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高一生物(2019人教版)必修1同步學案:5.3 細胞呼吸的原理和應用(含答案)

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高一生物(2019人教版)必修1同步學案:5.3 細胞呼吸的原理和應用(含答案)

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高一生物(2019人教版)必修1同步教案
5.3 細胞呼吸的原理和應用
學習目標 素養目標
1.說出線粒體的結構和功能。 2.說出有氧呼吸的過程。 3.探究酵母菌細胞呼吸的方式。 4.概述無氧呼吸的過程,并列表比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。 5.聯系日常生活中的實例,了解細胞呼吸原理的應用。 1.生命觀念——認同線粒體的結構特點與其作為有氧呼吸的主要場所相 2.科學探究——體驗實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論。 3.科學思維——構建有氧呼吸和無氧呼吸的過程模型,理解二者之間的關系。 4.社會責任——運用細胞呼吸原理,對生活和生產中的應用實例作出科學解釋。適應。
分點突破(一) 探究酵母菌細胞呼吸的方式
基礎·
1.細胞呼吸
(1)概念
①物質變化:有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物。
②能量變化:有機物中穩定的化學能轉化為ATP中活躍的化學能。
(2)兩種類型
①分類依據:有無的參與,有機物是否徹底氧化分解。
②類型:有氧呼吸和無氧呼吸。
2.探究過程
(1)提出問題
①酵母菌使葡萄糖發酵產生酒精是在有氧還是無氧條件下進行的?
②酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸產生的CO2是否一樣多?
(2)作出假設
針對上述問題,根據已有的知識和生活經驗(如酵母菌可用于釀酒、發面等),作出合理的假設。
(3)設計實驗
①配制酵母菌培養液。
②檢測CO2的產生,裝置如圖所示。
③檢測酒精的產生:自A、B中各取2 mL濾液,分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。
(4)實驗現象
①甲、乙兩裝置中石灰水都變混濁,且甲中混濁程度大且快。
②2號試管中溶液由橙色變成灰綠色,1號試管不變色。
(5)實驗結論
(6)表達交流
說出酵母菌細胞呼吸的方式、條件及產物,并與其他小組的同學進行交流。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1.甲裝置中,質量分數為10%的NaOH溶液的作用是什么?乙裝置中,為什么要將B瓶封口放置一段時間后,再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶?
提示:NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO2,以保證第三個錐形瓶中澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2引起的。B瓶剛封口后,有氧氣存在,酵母菌進行有氧呼吸,一段時間后,B瓶中的氧消耗完,再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶,可確保是無氧呼吸產生的CO2通入澄清的石灰水。
2.葡萄酒不僅美味,還具有養生作用,下面是自釀葡萄酒的簡單步驟。洗凈葡萄、瀝干水分、用力捏破(越碎越好)、鋪在壇中,一層葡萄鋪好之后均勻撒一層糖。葡萄不要填滿整個容器,一定留出1/4空間來讓葡萄發酵。最后用2層的保鮮膜覆蓋在容器口。據此探究回答下列問題:
(1)釀葡萄酒為什么要捏破葡萄?
提示:為了讓葡萄上的酵母菌與葡萄果肉充分混合。
(2)為什么葡萄不要填滿整個容器,要留出1/4空間?
提示:這些空間里的氧氣會促進酵母菌繁殖;同時酵母菌呼吸會產生二氧化碳。
(3)為什么最后用2層的保鮮膜覆蓋在容器口?
提示:酵母菌無氧呼吸產生酒精,密封是為酵母菌無氧呼吸提供條件。
二、在“系統思維”中提能
1.實驗分析
(1)材料分析:酶母菌必須是新鮮的,防止酵母菌因存放時間過長而死亡,導致實驗結果不明顯。
(2)裝置分析
①有氧呼吸裝置必須持續通入空氣,保證氧氣充足。
②通入甲中A瓶的空氣需先通過NaOH溶液的目的是保證進入A瓶的氣體中不含有CO2,保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸產生的。
③乙中B瓶應封口放置一段時間,待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌無氧呼吸產生的。
2.實驗拓展
(1)若探究種子的呼吸狀況則不必遮光,但需“死種子”作對照。
(2)若探究“植株或幼苗”的呼吸狀況,應進行遮光處理,以防止光合作用的干擾,同時可設置同種狀況但已死亡的植株或幼苗作對照。
3.對比實驗
(1)概念:設置兩個或兩個以上的實驗組,通過對結果的比較分析,來探究某種因素對實驗對象的影響,這樣的實驗叫對比實驗,也叫相互對照實驗。
(2)實例:在本節課的探究活動中,需要設置有氧和無氧兩種條件,探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式。
(3)特點:兩個實驗組的結果都是事先未知的,通過對比分析,來探究某種因素對實驗對象的影響。
應用·
1.下列有關“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的敘述,錯誤的是(  )
A.將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的氧氣
B.實驗中需控制的無關變量有溫度、酵母菌的質量、培養液濃度等
C.可通過觀察溴麝香草酚藍溶液是否變黃來判斷酵母菌細胞的呼吸方式
D.乙醇使酸性條件下的重鉻酸鉀溶液由橙色變為灰綠色
解析:C 實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的氧氣,A正確;實驗中自變量為是否有氧,需控制的無關變量有溫度、pH、酵母菌的質量、培養液濃度等,B正確;酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO2,所以通過觀察溴麝香草酚藍溶液是否變黃不能判斷酵母菌細胞呼吸的類型,C錯誤;橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與乙醇發生反應,變成灰綠色,D正確。
