第3节 细胞呼吸的原理和应用
课后篇巩固提升
基础巩固
1.下列关于真核生物细胞呼吸的说法,正确的是( )
A.无氧呼吸是不需氧的呼吸,因而其底物分解过程不属于氧化反应
B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度
C.无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中
D.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质中、线粒体内膜上、线粒体基质中
解析:无氧呼吸仍属于氧化反应;在完全无氧的环境中细胞只进行无氧呼吸,消耗的葡萄糖较多,不能将损失减小到最低程度;无氧呼吸的酶只存在于细胞质基质中;有氧呼吸的酶存在于细胞质基质中、线粒体内膜上和线粒体基质中。
答案:D
2.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要O2 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应
A.②③⑤ B.②④⑤
C.②③④ D.①②⑤
答案:B
3.下列关于人体肌肉细胞内有氧呼吸和无氧呼吸的比较,正确的是( )
A.二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B.无氧呼吸过程中不会生成ATP
C.还原氢只在有氧呼吸过程中产生
D.葡萄糖只能作为有氧呼吸的底物
解析:人体肌肉细胞内无氧呼吸的产物是乳酸,不会产生二氧化碳,A项正确;无氧呼吸第一阶段生成少量ATP,B项错误;无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同,同样产生还原氢,C项错误;葡萄糖也可作为无氧呼吸的底物,D项错误。
答案:A
4.检测酵母菌细胞呼吸的产物,下列描述正确的是( )
A.如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊,则酵母菌只进行有氧呼吸
B.如果产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色,则酵母菌只进行无氧呼吸
C.无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸,酵母菌都能产生CO2
D.酵母菌发酵时不产生气体,但其发酵液能使重铬酸钾溶液变灰绿色
解析:酵母菌有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,因此无论酵母菌进行有氧呼吸还是无氧呼吸,都产生CO2。
答案:C
5.下图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是 ( )
A.②处发生有氧呼吸第二阶段
B.①处产生ATP
C.②处产生CO2
D.③处发生[H]与O2结合的反应
解析:分析示意图可知,①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第二阶段的场所是②,该过程有CO2产生,而[H]与O2结合的反应在③上完成。物质氧化分解过程不能在①处进行,故①处不能产生ATP。
答案:B
6.买罐头食品时,发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起,请勿选购”的字样。引起盖子鼓起最可能的原因是( )
A.好氧型细菌呼吸,产生CO2和H2O
B.微生物呼吸,产生CO2和C2H5OH
C.乳酸菌呼吸,产生CO2和C3H6O3
D.酵母菌呼吸,产生CO2和H2O
解析:“罐头食品”意味着密闭的无氧环境,残留的微生物进行无氧呼吸。盖子鼓起应是由某种微生物进行无氧呼吸产生CO2所致。好氧型细菌进行有氧呼吸;乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,不生成CO2;酵母菌进行无氧呼吸产生CO2和C2H5OH。
答案:B
7.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.水稻根部主要进行无氧呼吸,所以能长期适应缺氧环境
B.荔枝在无氧、保持干燥、零下低温的环境中,可延长保鲜时间
C.快速登山时,人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
D.玉米秸秆经酵母菌发酵可产生酒精,是通过酵母菌的无氧呼吸实现的
解析:水稻根部若长期在缺氧环境中进行无氧呼吸,会导致酒精大量积累,从而造成烂根;荔枝在零下低温时,果肉结冰,不易保存;人在进行登山运动时仍然是以有氧呼吸为主,故A、B、C三项错误。玉米秸秆经酵母菌发酵产生酒精,是通过酵母菌的无氧呼吸实现的。
答案:D
8.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,可检测到18O的转移途径是( )
A.葡萄糖→丙酮酸→H2O
B.葡萄糖→丙酮酸→O2
C.葡萄糖→O2→H2O
D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析:有氧呼吸分三个阶段,葡萄糖中氧的转移过程为葡萄糖→丙酮酸→CO2。第三阶段产生的H2O中的氧全部来自O2。
答案:D
9.酵母菌在进行呼吸作用的过程中,能产生CO2的场所是 ( )
①细胞质基质 ②线粒体 ③细胞膜 ④内质网
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
解析:酵母菌既可以通过有氧呼吸的第二阶段(发生在线粒体基质中)产生CO2,也可以通过无氧呼吸(发生在细胞质基质中)产生CO2。
答案:A
10.(2019全国理综Ⅲ,4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
解析:此题的切入点是种子萌发过程中物质和能量的变化。在黑暗中萌发的种子,进行细胞呼吸,消耗有机物,种子中的有机物总量减少;种子在萌发时吸收水分,细胞中的自由水增多,呼吸强度增强,A项正确。
答案:A
11.下图为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解,请据图回答下列问题。
(1)有氧呼吸的全过程可表示为 ,发生在 ,产生[H]最多的过程是 。(用图中标号表示)?
