸,所以没有酒精产生,D错误。
方法规律 “三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)
为探究高浓度CO2对冷藏水果细胞呼吸的影响,研究人员将等量新鲜蓝莓分别置于两个密闭的冷藏箱中,一个冷藏箱中只有普通空气(未处理组),另一个加入等量的含高浓度CO2的空气(CO2处理组),两组都在4 ℃条件下贮藏。以后每10 d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,得到如下图所示曲线(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。回答下列问题:
科学思维、科学探究
(1)实验过程中,0~10 d内蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是____________;10 d后未处理组蓝莓细胞呼吸的产物除了CO2外,还有____________;20 d后CO2处理组蓝莓细胞产生CO2的场所是__________________________。
(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因是__________________________________________________________________ _________。根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的________作用。
线粒体内膜
水和酒精
线粒体基质和细胞质基质
密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸
逐渐增强
抑制
解析:(1)0~10 d内,CO2/O2的值为1,此时蓝莓只进行有氧呼吸,因此产生ATP最多的场所是线粒体内膜。10 d后未处理组蓝莓细胞的CO2/O2的值显著大于1,有氧呼吸与无氧呼吸并存,因此细胞呼吸的产物除了CO2外,还有水和酒精。20 d后CO2处理组蓝莓细胞的CO2/O2的值大于1,有氧呼吸与无氧呼吸并存,产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质。(2)实验结果显示,10 d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,意味着CO2逐渐增加,O2逐渐减少,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强。根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。
随堂内化
一、概念诊断评价
1.无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜。 ( )
提示:无氧条件下植物细胞无氧呼吸会产生酒精,零下低温又易使水果被冻坏,因此无氧和零下低温均不利于水果的保鲜,水果保鲜的条件应是低氧和零上低温。
2.及时排涝能防止水稻根细胞受酒精毒害。 ( )
3.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用。 ( )
×
√
√
二、学情随堂评价
1.(2024·佛山顺德质检改编)以下关于呼吸作用在生活实际中的应用,解释正确的是 ( )
A.制作面包和酿酒都是利用了酵母菌的无氧呼吸
B.酸奶“胀袋”是由于乳酸菌呼吸产生大量气体
C.荔枝在干燥、真空环境中,可延长保鲜时间
D.酵母菌发酵产酒初期可以适当通入空气
D
解析:制作面包利用了酵母菌的有氧呼吸产生CO2气体,酿酒利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精,A错误;乳酸菌只进行无氧呼吸,且其无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,B错误;一定湿度、低氧环境有利于荔枝的保鲜,C错误;酵母菌是兼性厌氧菌,发酵产酒初期可以适当通入空气,促进酵母菌繁殖,D正确。
2.农田土壤板结时,会因土壤中空气不足影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是 ( )
A.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强
B.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长
D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量
A
解析:土壤板结后根系缺氧,根细胞内的丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2,A错误。
3.(2025·东莞期末)大豆种皮会限制O2进入种子。无氧呼吸中,丙酮酸经乙醇脱氢酶催化可生成乙醇,同时NADH被氧化。大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。下列相关叙述错误的是 ( )
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阶段种子无氧呼吸生成乙醇的速率逐渐降低
D.q处种子有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相同
D
解析:由图可知,p点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,A正确;Ⅱ阶段种子内O2浓度降低,限制了有氧呼吸,使得子叶耗氧速率降低,但为了保证能量的供应,乙醇脱氢酶活性继续升高,加强无氧呼吸提供能量,B正确;Ⅲ阶段种皮已经被突破,种子有氧呼吸增强,无氧呼吸受到抑制,其合成乙醇的速率逐渐降低,C正确;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,D错误。
4.(2025·珠海一中)将采摘后的白菜样品分别置于1 ℃、16 ℃和22 ℃条件下,分别计算其呼吸熵(单位时间内CO2释放量和O2吸收量的比值),结果如下图。下列叙述错误的是 ( )
A.贮藏白菜时适当降低环境温度,能抑制其细胞呼吸
B.呼吸熵大于1时,白菜既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
C.第30 h、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸熵均为1,故呼吸速率也相等
D.第60 h、22 ℃条件下,白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少