2.(2021·江蘇南通高一檢測)一位學生將葡萄糖和酵母菌溶液放入一個保溫瓶中,并用帶有兩個孔的塞子封口,裝置圖如圖所示。該實驗裝置可用來探究(  )
A.溫度對酵母菌數量的影響
B.氧分壓對酵母菌細胞呼吸的影響
C.酵母菌細胞呼吸釋放熱量的多少
D.酵母菌發酵產物的類型
解析:C 實驗中沒有溫度的自變量,沒有計數酵母菌,不能研究溫度對酵母菌數量的影響,A錯誤;用帶有兩個孔的塞子封口,酵母菌只能進行無氧呼吸,不能研究氧分壓對酵母菌細胞呼吸的影響,B錯誤;由溫度計觀察溫度變化可知酵母菌細胞呼吸釋放熱量的多少,C正確;用指示劑只能測定二氧化碳,不能測定酒精,D錯誤。
3.如圖為以酵母菌和葡萄糖為材料進行“乙醇發酵實驗”的裝置圖。下列關于該實驗過程與結果的敘述,錯誤的是(  )
A.將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖溶液的甲試管后需振蕩混勻
B.在甲試管內的混合液表面需滴加一薄層液體石蠟以制造富氧環境
C.乙試管中由澄清的石灰水變混濁可推知酵母菌細胞呼吸產生了CO2
D.拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味
解析:B 干酵母需要用溫水化開,以保持酵母菌活性;酵母菌懸液加入葡萄糖溶液后要充分振蕩,使葡萄糖與酵母菌充分接觸,利于發生反應。在甲試管內的混合液表面滴加一薄層液體石蠟以制造無氧環境,利于酒精發酵。若乙試管中的澄清石灰水變混濁,說明酵母菌細胞呼吸產生了CO2。甲試管中的酵母菌進行無氧呼吸產生酒精,酒精具有揮發性,所以拔掉甲試管塞子后可聞到酒精的氣味。
分點突破(二) 有氧呼吸和無氧呼吸
基礎·
1.有氧呼吸
(1)主要場所——線粒體
①寫出圖中字母代表的結構名稱:
A外膜;B內膜形成的嵴;C線粒體基質。
②與有氧呼吸有關的酶分布在BC。(填圖中字母)
③線粒體的分布:集中在代謝旺盛的部位。
(2)化學反應式
(3)物質轉化過程
(4)能量轉化
2.無氧呼吸
(1)類型及反應式
(2)場所:細胞質基質。
(3)過程
①第一階段:與有氧呼吸的第一階段完全相同。
②第二階段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和CO2,或者轉化成乳酸。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1.古代詩人對酒的描寫和贊美頗多,如李白《客中行》中寫道“蘭陵美酒郁金香,玉碗盛來琥珀光”。如今關于酒的品種更是不計其數。其中啤酒的起源可追溯到8 000年以前,以下是關于啤酒生產的大致過程:將經過滅菌的麥芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌種后輸入發酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,酒精濃度上升,泡沫不斷增多,當糖度下降到一定程度后,結束發酵。據此分析在啤酒發酵的各個階段,酵母菌細胞呼吸的主要方式分別是什么?代謝產物主要是什么?
提示:開始時,發酵罐中有大量的溶解氧,酵母菌進行有氧呼吸迅速大量繁殖,此時的代謝產物主要是二氧化碳和水。隨著氧氣不斷被消耗,發酵罐中的溶解氧越來越少,此時酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,代謝產物有二氧化碳、水和酒精。溶解氧消耗殆盡,酵母菌只進行無氧呼吸,此時的代謝產物主要是酒精和二氧化碳。
2.在通風條件不好的環境中儲藏的蘋果會散發出酒味,而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產生,請分析其中的原因?為什么會產生這種差異?
提示:蘋果無氧呼吸的產物是酒精和CO2,馬鈴薯無氧呼吸的產物是乳酸。因為不同生物細胞所具有的酶不同,導致反應途徑不同,產物也不同。
二、在“系統思維”中提能
1.有氧呼吸過程分析
(1)有氧呼吸中氧元素的來源和去路
(2)細胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路
來源 去路
[H] 有氧呼吸:C6H12O6和H2O 無氧呼吸:C6H12O6 有氧呼吸:與O2結合生成水 無氧呼吸:還原丙酮酸
ATP 有氧呼吸:三個階段都產生 無氧呼吸:只在第一階段產生 用于各項生命活動
2.綜合比較分析
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不同點 條件 需氧 不需氧
場所 細胞質基質(第一階段) 線粒體(第二、三階段) 細胞質基質
分解程度 葡萄糖被徹底分解 葡萄糖分解不徹底
產物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量釋放 大量能量 少量能量
相同點 反應條件 需酶和適宜溫度
本質 氧化分解有機物,釋放能量,生成ATP供生命活動所需
過程 第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義 為生物體的各項生命活動提供能量
應用·
1.人的骨骼肌細胞既可以進行有氧呼吸,也可以進行無氧呼吸。下列有關骨骼肌細胞的敘述錯誤的是(  )
A.若僅以葡萄糖為底物,吸收的O2量等于釋放的CO2量
B.若消耗了少量脂肪,則吸收的O2量多于釋放的CO2量
C.有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段在同一個場所進行
D.有氧呼吸和無氧呼吸過程中均會有二氧化碳產生
解析:D 由于無氧呼吸不消耗氧氣,也不產生二氧化碳,而有氧呼吸消耗氧氣并產生二氧化碳,因此以葡萄糖為底物時,人體骨骼肌細胞呼吸作用吸收的O2量等于釋放的CO2量,A正確;若以脂肪為底物,由于脂肪的C、H比例高于葡萄糖,所以吸收的O2量多于釋放的CO2量,B正確;有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質基質中進行,C正確;骨骼肌細胞無氧呼吸產生乳酸,不會產生二氧化碳,D錯誤。
2.如圖是細胞呼吸過程簡圖,其中字母表示物質,數字表示過程。下列敘述錯誤的是(  )
A.過程①在細胞質基質中進行,并有少量ATP生成
B.過程②在線粒體中進行,并有較多ATP生成
C.酵母菌細胞可以進行過程①②③④
D.物質b是CO2
解析:C 過程①是細胞呼吸的第一階段,在細胞質基質中進行,并有少量ATP生成,A正確;過程②是有氧呼吸的第二、三階段,在線粒體中進行,并有較多ATP生成,B正確;酵母菌細胞中可以進行過程①②③,不可以進行過程④,C錯誤;無氧呼吸產生酒精與CO2,因此物質b是CO2,D正確。
方法點撥
葡萄糖在細胞呼吸的第一階段被分解為丙酮酸和[H],故a是丙銅酸;在有氧條件下,丙銅酸與H2O、氧氣與[H]反應,生成CO2和H2O;在無氧條件下,丙酮酸與[H]反應,生成酒精與CO2,或者乳酸。