(2)图中产生的H218O含有放射性,其放射性来自反应物中的 ,图中过程①进行的场所为 。?
(3)苹果储存久了,会闻到酒味,是因为苹果细胞进行了 (用图中标号表示)反应;人在剧烈运动后感到肌肉酸痛,是因为人的骨骼肌细胞进行了 (用图中标号表示)反应。?
(4)细胞有氧呼吸的总反应式为?
。?
答案:(1)①④⑤ 细胞质基质和线粒体 ④
(2)O2 细胞质基质
(3)①② ①③
(4)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
能力提升
1.下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。下列有关叙述正确的是( )
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
解析:图示为细胞呼吸的全过程,①②过程为无氧呼吸,①④③过程为有氧呼吸,a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精;催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中;无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。
答案:D
2.(2019全国理综Ⅱ,2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
解析:本题以马铃薯块茎细胞的无氧呼吸为背景考查产生乳酸的无氧呼吸的过程及物质和能量的变化。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,底物一般是葡萄糖,A项错误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的,B项正确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,即葡萄糖分解成丙酮酸的过程,可产生ATP,C项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无氧呼吸产生乳酸,氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸,D项错误。
答案:B
3.下列是外界因素影响呼吸速率的图示,由图可知下列说法错误的是( )
A.超过最适温度,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制
B.O2浓度为10%时适宜贮藏水果、蔬菜
C.适当提高CO2浓度利于贮藏水果、蔬菜
D.种子含水量是制约种子细胞呼吸强弱的重要因素
解析:温度影响酶的活性,超过最适温度时,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制,A项正确;由图乙可知,O2浓度为10%时,有氧呼吸较强,此时有机物消耗较多,不适宜贮藏水果、蔬菜,B项错误;由图丙可知,随CO2浓度升高,呼吸速率下降,故适当提高CO2浓度有利于贮藏水果、蔬菜,C项正确;由图丁可知,含水量影响呼吸速率,随着含水量的增加,呼吸速率先上升后下降,故种子含水量是制约种子细胞呼吸强弱的重要因素,D项正确。
答案:B
4.将酵母菌研磨成匀浆,离心后得到上清液(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
解析:甲试管中含有细胞质基质,葡萄糖进行不完全氧化分解产生酒精和CO2。乙试管中含有线粒体,葡萄糖在线粒体中不反应。丙试管中含有细胞质基质和线粒体,在隔绝空气条件下,葡萄糖进行不完全氧化分解生成酒精和CO2,产生少量ATP。
答案:B
5.某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时,设计了如下实验:
实验一:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑。向锥形瓶A、B中分别放入适量的马铃薯块茎碎屑,如图甲所示。每隔一段时间,从分液漏斗向锥形瓶A中注入适量的过氧化氢溶液,观察装置中溴麝香草酚蓝溶液的颜色变化。
实验二:取新鲜马铃薯块茎,洗净,切成碎屑。向锥形瓶C中加入适量的马铃薯块茎碎屑,并向锥形瓶C中充入N2替代锥形瓶中的空气,如图乙所示,一段时间后,观察装置中溴麝香草酚蓝溶液的颜色变化。
请回答下列问题。
(1)实验一的原理是 ;当实验一中溴麝香草酚蓝溶液的颜色由绿变黄时,是否可以说明马铃薯的呼吸作用在逐渐增强? ,为什么? 。?