C
解析:适当降低环境温度,酶的活性降低,能抑制白菜的细胞呼吸,减少有机物消耗,A正确;白菜有氧呼吸消耗的O2量等于产生的CO2量,无氧呼吸不耗氧、产生CO2,所以两种呼吸方式同时进行时,CO2释放量大于O2吸收量,呼吸熵大于1,B正确;30 h、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸熵均为1,说明白菜的呼吸方式为有氧呼吸,不管有氧呼吸速率大小,释放的CO2量和吸收的O2量的比值都等于1,C错误;第60 h、22 ℃条件下,白菜呼吸熵约为2.7,假设O2吸收量为a,有氧呼吸消耗的葡萄糖为a/6,有氧呼吸释放的CO2量为a,则无氧呼吸释放的CO2为1.7a,无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.85a,所以白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,D正确。
教材参考答案及详解
问题探讨(P90)
1.通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气,有利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂;密封则是避免空气进入,便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
2.在有氧条件下,酵母菌分解营养物质释放的能量多,这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
3.密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精的同时,能为自己的生命活动提供少量能量。
探究·实践(P91)
B瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是因为 B 瓶在封口后,培养液液面上方的空气中还存在一定量的氧气,静置一段时间,让酵母菌将这部分氧气消耗尽,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,可确保检验的是酵母菌无氧呼吸释放的气体。
思考·讨论(P93)
1.有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。在标准状态下,1 mol ADP 形成1 mol ATP需要30.54 kJ 的能量,故1 mol葡萄糖的能量大约能使32 mol ADP转化为ATP。
2.燃烧是一种迅速释放能量的过程,而有氧呼吸则是逐步缓慢释放能量过程,这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用,主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步转移到 ATP 中;能量缓慢有序地释放,有利于维持细胞的相对稳定状态。
旁栏思考题(P94)
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 条件 氧气、多种酶 无氧、需要多种酶
场所 细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量 少量(多数能量未释放,储存在酒精或乳酸中)
相同点 反应条件 需酶和适宜温度等
本质 氧化分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动所需
过程 第一阶段反应及场所完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
思考·讨论(P95)
1.用透气的“创可贴”包扎伤口,可防止厌氧型病菌在伤口内繁殖,有利于伤口的愈合;利用粮食和酵母菌等在控制通气的条件下进行发酵,通过酵母菌的无氧呼吸产生酒精;给花盆中板结的土壤松土,有利于根进行有氧呼吸,促进根系生长;等等。
2.提示:酸奶制作是利用了乳酸菌的无氧呼吸;收获后的粮食要晒干再储藏,就是通过降低细胞呼吸速率来延长储存时间;等等。
思维训练(P96)
这一论点包含两个要点:线粒体原本是一种独立生存的细菌,后来在与真核细胞共生过程中进化成细胞内的结构。由此可见,证据1、证据3和证据4能够支持这一论点,而证据2不支持。
练习与应用(P96)
一、概念检测
1.(1)× 解析:乳酸菌无氧呼吸不产生气体,产生的是乳酸。
(2)√ 解析:酵母菌无氧呼吸产生酒精。
2. C 解析:氧气浓度为 0 时,该器官只进行无氧呼吸,A错误;氧气浓度大于0、小于10% 时,该器官的呼吸作用方式是有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;氧气浓度大于 10%时,二氧化碳释放量与氧气吸收量相等,说明该器官此时只进行有氧呼吸,C正确;保存该器官时,并非氧气浓度越低越好,氧气浓度太低时,该器官无氧呼吸产生的酒精可能对细胞有毒害作用,D错误。
3. B 解析:上清液中只含有细胞质基质,只发生有氧呼吸的第一阶段,因此其终产物为丙酮酸(实验是在有氧条件下进行的,故无氧呼吸被抑制)。沉淀物中虽然含有线粒体,但没有细胞质基质,不能直接吸收葡萄糖,因此不发生反应,只有丙试管中的酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳和水。
二、拓展应用
1.松土透气可以使根部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,也有可能导致局部大气 CO2 浓度上升。松土不当可能伤害植物根系;要根据不同植物、植物不同的生长阶段等,采取不同的松土方法。
2.有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同,都不需要氧气,都与线粒体无关。联想到地球的早期环境以及原核细胞的结构,可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸,而后才出现有氧呼吸。继而推测,地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸,体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力,可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记,同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时,在供氧不足的情况下,骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能,有一定的适应意义。
课时作业