3.(2021·江蘇南通高一檢測)下列對細胞呼吸過程的敘述正確的是(  )
A.細胞有氧呼吸產生的CO2中的氧全部來自葡萄糖
B.人在劇烈運動時產生的CO2來自線粒體和細胞質基質
C.細胞無氧呼吸第二階段會釋放少量能量并合成少量ATP
D.無氧呼吸釋放的能量較少是因為形成的不徹底氧化產物中含有大量能量
解析:D 細胞有氧呼吸第二階段丙酮酸和水反應生成CO2,所以有氧呼吸產生的CO2中的氧來自葡萄糖和水,A錯誤;人在劇烈運動時只有有氧呼吸才能產生CO2,無氧呼吸不產生CO2,所以產生的CO2來自線粒體,B錯誤;細胞無氧呼吸第二階段不釋放能量,C錯誤;無氧呼吸釋放的能量較少是因為形成的不徹底氧化產物(酒精或乳酸)中含有大量能量,D正確。
分點突破(三) 細胞呼吸原理的應用
基礎·
1.溫度
(1)影響:細胞呼吸是一系列酶促反應,溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。如圖所示,細胞呼吸的最適宜溫度一般在25~35 ℃之間。
(2)應用:低溫儲藏食品;大棚栽培在夜間適當降低溫度;溫水和面發酵快。
2.氧氣
(1)分析:如圖,O2是有氧呼吸所必需的,且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。
①O2濃度=0時,只進行無氧呼吸。
②0<O2濃度<10%時,同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。
③O2濃度≥10%時,只進行有氧呼吸。
④O2濃度=5%時,有機物消耗最少。
(2)應用
3.水分
(1)影響
①水作為有氧呼吸的反應物可直接參與反應。
②水作為生物化學反應的介質影響反應的進行。
③在一定范圍內,細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快,隨含水量的減少而減慢。
(2)應用
①糧食在收倉前要進行晾曬處理。
②干種子萌發前進行浸泡處理。
4.二氧化碳
(1)影響:CO2是細胞呼吸的最終產物,積累過多會抑制細胞呼吸的進行。
(2)應用:適當增加CO2濃度,有利于水果和蔬菜的保鮮。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1.山東壽光市是全國聞名的“中國蔬菜之鄉”,是中國最大的蔬菜生產基地。2019年8月,受臺風影響,壽光多地連降暴雨引發洪災,對當地蔬菜產業尤其是大棚蔬菜造成嚴重影響。據此探究回答下列問題:
(1)洪災過后,由于積水的影響,很多蔬菜的根部出現變黑、腐爛的現象,試分析出現此現象的原因。
提示:積水會使土壤中的含氧量降低,導致幼根生活在缺氧的環境中,進行無氧呼吸。無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用,使幼根最終死亡、腐爛、變黑。
(2)請從影響細胞呼吸因素的角度考慮,提高蔬菜大棚產量的措施有哪些?
提示:夜晚適當降低溫度,能降低呼吸酶的活性,減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗;一定時期進行松土透氣,能促進根細胞的細胞呼吸,有利于主動運輸,為礦質元素的吸收供應能量,從而提高農作物的產量。
2.運動成為當今人們生活的一種時尚。人在劇烈運動時,會因骨骼肌進行無氧呼吸積累過多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教練提倡有氧運動,請從有氧呼吸和無氧呼吸的產物及釋放能量多少的角度分析原因?
提示:有氧呼吸的產物是CO2和H2O,對于機體的影響較小,且有機物中的能量全部釋放。而無氧呼吸的產物中的乳酸對機體不利,且有機物中的能量僅釋放一部分。
二、在“系統思維”中提能
類型 應用 原理
有氧呼吸 提倡慢跑等有氧運動 不會因劇烈運動時無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹乏力
農作物栽培時及時松土透氣 根對無機鹽的吸收是主動運輸的過程,消耗能量;農作物栽培時及時松土透氣,增加土壤中O2的濃度,使根的有氧呼吸加強,產生大量能量,從而促進植物根對無機鹽的吸收
稻田定期排水 避免根因無氧呼吸產生大量酒精,對細胞產生毒害作用,造成爛根
生產醋酸、味精等 利用醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸
發面 在饅頭、面包的制作過程中,利用酵母菌的有氧呼吸,使饅頭、面包變得松軟可口
無氧呼吸 選用透氣的“創可貼”、透氣消毒紗布包扎傷口 為傷口創造有氧的環境,避免厭氧菌的繁殖,有利于傷口的愈合
傷口過深或被銹釘扎傷后,需及時到醫院治療 避免破傷風芽孢桿菌等進行無氧呼吸而大量繁殖,引發破傷風
制作酸奶、泡菜等 利用乳酸菌無氧呼吸產生乳酸
釀酒 釀酒的早期要通氣,有利于酵母菌進行有氧呼吸,從而快速繁殖;后期密閉,有利于酵母菌進行無氧呼吸產生酒精
應用·
1.(2021·江蘇宿遷高一期末)下列關于細胞呼吸原理在生產、生活中應用的說法,正確的是(  )
A.為板結的土壤松土可促進根部對無機鹽的吸收
B.用透氣的紗布包扎傷口可避免組織細胞缺氧死亡
C.水果應在低溫、無氧的環境中貯存以減少有機物損耗
D.稻田定期排水可避免水稻根部無氧呼吸產生過多乳酸而腐爛
解析:A 土壤板結,需要及時松土透氣,增加土壤的通氣量,有利于植物的根系進行有氧呼吸,并能促進其吸收土壤中的無機鹽,A正確;由于氧氣能抑制破傷風桿菌的無氧呼吸,所以在包扎傷口時,可選用透氣松軟的“創可貼”等材料,防止傷口處厭氧菌的生存和繁殖,B錯誤;適宜的濕度能保證水果水分的充分儲存,從而保證水果肉質鮮美;低溫能降低細胞中酶的活性,使細胞代謝活動降低,有機物的消耗減少;低氧條件下,有氧呼吸較弱,又能抑制無氧呼吸,細胞代謝緩慢,有機物消耗少;所以水果應在一定濕度、零上低溫、低氧的環境中貯存,C錯誤;稻田定期排水,能防止植物的根缺氧進行無氧呼吸,產生酒精,對根系造成毒害作用,D錯誤。
2.在適宜溫度下測得的小麥種子氣體交換相對值與O2濃度之間的關系如圖所示。下列分析錯誤的是(  )
A.當O2濃度≥10%時,產生CO2的場所是線粒體基質
B.當O2濃度增加時,無氧呼吸受抑制,導致QR段曲線下降
C.若圖中AB與BC等長,則C點時有氧呼吸消耗的有機物量多于無氧呼吸
D.若將實驗材料換為等量的花生種子,在只進行有氧呼吸時,O2的吸收量將增加
解析:C 當O2濃度≥10%時,O2的吸收量等于CO2的釋放量,說明種子只進行有氧呼吸,產生CO2的場所是線粒體基質,A正確;當O2濃度從0開始逐漸增加時,無氧呼吸受抑制的同時有氧呼吸較弱,故QR段釋放CO2減少,曲線下降,B正確;若圖中AB與BC等長,說明C點時有氧呼吸產生的CO2等于無氧呼吸產生的CO2,而消耗的有機物量則是有氧呼吸小于無氧呼吸,C錯誤;若將實驗材料換為等量的花生種子,由于花生種子中脂肪較多,脂肪在氧化分解時需要消耗更多的O2,故在只進行有氧呼吸時,O2的吸收量將增加,D正確。