(2)已知植物细胞无氧呼吸有两种类型,一种是能够产生酒精的无氧呼吸,另一种是能够产生乳酸的无氧呼吸,并且马铃薯块茎在只有N2的条件下可以进行无氧呼吸,则实验二的目的是 。若实验二中溴麝香草酚蓝溶液 ,则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸,其反应式为 。?
(3)实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处,可能会干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的判断,请给予修正。 。修正的理由是 。?
解析:(1)马铃薯块茎中含有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解产生O2,以此促进马铃薯块茎进行有氧呼吸。CO2可使溴麝香草酚蓝溶液发生颜色变化。(2)马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,故不能使溴麝香草酚蓝溶液变色。(3)微生物的呼吸作用会干扰实验结果。
答案:(1)马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解产生氧气;在有氧条件下,马铃薯块茎细胞可以进行有氧呼吸,产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 不能 溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长,马铃薯产生的CO2总量较多引起的(或其他合理答案:也可)
(2)探究马铃薯无氧呼吸的类型 不变色 C6H12O62C3H6O3+少量能量
(3)实验前应对马铃薯块茎进行消毒(或B瓶和C瓶组装之前均应做灭菌处理)(合理即可) 不同的微生物具有不同的呼吸类型,它们的存在会干扰实验结果
课件47张PPT。第3节 细胞呼吸的原理和应用一、细胞呼吸
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量,因此也叫细胞呼吸。
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
自主学习教材P90~91“探究·实践”,完成下列对实验原理及装置的分析。预习反馈
1.在检验酵母菌细胞呼吸产物时常用到一些特殊的反应,下列描述不正确的是( )
A.CO2可使澄清的石灰水变混浊
B.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
C.灰绿色的重铬酸钾溶液在碱性条件下能与酒精反应,变成橙色
D.橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下能与酒精反应,变成灰绿色
解析:酵母菌既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,产物有CO2、H2O和酒精。CO2可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液检测;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色。
答案:C2.某课外活动小组想探究酵母菌细胞有氧条件下的呼吸作用,用下图装置作为备选装置。 该课外活动小组应该选用的装置序号及正确排序是 。?
答案:C→A→B三、细胞呼吸的方式
自主学习教材P92~94,完成下列问题。
1.有氧呼吸2.无氧呼吸 预习反馈
1.判断正误。
(1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行。( √ )
(2)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP。( × )
(3)马铃薯储藏久了会有酒味产生。( × )
(4)不同生物的无氧呼吸所需要的酶都是相同的。( × )
(5)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。( × )
(6)发酵是指酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸,根据其产物不同又分为酒精发酵和乳酸发酵。( √ )2.根据有氧呼吸的过程连线。 3.识图。
有氧呼吸过程图解如下: 图中①②③④分别是什么物质?⑤代表什么?
答案:①②③④分别是丙酮酸、[H]、O2、CO2。⑤代表大量能量。四、细胞呼吸原理的应用
将生产生活中的实例与对应原理进行连线。探究点一探究点二探究点三探究酵母菌细胞呼吸的方式
问题情景
结合教材“探究酵母菌的呼吸方式”实验装置,尝试解决相关问题。 探究点一探究点二探究点三1.本实验的实验原理是什么?
答案:(1)酵母菌:酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。
(2)细胞呼吸产物的检测 ②酒精的检测:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应,变成灰绿色。 探究点一探究点二探究点三2.图甲中的空气先通过质量分数为10%的NaOH溶液的目的是什么?
答案:图甲中的空气先通过NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2,保证使澄清石灰水变浑浊的是酵母菌有氧呼吸产生的CO2。
3.图乙中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是什么?