1.(2024·江门期末)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.处理伤口选用透气的“创可贴” B.定期给花盆中的土壤松土
C.真空包装食品以延长保质期 D.低温、无氧、干燥环境储藏果蔬
D
解析:处理伤口选用透气的“创可贴”,目的是抑制破伤风杆菌等厌氧菌的繁殖,A正确;定期给花盆中的土壤松土,目的是促进根部细胞呼吸,有利于根细胞主动吸收矿质离子,B正确;真空包装属于低氧环境,这样可以抑制微生物的细胞呼吸,以延长食品保质期,C正确;低温、低氧、适宜湿度环境储藏果蔬,D错误。
2.果实成熟到一定程度时,细胞呼吸突然增强至原来的35倍左右,而后又突然减弱,随后果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞呼吸时,葡萄糖在线粒体中被分解
B.细胞呼吸增强时,果实内乳酸含量上升
C.细胞呼吸减弱时,第一阶段产生的CO2减少
D.低O2或低温处理,有利于芒果果实的贮藏
D
解析:细胞呼吸时,葡萄糖在细胞质基质中被分解,A错误;果实细胞无氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳,有氧呼吸产生的是水和二氧化碳,B错误;细胞呼吸第一阶段不产生CO2,C错误;低O2、低温或高CO2处理,能降低呼吸速率,减少有机物的消耗,有利于芒果果实的贮藏,D正确。
3.滑雪初学者进行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均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸的浓度,结果如右图。与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内,不会发生的是 ( )
A.消耗的能量增多,所利用ATP的量增加
B.乳酸含量增加,说明无氧呼吸增强
C.ATP消耗较多,ADP积累量增加
D.有氧呼吸消耗的葡萄糖无明显变化
C
解析:滑雪过程中消耗的能量增加,所产生和利用的ATP均增加;集训后乳酸含量增加,乳酸是无氧呼吸产生的,说明无氧呼吸增强;ATP和ADP在体内能快速转化,不会造成ADP积累;根据题目信息,滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化,说明有氧呼吸强度不变,有氧呼吸消耗的葡萄糖无明显变化。
4.(2025·惠州调研)梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是 ( )
A.根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少,使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸,但促进了无氧呼吸
D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
B
解析:大多数营养元素的吸收属于主动运输,需要根系细胞呼吸产生的能量,根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,但不影响水分吸收,A正确,B错误;浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,无氧呼吸会产生酒精或乳酸等有害物质,C、D正确。
5.如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的二氧化碳释放量和氧气消耗量,下列说法正确的是 ( )
A.氧气浓度为0时,该器官不进行呼吸作用
B.图中阴影面积为该器官释放的CO2总量
C
C.氧气浓度高于10%,该器官只进行有氧呼吸
D.该器官作为农产品,储存时氧气浓度越低越好
解析:A点时该器官只进行无氧呼吸,C点开始只进行有氧呼吸,A到C点之间既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,O2的吸收量可以代表有氧呼吸释放的CO2量。氧气浓度为0时,该器官进行无氧呼吸,A错误;图中阴影部分的面积可代表无氧呼吸的CO2释放量相对值,B错误;氧浓度为5%左右时,总呼吸作用最弱,消耗有机物最少,是储存该器官的适宜条件,D错误。
6.低温自发气调贮藏法是荔枝保鲜的有效方法,具体做法是采摘七至八分熟的荔枝迅速放入聚乙烯薄膜袋中杀菌、扎口,然后装入纸箱放于1~5 ℃、相对湿度85%~90%、CO2浓度小于10%条件下贮藏,保鲜时间可长达30 d左右。下列叙述正确的是 ( )
A.荔枝保鲜要选取没有果蒂、无机械伤害和病虫害的果实
B.无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量乳酸而坏掉
C.低温贮藏时,荔枝的细胞中酶活性低,细胞呼吸较弱
D.将荔枝置于低温、干燥、低氧环境中,可延长保鲜时间
C
解析:荔枝保鲜要选取保留果蒂、无机械伤害和病虫害的果实,A错误;无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量酒精而坏掉,B错误;水果的储存要保持适宜水分,D错误。
7.(2024·茂名化州期末)“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”,患者肺部显影常呈现大片白色。“白肺”患者的血氧饱和度降低,临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等,通过吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是 ( )
A.呼吸不畅会导致“白肺”患者的肺泡细胞产生大量乳酸
B.“白肺”患者肺泡细胞线粒体内的葡萄糖消耗量减少
C.“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值小于1
D.患者吸氧后细胞中产生的NADH可与O2结合生成水并释放能量
D
解析:“白肺”患者肺部细胞主要进行有氧呼吸,不会产生大量乳酸,A错误;葡萄糖被分解发生在细胞质基质中,葡萄糖不能进入线粒体内分解,B错误;“白肺”患者肺泡细胞无氧呼吸不消耗氧气,也不产生二氧化碳,而有氧呼吸O2消耗量与CO2产生量相等,因此“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值等于1,C错误;有氧呼吸第一、二阶段会产生NADH,有氧呼吸第三阶段NADH会与O2结合生成H2O,并释放能量,D正确。
8.(2024·大湾区期末)某同学测得不同O2浓度下酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量(如图所示)。下列叙述错误的是 ( )
A.O2浓度为a时,葡萄糖的氧化分解不彻底