3.(2021·天津高一期末)長期浸水會導致樹根變黑腐爛。樹根從開始浸水到變黑腐爛的過程中,細胞呼吸速率的變化曲線如圖所示。下列敘述錯誤的是(  )
A.Ⅰ階段根細胞的有氧呼吸速率下降
B.Ⅱ階段根細胞的無氧呼吸速率上升
C.Ⅲ階段曲線下降的主要原因與Ⅰ階段不同
D.細胞在a點的有氧呼吸強度小于b點
解析:D Ⅰ階段根細胞氧氣濃度下降,有氧呼吸速率下降,A正確;Ⅱ階段根細胞氧氣濃度越來越低,無氧呼吸速率上升,B正確;Ⅲ階段曲線下降的主要原因是大部分根細胞被酒精毒害,導致呼吸速率下降,與Ⅰ階段不同,C正確;隨著樹根浸泡時間的延長,氧氣濃度逐漸降低,有氧呼吸逐漸減弱,所以a點有氧呼吸強度大于b點,D錯誤。
4.(2021·湖北武漢高一期中)已知新生的植物組織呼吸速率較高,可以把糖類等物質轉化為構建新生組織所必需的物質,而成熟的植物組織呼吸速率較低,有利于降低有機物的消耗。為滿足人類的生產需求,可以改變環境條件影響植物組織的呼吸強度。下列調節呼吸強度的措施中不恰當的是(  )
A.地窖儲存的水果,最好置于低氧的環境中
B.在種子有機物的快速積累期,應創設低溫條件
C.種植蔬菜的溫室大棚,夜間應適當升高CO2濃度
D.當淺層土壤板結,農作物缺乏無機鹽時,應松土提高根部O2濃度
解析:B 低溫、低氧的條件下儲藏水果,此條件下細胞呼吸作用弱,對有機物的消耗比較少,能夠減少細胞內有機物的損耗,A正確;種子中細胞呼吸速率較高,可以把糖類等物質轉化為構建新生組織所必需的物質,因此應創設適宜的溫度以有利于種子有機物快速積累,B錯誤;CO2是呼吸作用的產物,夜間適當升高CO2濃度可抑制呼吸作用,C正確;給板結的土壤松土,可以保證土壤中有較多的氧氣,可以使根細胞進行充分的有氧呼吸,從而有利于無機鹽的吸收,D正確。
網絡構建(一圖串盡主干知識)
微專題培優(四) 細胞呼吸方式的判斷及實驗探究
1.細胞呼吸方式的判斷
(1)理解細胞呼吸反應式中各物質間量的比例關系
(以酵母菌消耗C6H12O6為例)
反 應 式 有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 無氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6 ②無氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶酒精=1∶2∶2 ③消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產生的CO2摩爾數: 有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和=3∶4 ④產生等量的CO2時消耗的葡萄糖摩爾數: 無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1
(2)判斷細胞呼吸方式的三大依據
[針對訓練]
1.向一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌,1 h后測得該容器中O2減少24 mL,CO2增加36 mL,則在這1 h內酒精發酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的(  )
A.1/3倍 B.1/2倍
C.2倍 D.3/2倍
解析:D 由反應式可知,有氧呼吸每消耗1 mol O2同時生成1 mol CO2,由于在相同狀況下,氣體的體積比等于物質的量之比,結合題意“1 h后測得該容器中O2減少24 mL”,說明有氧呼吸產生24 mL CO2,則無氧呼吸產生的CO2為36-24=12 mL,則在這1 h內酒精發酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3/2倍。
2.如表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發,測得的氣體量的變化結果。相關說法正確的是(  )
甲 乙 丙
CO2釋放量/mol 12 8 10
O2吸收量/mol 0 6 10
A.在甲條件下進行的是產生CO2和乳酸的無氧呼吸
B.在乙條件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比無氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強度達到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來自細胞質基質和線粒體
解析:D 甲條件下只釋放CO2,不吸收O2,進行的是產生CO2和酒精的無氧呼吸,不產生乳酸;乙條件下消耗O2的量為6 mol,則有氧呼吸消耗葡萄糖的量為1 mol,無氧呼吸產生CO2的量為8-6=2 mol,無氧呼吸消耗葡萄糖的量為1 mol,消耗的葡萄糖中有氧呼吸和無氧呼吸相等;丙條件下只進行有氧呼吸,但不能判斷有氧呼吸強度是否達到了最大值;乙條件下釋放的CO2來自細胞質基質和線粒體。
3.(2022·江蘇南京高一月考)在a、b、c、d 4種條件下,測得某植物種子萌發時CO2釋放量和O2吸收量的數值如表所示,若底物是葡萄糖,則下列敘述正確的是(  )
條件 CO2釋放量/ mol O2吸收量/ mol
a 10 0
b 8 3
c 6 4
d 7 7
A.a條件下,細胞呼吸產物除CO2外還有酒精和乳酸
B.b條件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.c條件下,無氧呼吸最弱
D.d條件下,產生的CO2全部來自線粒體
解析:D a條件下,只有CO2的釋放,沒有O2的吸收,說明此條件下該植物種子只進行無氧呼吸,呼吸產物是CO2和酒精,沒有乳酸,A錯誤;b條件下,CO2釋放量>O2吸收量,說明此條件下該植物種子同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,該條件下有氧呼吸吸收的氧氣的量為3 mol,則有氧呼吸釋放的CO2量也為3 mol,則消耗的葡萄糖是0.5 mol,無氧呼吸產生的CO2量為8-3=5 mol,則消耗的葡萄糖為2.5 mol,因此b條件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的葡萄糖少,B錯誤;c條件下,CO2釋放量>O2吸收量,說明此時該植物種子同時進行有氧呼吸和無氧呼吸;d條件下,CO2釋放量=O2吸收量,說明此時該植物種子只進行有氧呼吸,無氧呼吸最弱,C錯誤;d條件下,CO2釋放量=O2吸收量,說明此時該植物種子只進行有氧呼吸,此時產生的O2全部來自線粒體,D正確。
2.根據液滴移動判斷細胞的呼吸方式
(1)實驗設計
欲確認某生物的呼吸類型,應設置兩套呼吸裝置,如圖所示(以發芽種子為例)