答案:B瓶先密封放置一段时间后,耗尽瓶中的氧气,保证使澄清石灰水变浑浊的是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。探究点一探究点二探究点三归纳提升
1.实验变量的分析 探究点一探究点二探究点三2.需加深理解的问题
(1)配制酵母菌培养液时,必须将灭菌的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入酵母菌。否则,高温会杀死酵母菌。
(2)有氧条件:必须持续通入空气,以保证O2的充足供应。空气通入酵母菌培养液之前先用NaOH溶液处理,目的是吸收CO2,排除空气中的CO2对实验结果的干扰。
无氧条件:装置中盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间后,再连接澄清的石灰水,其目的是先让酵母菌将瓶中的O2消耗完,确保只进行无氧呼吸。
(3)在25~35 ℃的环境中进行实验,此时的酵母菌中酶活性较高,生命活动旺盛,细胞呼吸明显。探究点一探究点二探究点三3.酒精的检测
用重铬酸钾检测酒精,在酸性条件下,橙色的重铬酸钾变成灰绿色。检测时,需要把酵母菌培养液过滤,然后取滤液2 mL进行检测。
特别提醒由于葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。探究点一探究点二探究点三典例剖析
下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,下列有关叙述正确的是( )探究点一探究点二探究点三A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组
B.若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则d瓶内的溶液会变黄
C.可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短,来检测CO2的产生速率
D.若c瓶和e瓶中溶液都变浑浊,不能据此判断酵母菌的呼吸方式
解析:该对比实验两组都未知实验结果,都是实验组, A项错误。d瓶内酵母菌进行无氧呼吸,生成酒精,其在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应,呈灰绿色;b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,不生成酒精,无灰绿色出现,B项错误。b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,产生CO2较多,溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间较短(石灰水变混浊较快或混浊量较大);d瓶内酵母菌进行无氧呼吸,产生CO2较少,溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长(石灰水变浑浊较慢或浑浊量较小), C项正确,D项错误。
答案:C探究点一探究点二探究点三活学活练
下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法正确的是( ) 探究点一探究点二探究点三A.两个装置均需要在黑暗条件下进行
B.装置乙在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C.装置乙中应将Ⅱ先放置一段时间,再与Ⅲ连接
D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO2
解析:黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响。装置乙中酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2可通过导管进入Ⅲ,但酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精保留在Ⅱ中。装置乙的Ⅱ先封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ,这样做是为了消耗完装置Ⅱ内的O2,防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰。装置甲中NaOH溶液的作用是使进入Ⅰ的空气先经过NaOH溶液处理,排除空气中的CO2对实验结果的干扰。
答案:C探究点一探究点二探究点三有氧呼吸和无氧呼吸的过程
问题情景
观察细胞呼吸过程图解,分析回答下列问题。 探究点一探究点二探究点三1.有氧呼吸第一阶段的反应场所是细胞质基质;物质变化是葡萄糖→丙酮酸、[H]、ATP;能量变化是葡萄糖中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能。
2.有氧呼吸第二、三阶段的反应场所是线粒体,丙酮酸进入线粒体的条件是什么?
答案:当有氧气存在的情况下,丙酮酸进入线粒体。
3.写出有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去向)。
答案:4.与有氧呼吸相比,为什么无氧呼吸释放的能量较少?