B.O2浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍
C.O2浓度为c时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D.O2浓度为d时,产生的CO2全部来自线粒体
C
解析:O2浓度为a时,酵母菌释放二氧化碳,不吸收氧气,说明酵母菌只进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中有机物的氧化分解不彻底,产生酒精和二氧化碳,A正确;O2浓度为b时,CO2释放量为8个单位,O2吸收量为3个单位,则有氧呼吸释放CO2 3个单位,无氧呼吸释放CO2 5个单位,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5个单位,有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5个单位,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍,B正确;O2浓度为c时,O2吸收量为4个单位,有氧呼吸释放的CO2量为4个单位,无氧呼吸释放的CO2量为1个单位,C错误;O2浓度为d时,CO2释放量等于O2吸收量,酵母菌只进行有氧呼吸,产生的CO2全部来自线粒体基质,D正确。
9.呼吸熵(RQ)是指单位时间内氧化分解释放CO2量与吸收O2量的比值,下图是常见有机物完全氧化分解时的呼吸熵。已知RQ值可以指示营养过剩或营养不足的代谢结果,下列叙述正确的是 ( )
A.肌肉细胞呼吸作用产生的CO2来自细胞质基质和线粒体
B.RQ值的大小与细胞呼吸所释放的热量成正相关
C.与正常人相比较,长期糖尿病患者的RQ值减小
D.人体在营养均衡饮食情况下,RQ值通常会大于1
C
解析:人体肌肉细胞厌氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,人体有氧呼吸产生的CO2来自细线粒体基质,A错误;相同质量的脂肪和糖类氧化分解时,脂肪消耗的氧气量大于产生的CO2的量,RQ值小于糖类,但释放的能量更多,故RQ值的大小与细胞呼吸所释放的热量成负相关,B错误;与正常人相比,长期患糖尿病的人糖的氧化分解异常,会分解脂肪供能,因此RQ值会减小,C正确;糖类完全氧化时RQ值是1,而蛋白质和脂肪完全氧化时的呼吸熵小于1,所以人体在营养均衡情况下,RQ值往往会小于1,D错误。
10.在自然界中,洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足,造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法,研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响,测得第6 d时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量,结果如下表所示。请回答下列问题:
实验处理 正常通气,品种A 正常通气,品种B 低氧,品种A 低氧,品种B
丙酮酸/ (μmol·g-1) 0.18 0.19 0.21 0.34
酒精/ (μmol·g-1) 2.45 2.49 6.00 4.00
(1)黄瓜根系细胞中丙酮酸转变为酒精的场所是____________,此过程_______ (填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)该实验的自变量是__________________________________。实验结果表明,品种A耐低氧能力比品种B______(填“强”或“弱”)。
(3)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。请写出农田松土对农作物或环境可能的影响:________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写出三点)。
细胞质基质
不能
通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种
强
促进根细胞有氧呼吸,有利于农作物生长;除去杂草,有利于农作物生长;避免根进行无氧呼吸产生酒精对根部造成伤害;松土有利于土壤需氧微生物分解作用产生更多CO2,增加局部CO2浓度;松土不当,破坏植物根系,对农作物造成伤害;松土导致水土流失
解析:(1)黄瓜细胞中丙酮酸转变为酒精的过程属于无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,该过程不能产生ATP。(2)该实验的自变量是通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种;与品种B相比,品种A的丙酮酸增加较少,而酒精增加较多,说明品种A耐低氧能力比品种B强。
11.(2024·茂名信宜期末)农业生产有时为了解决蔬菜、水果的滞销问题,需要将发育完成、质量不再增加的果实采摘下来贮藏,待其逐渐成熟后再销售。为此,有科研人员探究了不同气体条件下贮藏的番茄果实(果皮绿色时采摘)在成熟过程中CO2生成速率的变化情况(番茄储存时间过长能闻到“酒味”),实验结果如右图。
(1)该探究实验的自变量有CO2浓度、_______________________。
(2)番茄果实成熟过程中,有氧呼吸产生CO2的场所是______________,该阶段
的反应式为_______________________________________________(可不体现数量关系)。
(3)该实验也可根据CO2使________________溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用CO2的释放作为判断番茄果实细胞呼吸类型的指标,理由是__________________________________________。
(4)与对照组相比,实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是____________________________________________________________。请据此研究结果,提出延迟番茄果实成熟的合理方法:_________________________。
O2浓度和采摘后的天数
线粒体基质
溴麝香草酚蓝
番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2
采摘后呼吸速率下降时间晚于对照组,回升后没有出现明显峰值
提高CO2浓度和降低O2浓度
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