(2)實驗結果預測和結論
實驗現象 結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行產生乳酸的無氧呼吸或種子已死亡
不動 右移 只進行產生酒精的無氧呼吸
左移 右移 進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸
[針對訓練]
4.如圖是探究酵母菌呼吸類型的裝置,如果裝置一中紅色液滴向左移,裝置二中紅色液滴向右移,證明酵母菌(  )
A.只進行有氧呼吸
B.只進行無氧呼吸
C.可能死亡
D.既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸
解析:D 裝置一中液滴左移,說明酵母菌能進行有氧呼吸;裝置二中液滴右移,說明酵母菌細胞呼吸時CO2的釋放量大于O2的消耗量,即存在無氧呼吸。所以,酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。
5.如圖是某研究性學習小組為了探究酵母菌的細胞呼吸類型而設計的實驗裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質),下列有關實驗裝置和結果的分析,錯誤的是(  )
A.通過裝置一僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸
B.用水代替NaOH溶液設置裝置二,通過裝置二液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進行無氧呼吸
C.用水代替NaOH溶液設置裝置二,如果裝置一中液滴左移,裝置二中液滴右移,說明酵母菌既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸
D.用水代替NaOH溶液設置裝置二,裝置二中液滴可能向左移
解析:D 燒杯中的NaOH溶液能吸收細胞呼吸產生的CO2,所以液滴移動的距離代表細胞呼吸消耗O2的量,因此通過裝置一僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸;用水代替NaOH溶液設置裝置二,由于水不吸收氣體也不釋放氣體,所以液滴移動的距離代表細胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值,如果液滴移動說明酵母菌進行了無氧呼吸,如果液滴不移動,說明酵母菌不進行無氧呼吸;用水代替NaOH溶液設置裝置二,如果裝置一中液滴左移,說明有O2的消耗,可以推斷出酵母菌進行了有氧呼吸,裝置二中液滴右移,說明細胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量,推斷出酵母菌還進行了無氧呼吸;用水代替NaOH溶液設置裝置二,由于葡萄糖作底物不可能出現O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況,所以裝置二中液滴不可能向左移。
[應用體驗]
1.測定下列哪一項,可簡便而且準確地判斷出儲存的小麥種子的細胞呼吸方式(  )
A.有無酒精生成
B.有無水生成
C.有無有機物消耗
D.O2消耗量與CO2生成量的比值
解析:D O2消耗量與CO2生成量可以簡便、準確測定,若二者比值等于1,則小麥種子進行的是有氧呼吸,若比值為0,則小麥種子進行的是無氧呼吸,若比值在0~1之間,則小麥種子同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。
2.不同種類的生物在不同的條件下呼吸方式不同。下列對生物細胞呼吸方式的判斷,錯誤的是(  )
A.若只釋放CO2,不消耗O2,則細胞只進行無氧呼吸
B.若CO2的釋放量多于O2的吸收量,則細胞既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸
C.若CO2的釋放量等于O2的吸收量,則細胞可能只進行有氧呼吸
D.若既不吸收O2也不釋放CO2,則說明該細胞已經死亡
解析:D 當以葡萄糖為呼吸底物進行有氧呼吸時,細胞吸收O2量等于產生CO2量,若同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,則產生CO2量大于吸收O2量。當產物是乳酸時,細胞既不吸收O2,也不釋放CO2。
3.向一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液通入不同濃度的氧氣時,其產生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列敘述錯誤的是(  )
氧濃度/% a b c d
產生CO2的量/mol 0.9 1.3 1.5 3.0
產生C2H5OH的量/mol 0.9 0.7 0.6 0
A.氧濃度為a時,只進行無氧呼吸
B.氧濃度為b時,經有氧呼吸產生的CO2為0.6 mol
C.氧濃度為c時,消耗的葡萄糖中有50%用于酒精發酵
D.氧濃度為d時,只進行有氧呼吸
解析:C 氧濃度為a時,產生CO2的量和產生酒精的量相等,表示酵母菌只進行無氧呼吸,A正確;由于無氧呼吸產生CO2的量和產生酒精的量相等,因此氧濃度為b時,有0.6 mol的CO2經有氧呼吸產生,B正確;氧濃度為c時,酵母菌無氧呼吸產生的酒精是0.6 mol,因此無氧呼吸消耗的葡萄糖是=0.3 mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖是=0.15 mol,因此用于酒精發酵的葡萄糖占消耗葡萄糖總量的=,C錯誤;氧濃度為d時,酵母菌不產生酒精,因此只進行有氧呼吸,D正確。
4.如圖表示某植物非綠色器官在不同氧氣濃度下氧氣的吸收量和二氧化碳的釋放量,根據所提供的信息,以下判斷正確的是(  )
A.N點時,該器官氧氣的吸收量和二氧化碳的釋放量相等,說明其只進行有氧呼吸
B.M點是貯藏該器官的最適氧氣濃度,此時無氧呼吸的強度最低
C.O點時,該器官產生二氧化碳的場所是細胞中的線粒體基質
D.該器官細胞呼吸過程中有非糖物質氧化分解
解析:D 當氧化分解底物是葡萄糖時,有氧呼吸消耗的O2量和釋放的CO2量相等。因為該器官細胞呼吸過程中有非糖物質氧化分解,所以N點時,該器官氧氣的吸收量和二氧化碳的釋放量相等,并不能說明其只進行有氧呼吸,A錯誤;M點是貯藏該器官的最適氧氣濃度,此時總呼吸的強度最低,B錯誤;O點時,該器官只進行無氧呼吸,產生二氧化碳的場所是細胞中的細胞質基質,C錯誤;圖中N點之后CO2釋放量小于O2吸收量,說明該器官細胞呼吸過程中有非糖物質(如脂肪)氧化分解,D正確。
5.某生物興趣小組對萌發的種子的細胞呼吸方式進行了探究,實驗裝置如圖所示。實驗開始后觀察著色液滴的變化,請回答下列問題:
(1)20%NaOH溶液的作用為____________________________________________________
_______________。在兩個裝置中分別放置100粒萌發的小麥種子,如果裝置1中的著色液滴向________(填“左”或“右”)移動,裝置2中的著色液滴不移動,則說明此時萌發的小麥種子的細胞呼吸方式為________。
(2)裝置2中的著色液滴移動,開始一段時間內移動速度逐漸加快,則說明小麥種子____
_________________________________________________________________。
(3)若在裝置中分別放置100粒萌發的玉米種子,實驗進行一段時間后,裝置1、2中的液滴都不再移動,且玉米種子仍然保持生物活性,則可推測出此時的細胞呼吸產物是______。
(4)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的實驗誤差,應如何設置對照組?___________
____________________________________________________________。
解析:(1)20% NaOH溶液的作用為吸收CO2。在兩個實驗裝置中分別放置100粒萌發的小麥種子,若此時萌發的小麥種子的細胞呼吸方式為有氧呼吸,則裝置1中的著色液滴向左移動,說明消耗O2;裝置2中的著色液滴不移動,說明呼吸作用釋放CO2的體積等于消耗O2的體積。(2)如果裝置1中的著色液滴不移動,說明不消耗O2,裝置2中的著色液滴移動,說明呼吸作用釋放CO2的體積大于消耗O2的體積,因此小麥種子只進行無氧呼吸。開始一段時間內著色液滴移動速度逐漸加快,則說明小麥種子無氧呼吸強度增強。(3)若在裝置中分別放置100粒萌發的玉米種子,實驗進行一段時間后,裝置1、2中的液滴都不再移動,且玉米種子仍保持生物活性,說明其細胞呼吸既不消耗O2,也不釋放CO2,因此可推測此時的細胞呼吸產物是乳酸。(4)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的實驗誤差,應設置對照組:其他條件不變,將種子滅活。
答案:(1)吸收CO2 左 有氧呼吸 (2)無氧呼吸強度增強(或無氧呼吸速率加快) (3)乳酸 (4)其他條件不變,將種子滅活
[課時跟蹤檢測]
[基礎鞏固練]
知識點一 細胞呼吸的方式
1.在檢驗酵母菌細胞呼吸的產物時,涉及一些特殊的顏色反應,下列描述錯誤的是(  )
A.二氧化碳使澄清的石灰水變混濁
B.二氧化碳可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃
C.酒精在堿性條件下能與灰綠色的重鉻酸鉀溶液反應變成橙色
D.酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色
解析:C 二氧化碳可使澄清石灰水變混濁,A正確;二氧化碳可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃,B正確;酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色,C錯誤,D正確。
2.(2021·北京高一期中)如圖是在相同條件下放置的探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置。下列敘述正確的是(  )
A.兩個裝置均需要置于黑暗條件下進行
B.裝置甲中NaOH的作用是吸收I處的CO2
C.裝置乙中應讓Ⅱ密閉放置一段時間后,再與Ⅲ連接
D.裝置乙中Ⅲ處石灰水混濁程度高于裝置甲中石灰水的混濁程度
解析:C 酵母菌在光照和黑暗中均可進行細胞呼吸,且光照不影響細胞呼吸,故兩個裝置不需要置于黑暗條件下進行,A錯誤;裝置甲是進行酵母菌的有氧呼吸的實驗,其中NaOH的作用是吸收空氣中的 CO2,確保進入I處的空氣沒有CO2,保證澄清的石灰水變混濁的CO2只來自酵母菌的有氧呼吸,B錯誤;裝置乙中應讓Ⅱ密閉放置一段時間,徹底消耗其中的氧氣,形成無氧環境,然后再與Ⅲ連接,C 正確;該實驗是在相同條件下進行的,裝置乙中酵母菌進行無氧呼吸,有機物分解不徹底,產生的CO2少,與裝置甲相比,Ⅲ處石灰水混濁程度低于裝置甲中石灰水的混濁程度,D錯誤。
知識點二 有氧呼吸和無氧呼吸
3.(2021·江蘇南通高一檢測)下列關于細胞呼吸的敘述,正確的是(  )
A.哺乳動物成熟紅細胞有氧呼吸產生CO2和H2O
B.檢測是否產生CO2可判斷乳酸菌是否進行細胞呼吸
C.無氧條件下酵母菌有氧呼吸第二階段不能正常進行
D.硝化細菌因沒有線粒體不能進行有氧呼吸
解析:C 哺乳動物成熟紅細胞沒有線粒體,只能進行無氧呼吸,A錯誤;乳酸菌為厭氧菌,無氧呼吸的產物為乳酸,不產生CO2,所以不能通過檢測是否產生CO2來判斷乳酸菌是否進行細胞呼吸,B錯誤;無氧條件下有氧呼吸被抑制,由于有氧呼吸和無氧呼吸第一階段完全相同,所以無氧條件下酵母菌有氧呼吸第二階段不能正常進行,C正確;硝化細菌為原核生物,沒有線粒體,但含有有氧呼吸酶,能進行有氧呼吸,D錯誤。
4.(2021·江蘇連云港高一檢測)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養液,當通入不同濃度的氧氣時,單位時間其產生的酒精和CO2的量如圖所示。據圖中信息推斷錯誤的是(  )
A.氧氣濃度為a時,酵母菌只進行無氧呼吸
B.氧氣濃度為b時,單位時間有氧呼吸產生的CO2比無氧呼吸少
C.當氧濃度為c時,2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精發酵
D.氧氣濃度為d時,酵母菌只進行有氧呼吸
解析:C 氧氣濃度為a時,酵母菌產生的酒精量和CO2量相同,此時只進行無氧呼吸,A正確;氧氣濃度為b時,酵母菌無氧呼吸產生的酒精是6.5,則無氧呼吸產生的二氧化碳也是6.5,故有氧呼吸產生的二氧化碳是12.5-6.5=6,單位時間有氧呼吸產生的CO2比無氧呼吸少,B正確;當氧濃度為c時,無氧呼吸產生的酒精和CO2的量都為6,則有氧呼吸產生的CO2為9,故無氧呼吸消耗的葡萄糖為3,有氧呼吸消耗的葡萄糖為1.5,即2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精發酵,C錯誤;氧氣濃度為d時無酒精產生,此時酵母菌只進行有氧呼吸,D正確。
5.如圖是酵母菌有氧呼吸的過程示意圖,①~③代表有關生理過程的場所,甲、乙代表有關物質,下列敘述正確的是(  )
A.③處釋放的能量全部儲存在ATP中
B.①和②處產生乙的量相等
C.②中的生理過程需要H2O
D.缺氧條件下甲可以轉化為乳酸
解析:C ③表示有氧呼吸的第三階段的場所線粒體內膜,該處釋放的能量大部分以熱能的形式散失,只有一小部分儲存在ATP中,A錯誤;同樣是消耗1 mol C6H12O6,①和②處產生乙[H]的量分別是4 mol、20 mol,B錯誤;②處發生的是有氧呼吸的第二階段,需要H2O的參與,生成CO2和[H],C正確;酵母菌在缺氧的條件下會生成酒精和CO2,D錯誤。