答案:无氧呼吸分解葡萄糖不彻底,大部分能量存留在酒精或乳酸中。探究点一探究点二探究点三归纳提升
1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 探究点一探究点二探究点三2.与无氧呼吸有关的几个易错点
(1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸;高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
(3)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。
(4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。探究点一探究点二探究点三3.与细胞呼吸有关的计算 (1)消耗等量葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比为1∶3。
(2)产生等量的CO2时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为3∶1。
(3)无氧呼吸产生的酒精和CO2的物质的量相等;有氧呼吸消耗O2和产生CO2的物质的量相等。探究点一探究点二探究点三4.细胞呼吸的意义
(1)为生物体的绝大多数生命活动过程提供能量。
(2)生物体代谢的枢纽。细胞呼吸的中间产物,可以转化为其他非糖物质,蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以与细胞呼吸联系起来。
特别提醒(1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP,因为大部分能量以热能形式散失。
(2)1 mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2 870 kJ的能量,其中977.28 kJ的能量储存在ATP中,其余的以热能形式散失。
(3)1 mol葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ,生成乳酸释放的能量为196.65 kJ,其中都有61.08 kJ的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中,其余部分以热能的形式散失。
(4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量,第二阶段没有能量释放。有氧呼吸三个阶段均释放能量。探究点一探究点二探究点三典例剖析
下图为生物体内细胞呼吸过程的图解,下列有关叙述正确的是( )探究点一探究点二探究点三A.图中①②③④过程中均能产生ATP和[H],消耗等量的丙酮酸,②过程产生的ATP最多
B.①③④过程在细胞质基质中进行,②过程只能在线粒体中进行
C.一个细胞内不可能同时进行③④过程
D.不同生物体内产生1 mol CO2,消耗的O2量相同
解析:图中①②③④过程中能产生ATP和[H]的只有①和②;原核生物无线粒体,其有氧呼吸只能在细胞质基质中进行;有的生物进行有氧呼吸,有的生物进行无氧呼吸,都有可能产生CO2,而无氧呼吸不消耗O2。
答案:C探究点一探究点二探究点三活学活练
1.下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置及主要产物,相关选项正确的是( ) 探究点一探究点二探究点三A.有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关
B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自无氧呼吸
C.无氧呼吸产生C3H6O3和C2H5OH的过程中均有[H]剩余
D.细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异
解析:有氧呼吸各个阶段的反应都需要酶的催化,细胞不同位置存在的酶不同,决定了有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行,A项正确;人体在剧烈运动过程中产生的CO2只能来自有氧呼吸,因为无氧呼吸只产生乳酸,B项错误;无氧呼吸第一阶段产生的[H],在第二阶段均被利用,C项错误;细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的直接原因是细胞中酶的种类有差异,根本原因是细胞中遗传信息不同,D项错误。
答案:A探究点一探究点二探究点三2.在真核生物细胞中,下列反应既能在细胞质基质中进行,又能在线粒体内进行的是( ) A.①②④
B.①③④
C.④
D.①④
解析:①②只在细胞质基质中进行;③只在线粒体内膜上进行;④在有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段都可发生,所以在细胞质基质中和线粒体内都能进行。
答案:C探究点一探究点二探究点三细胞呼吸的影响因素和细胞呼吸原理的应用
问题情景
温度、O2浓度、CO2浓度是影响细胞呼吸的重要因素。请结合甲、乙、丙三图解决下列问题。 1.甲、乙、丙三图横坐标对应的外界因素分别是什么?