知識點三 細胞呼吸原理的應用
6.稻田長期不排水,可造成水稻幼根腐爛,主要原因是(  )
A.水稻無法進行光合作用
B.必需的營養物質嚴重缺乏
C.有氧呼吸產生的熱能無法散失
D.無氧呼吸的產物對根產生毒害作用
解析:D 稻田長期不排水,水稻幼根進行無氧呼吸生成CO2和酒精,酒精對根產生毒害作用導致植物幼根腐爛。
7.如圖為溫度對某植物細胞呼吸速率影響的示意圖。下列敘述正確的是(  )
A.ab段,溫度升高促進了線粒體內的葡萄糖分解過程
B.bc段,與細胞呼吸有關的酶發生熱變性的速率加快
C.b點時,氧與葡萄糖中的碳結合生成的二氧化碳最多
D.c點時,細胞呼吸產生的絕大部分能量儲存在ATP中
解析:B 葡萄糖分解發生在細胞質基質而不是線粒體;bc段溫度上升,呼吸速率迅速下降,說明酶發生熱變性的速率加快;氧氣與[H]反應生成水,不生成二氧化碳;細胞呼吸產生的絕大部分能量以熱能形式散失。
8.(2021·江蘇南京高一檢測)下列關于細胞呼吸原理在生產、生活中的應用的敘述,錯誤的是(  )
A.在零上低溫、低氧和一定濕度條件下保存水果和蔬菜有利于保鮮
B.盆栽要經常松土是因為土壤板結后,透氣性差影響根系的生長和離子的吸收
C.在公園中移栽綠化樹時,通常要去掉大部分枝葉,是為了減少植物體內水分的散失
D.稻田需要定期排水,是為了防止水稻幼根長期無氧呼吸積累乳酸而變黑、腐爛
解析:D 零上低溫可以降低酶的活性進而降低呼吸消耗有機物;低氧時細胞的有氧呼吸弱、無氧呼吸受抑制,可以降低呼吸消耗有機物;而濕度適中則可減少細胞中水分的丟失,故零上低溫、低氧、濕度適中等條件有利于水果和蔬菜的保鮮,A正確;盆栽時應及時松土,以增加土壤中氧氣的量,促進有氧呼吸,為根系的生長和離子的吸收提供能量,同時避免無氧呼吸爛根,B正確;樹木移栽去掉大部分枝葉可以降低蒸騰作用,減少水分的散失,提高樹苗的保水能力 ,C正確;水稻田定期排水,可以防止根系因無氧呼吸產生酒精而導致爛根現象的發生,D錯誤。
9.(2021·山東青島高一期末)如圖是探究小鼠在不同溫度下呼吸速率(用單位時間的耗氧量表示)的實驗裝置。打開夾子A,使水檢壓計左右液面平齊,關閉夾子A,用注射器向廣口瓶中注入5 mL氧氣,水檢壓計左側液面升高,記錄左右液面重新平齊所用的時間。下列相關敘述錯誤的是(  )
A.用注射器向廣口瓶中注入5 mL氧氣后要立刻關閉夾子B
B.測定小鼠的呼吸速率需要多次重復進行,最后取平均值
C.小鼠在25 ℃時的呼吸速率大于10 ℃時的呼吸速率
D.NaOH的作用是排除呼吸作用產生的CO2對實驗結果的干擾
解析:C 因實驗要觀察液面的變化,故除水檢壓計外,其他部位均要密閉,A正確;測定小鼠的呼吸速率要在安靜的狀態下進行,需要多次重復,最后取平均值,B正確;小鼠為恒溫動物,為保持體溫恒定,在10 ℃時,代謝加強,呼吸速率大于25 ℃時,C錯誤;NaOH的作用是排除呼吸作用產生的CO2對實驗結果的干擾,以保證實驗中變化的氣體僅為氧氣,D正確。
[素養提升練]
10.(多選)(2021·江蘇泰州高一期末)如圖所示為蘋果果實在一段時間內,隨著環境中O2濃度的提高,其吸收O2量和釋放CO2量的曲線。結合此圖,分析下列表述正確的是(  )
A.O2濃度為a時,產生NADH的場所是細胞質基質和線粒體基質
B.O2濃度達到b以后,果實基本上靠有氧呼吸提供能量
C.O2濃度為b時,無氧呼吸與有氧呼吸釋放的CO2量相等
D.O2濃度為a時,若cd=ca,則無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸消耗的3倍
解析:ABD O2濃度為a時,即能進行有氧呼吸也能進行無氧呼吸,產生NADH的場所是細胞質基質和線粒體基質,A正確;O2濃度為b時,氧氣吸收量與二氧化碳釋放量相等,細胞只進行有氧呼吸,不進行無氧呼吸,故b以后,果實基本上靠有氧呼吸提供能量,B正確,C錯誤;O2濃度為a時,若cd=ca,有氧呼吸產生的二氧化碳與無氧呼吸產生的二氧化碳相等,根據方程式進行計算,則無氧呼吸消耗的葡萄糖量與有氧呼吸消耗的葡萄糖量的比例為3∶1,D正確。
11.(多選)圖甲是綠色植物在晴朗的白天有氧呼吸各階段反應示意圖,其中1~7表示能量或物質,圖乙是線粒體結構簡圖。下列敘述錯誤的是(  )
A.圖甲中2→3過程,所有活細胞內都能進行
B.圖甲中3→6過程,發生在圖乙的③處
C.圖乙的③處能發生圖甲中生成4的反應
D.葉肉細胞內產生的6將全部釋放到大氣中
解析:BD 圖甲中2→3表示有氧呼吸的第一階段,和無氧呼吸的第一階段完全相同,所有活細胞都能進行有氧或無氧呼吸;圖甲中3→6表示有氧呼吸的第二階段,場所是線粒體基質,即圖乙的②處;圖乙中③為線粒體內膜,是有氧呼吸第三階段的場所,有氧呼吸第三階段是[H]與O2結合生成水的過程,圖甲中4指的是水;白天葉肉細胞中線粒體產生的6(CO2)可用于光合作用。
12.(多選)為探究酵母菌的呼吸方式,在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養液,密封后在最適溫度下培養。培養液中的O2和CO2相對含量變化如圖所示。下列分析正確的是(  )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B.t3時,培養液中葡萄糖的消耗速率比t1時快
C.若降低10 ℃培養,O2相對含量達到穩定所需時間會縮短
D.實驗后的培養液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色
解析:ABD t1→t2,錐形瓶中O2減少的趨勢逐漸變緩,即有氧呼吸速率逐漸下降,A正確;t3時酵母菌只進行無氧呼吸,而t1時酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,兩個時刻培養液中CO2的相對含量的斜率相同,故酵母菌產生CO2的速率相等,若消耗1 mol葡萄糖,有氧呼吸和無氧呼吸分別能產生6 mol和2 mol的CO2,故產生等量的CO2,無氧呼吸(t3)比有氧呼吸+無氧呼吸(t1)消耗更多的葡萄糖,B正確;本題中實驗數據是在“最適溫度”下得到的,若降低溫度,O2相對含量達到穩定所需時間會延長,C錯誤;酵母菌無氧呼吸會產生酒精,故實驗后的培養液中含有酒精,可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測,溶液由橙色變成灰綠色,D正確。
13.甲圖為呼吸作用示意圖,乙圖為線粒體結構模式圖,丙圖為酵母菌在不同O2濃度下的CO2釋放速率。請據圖回答:
(1)甲圖中,E代表的物質可能是__________________,動物細胞可以進行的過程為____ (填字母)。
(2)甲圖中C、D過程發生的場所依次對應乙圖中的________(填序號)。
(3)甲圖中從A過程到產生E物質的過程的呼吸方式是________,寫出有關的反應式:___
____________________________________________________________________。
(4)丙圖所示過程中,酒精產生速率的變化趨勢是______________,試解釋C點出現的原因:____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)人體劇烈運動時,有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖之比是5∶3,則人體產生的CO2與消耗的O2之比是____________;劇烈運動后,人體會有酸脹的感覺,原因是___________
_____________________________________________________________。
解析:(1)據甲圖分析可知,E代表的物質可能是酒精和二氧化碳,動物細胞可以進行的過程為ABCD。(2)甲圖中C、D過程表示有氧呼吸的第二、第三階段,發生的場所分別為線粒體基質、線粒體內膜,依次對應乙圖中的②①。(3)甲圖中從A過程到產生E物質的過程的呼吸方式是無氧呼吸,反應式為C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。(4)丙圖所示過程中,酒精產生速率的變化趨勢是隨著氧氣濃度的增加,酒精產生速率逐漸減慢,C點時無氧呼吸受抑制,有氧呼吸較弱。(5)人體有氧呼吸的反應式為C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量,無氧呼吸的反應式為C6H12O62C3H6O3+少量能量,只有有氧呼吸產生CO2,故有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖之比是5∶3,人體產生的CO2與消耗O2之比是1∶1;劇烈運動后,人體會有酸脹的感覺,原因是劇烈運動導致供氧不足,骨骼肌細胞進行無氧呼吸產生乳酸。
答案:(1)酒精和二氧化碳 ABCD (2)②① (3)無氧呼吸 C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量 (4)逐漸減慢 此時無氧呼吸被抑制,有氧呼吸較弱 (5)1∶1 劇烈運動導致供氧不足,骨骼肌細胞進行無氧呼吸產生乳酸
14.某生物興趣小組課后欲探究水稻細胞呼吸的方式,進行了如下實驗。如圖所示A瓶中裝入10棵水稻幼苗和一定的培養液,B瓶裝入適量的澄清石灰水,步驟如下:
步驟Ⅰ:將A瓶置于________的適宜環境中。
步驟Ⅱ:打開閥門1、2,從左側通入空氣,一段時間后觀察B瓶變化。
步驟Ⅲ:停止通入空氣,更換B瓶內澄清的石灰水,關閉閥門1,閥門2依舊開啟,一段時間后觀察B瓶變化。
回答下列問題:
(1)步驟Ⅰ:將A瓶置于________(填“充足光照”或“黑暗”)的適宜環境中。
(2)步驟Ⅱ:B瓶的變化是______________________________________________________
__________________。
(3)步驟Ⅲ:出現步驟Ⅱ的現象,不能說明水稻進行了無氧呼吸,原因是_____________
__________________________________________________,更正措施為__________________
______________________________________________________________。
(4)欲檢測步驟ⅢA瓶中是否含有酒精,可以吸取培養液,滴加________________檢測。
(5)該實驗可初步得出結論:___________________________________________________
__________________________。
解析:(1)探究水稻的呼吸方式,應將A瓶置于黑暗的適宜環境中。(2)A瓶內水稻進行呼吸作用釋放CO2,使B瓶中的澄清石灰水變混濁。(3)A瓶中有氧氣,若要測定水稻是否進行無氧呼吸,需讓水稻呼吸一段時間耗盡氧氣后,再與B瓶連接。(4)酸性重鉻酸鉀溶液可用于檢測酒精。(5)由實驗可知,A瓶中有氧氣時,澄清石灰水變混濁,說明水稻可進行有氧呼吸;A瓶中氧氣耗盡后,澄清石灰水也變混濁,說明水稻可進行無氧呼吸。
答案:(1)黑暗 (2)澄清石灰水變混濁 (3)A瓶中含有氧氣 應讓水稻呼吸一段時間后再接上B瓶 (4)酸性重鉻酸鉀溶液 (5)水稻既能進行有氧呼吸,也能進行無氧呼吸
15.(2021·江蘇常州高一期末)圖1是真核細胞內細胞呼吸過程的圖解,A~F表示物質,①~⑤表示過程;圖2表示酵母菌在不同O2濃度條件下的O2吸收量和CO2釋放量的變化量。請據圖回答下列有關問題:
(1)圖1中A是________,催化過程④的酶存在于細胞的____________。
(2)圖1中物質D與C結合的過程發生的場所向內折疊形成________。線粒體內膜上的蛋白質含量高于外膜,原因是_______________________________________________________
________________________________________________________。
(3)圖1中人體產生物質E的場所是________。
(4)圖2中O2濃度為c時所發生的生理過程可用圖1中________(填數字序號)過程表示。
(5)圖2中O2濃度為b時,植物細胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的______倍。 
解析:(1)圖1中過程①為細胞呼吸第一階段,所以A是丙酮酸。過程④為產物是乳酸的無氧呼吸第二階段,所以催化過程④的酶存在于細胞的細胞質基質中。(2)圖1中D是氧氣,它與C結合的過程發生的場所是線粒體內膜,線粒體內膜向內折疊形成嵴,由于線粒體內膜上含有許多與有氧呼吸有關的酶,所以線粒體內膜上的蛋白質含量高于外膜。(3)人體只能通過有氧呼吸第二階段產生E(CO2),場所是線粒體基質。(4)圖2中O2濃度為c時吸收O2的量小于CO2的釋放量,則既有有氧呼吸又有無氧呼吸(產生酒精),所以對應圖1中①②③⑤。(5)圖2中在氧濃度為b時,氧氣吸收量為3個單位,則有氧呼吸產生3個單位的二氧化碳,消耗0.5個單位的葡萄糖,總二氧化碳釋放量為8個單位,無氧呼吸產生5個單位的二氧化碳,對應消耗葡萄糖2.5個單位,所以無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍。
答案:(1)丙酮酸 細胞質基質 (2)嵴 線粒體內膜上含有許多與有氧呼吸有關的酶 (3)線粒體基質 (4)①②③⑤ (5)5

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