答案:温度、O2浓度、CO2浓度。 探究点一探究点二探究点三
2.尝试解读乙图中各点表示的生物学意义。
答案:Q点:不消耗O2,产生CO2?只进行无氧呼吸;
P点:耗O2量=产生CO2量?只进行有氧呼吸;
QP段(不包含Q、P点):产生CO2量>耗O2量?同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;
R点:产生CO2最少?组织细胞呼吸最弱点。
3.联系生活实际,各举一例说明细胞呼吸原理的应用。
答案:温度:用酵母菌发面蒸馒头需要用温水和面并适当保温,促进酵母菌的有氧呼吸。
O2浓度:用创可贴包扎伤口,透气性好,有利于抑制厌氧菌的细胞呼吸。
CO2浓度:蔬菜、水果保鲜可充入CO2,通过提升CO2浓度降低氧分压,抑制有氧呼吸,减少有机物消耗。探究点一探究点二探究点三拓展思维通过曲线图变式理解O2浓度对细胞呼吸的影响(细胞呼吸的底物为葡萄糖)。 探究点一探究点二探究点三(1)图甲中的A点只进行无氧呼吸,对应图乙中O2浓度为a时的情况。
(2)图甲中的C点既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,对应图乙中O2浓度为c时的情况,此时最适合贮藏。
(3)图甲中的D点只进行有氧呼吸,对应图乙中O2浓度为d时的情况。探究点一探究点二探究点三归纳提升
影响细胞呼吸的环境因素及细胞呼吸原理在实践上的应用
(1)温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率,与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如右图所示。
生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。探究点一探究点二探究点三(2)O2浓度
①无氧呼吸:随O2浓度增加而受抑制,O2浓度越高,抑制作用越强,O2浓度达到一定值时,被完全抑制。如右图所示。②有氧呼吸:O2是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内,随着O2浓度的增加,有氧呼吸速率增大,但当O2浓度增加到一定值时,有氧呼吸速率不再增大。如右图所示。探究点一探究点二探究点三③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受O2浓度的影响。如右图所示。
应用:a.作物栽培中,采取中耕松土、防止土壤板结等措施,都是尽量使O2浓度大于E点对应的O2浓度,保证根细胞的正常呼吸,有利于肥料的吸收;b.生产中利用低氧(A点的O2浓度)抑制细胞呼吸,减少对有机物的消耗,延长蔬菜、水果、粮食的保存时间。探究点一探究点二探究点三(3)CO2浓度
CO2是细胞呼吸的产物,从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加会抑制细胞的呼吸。
应用:在蔬菜、水果保鲜中,增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
(4)水分:水参与细胞呼吸,一定范围内随水含量的增加,细胞呼吸加强。
应用:种子晒干贮藏,抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。探究点一探究点二探究点三典例剖析
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,有关叙述错误的是( )探究点一探究点二探究点三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
解析:由题图可知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;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。由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右。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探究点一探究点二探究点三活学活练
1.储藏苹果时既要保持其口感,又要减少水分的消耗,下列最适宜的储藏条件是( )
A.高CO2浓度、低O2浓度和零下低温
B.低CO2浓度、高O2浓度和零下低温
C.低O2浓度、高CO2浓度和零上低温
D.完全无O2、高CO2浓度和零上低温
解析:酶的活性在一定范围内随温度的升高而增强,故低温是储藏苹果的有效方法之一,但零下低温会引起冻伤。随着O2浓度的不断增大,有氧呼吸不断增强,而无氧呼吸逐渐受抑制,O2浓度低时二者强度都很弱。CO2是呼吸产物,当CO2浓度增大时会抑制细胞呼吸的进行。
答案:C探究点一探究点二探究点三2.下列关于细胞呼吸原理在生活、生产中应用的叙述,错误的是( )
A.适当降低温度和氧浓度,有利于果蔬储藏
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,可以提高产酒量
C.用透气的纱布包扎伤口,可抑制厌氧菌的大量繁殖
D.施肥的同时结合松土,有利于根吸收矿质元素离子探究点一探究点二探究点三解析:低温能降低细胞中酶的活性,使细胞代谢活动降低,有机物的消耗减少;低氧条件下,有氧呼吸较弱,又能抑制无氧呼吸,细胞代谢缓慢,A项正确。酵母菌酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用,所以不能向发酵罐内连续通气,B项错误。由于氧气能抑制厌氧菌的无氧呼吸,所以在包扎伤口时,可选用透气松软的“创可贴”等材料,C项正确。根细胞吸收无机盐的方式是主动运输,需要载体蛋白并消耗能量,所以中耕松土,有利于植物的根系进行有氧呼吸,从而促进其吸收土壤中的无机盐,D项正确。
答案:B探究点一探究点二探究点三3.稻田长期不排水,可造成水稻幼根的腐烂,主要原因是( )
A.水稻无法进行光合作用
B.必需的营养物质严重缺乏
C.有氧呼吸产生的热能无法消失
D.无氧呼吸的产物对根产生毒害作用
解析:稻田长期不排水,会由于缺氧导致其进行无氧呼吸,产生的酒精可造成水稻幼根的腐烂。
答案:D
