資源簡介 人教(2019)生物高考知識點梳理&對點訓練3.2 細胞呼吸的原理和應用知識點(一) 細胞呼吸的方式和過程1.有氧呼吸(1)概念:指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。(2)圖解有氧呼吸過程。①總反應式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。②能量轉化:少量能量轉移至ATP中,大部分能量則以熱能形式散失。③與有機物在生物體外燃燒相比,有氧呼吸是在溫和的條件下進行的;有機物中的能量是逐步釋放的;一部分能量儲存在ATP中。(3)放能:1 mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2 870 kJ的能量,有977.28 kJ左右的能量儲存在ATP中。2.無氧呼吸的類型和過程(1)場所:全過程是在細胞質基質中進行的。(2)過程。第一階段 葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量能量第二階段 酒精發酵 丙酮酸→酒精+CO2 實例:植物、酵母菌等乳酸發酵 丙酮酸→乳酸 實例:高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等(3)放能:1 mol葡萄糖分解釋放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ的能量儲存在ATP中。3.細胞呼吸原理的應用(1)選用透氣消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。(2)作物栽培中的中耕松土,保證根的正常細胞呼吸。(3)提倡慢跑,防止肌細胞無氧呼吸產生乳酸。(4)稻田定期排水,抑制無氧呼吸,防止酒精中毒,爛根死亡。【連接教材資料】1.(必修1 P94“相關信息”思考)人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸怎樣被再度利用?提示:人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸,能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。2.(必修1 P94正文中楷體字發掘)細胞呼吸是否只是為生命活動提供能量?舉例說明。提示:不是。細胞呼吸還是生物體代謝的樞紐,蛋白質、糖類和脂質的代謝,都可以通過細胞呼吸過程聯系起來。如細胞呼吸過程中的丙酮酸等中間產物,可以轉化為甘油、氨基酸等非糖物質。[知識梳理]細胞呼吸的過程分析1.整合有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2.透析細胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路物質 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3.判斷有氧呼吸中各元素的去向反應物中的葡萄糖、水、氧氣分別在第一、二、三階段被利用。產物中的二氧化碳和水分別在第二、三階段形成。[對點練習]1.下圖表示生物的物質代謝示意圖。下列對圖示的解釋,正確的是( )A.在人體內,①過程發生的場所是內環境中B.在人的細胞質基質中含有③④過程所需的各種酶C.在酵母菌的細胞質基質中含有③⑥過程所需的各種酶D.在生物細胞內發生的③過程稱為無氧呼吸解析:選C ①過程是淀粉水解,發生在消化道內,不屬于內環境,A錯誤;④過程屬于有氧呼吸的二、三階段,是在線粒體內進行的,B錯誤;酵母菌在細胞質基質中進行無氧呼吸的產物是酒精和CO2,即③⑥過程,故其含有③⑥過程所需的各種酶,C正確;③過程是有氧呼吸與無氧呼吸的第一階段,所以在生物細胞內發生的③過程不能說是無氧呼吸,D錯誤。2.金魚能在嚴重缺氧的環境中生存若干天,其肌細胞和其他組織細胞中無氧呼吸的產物不同。如圖表示金魚在缺氧狀態下,細胞中部分代謝途徑,下列相關敘述正確的是( )A.過程②不需要O2的參與,產生的物質X是丙酮酸B.過程①②③⑤均有能量釋放,用于合成ATPC.過程③⑤無氧呼吸產物不同是因為細胞內反應的場所不同D.若給肌細胞提供18O標記的O2,不會在CO2中檢測到18O解析:選A 過程③⑤是無氧呼吸第二階段,不產生ATP,兩過程反應場所均是細胞質基質,B、C錯誤;有氧條件下,肌細胞也可以進行有氧呼吸,若給肌細胞提供18O標記的O2,則產生的水含有18O,含有18O的水參與有氧呼吸的第二階段,產生的CO2中能檢測到18O,D錯誤。[知識梳理]細胞呼吸類型的判斷和有關計算1.細胞呼吸中各物質間量的比例關系(1)反應式。有氧呼吸 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量無氧呼吸 C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量;C6H12O62C3H6O3+少量能量(2)相關物質間量的比例關系。①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。②無氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。③消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產生的CO2的物質的量: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時消耗的葡萄糖的物質的量:無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。2.推斷細胞呼吸的類型[典例] (2020·全國卷Ⅰ)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖,下列關于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是( )A.若產生的CO2與乙醇的分子數相等,則細胞只進行無氧呼吸B.若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等C.若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的多[解析] 有氧呼吸過程中,吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等,而無氧呼吸不消耗O2,但可能產生CO2,若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的分子數少或兩者的數目相等,D錯誤。[答案] D [對點練習]3.實驗小組將等量的某植物種子分別放在不同O2濃度的密閉容器中,1小時后,測出容器中O2和CO2的變化情況如下表:O2濃度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7CO2釋放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7據表分析以下敘述中,正確的是( )A.在O2濃度為0~3%時只進行無氧呼吸B.有氧呼吸的強度隨O2濃度升高而增強C.在O2濃度為5%時,種子只進行有氧呼吸D.無氧呼吸的產物是乳酸和CO2解析:選C O2濃度為0時,只進行無氧呼吸,O2濃度為1%~3%時,CO2的釋放量大于O2的吸收量,細胞既進行無氧呼吸又進行有氧呼吸,A錯誤;O2濃度為15%~25%時,隨著O2濃度的上升,細胞呼吸強度不變,B錯誤;在O2濃度為5%時,CO2的釋放量等于O2的吸收量,種子只進行有氧呼吸,C正確;該植物種子無氧呼吸的產物是酒精和CO2,D錯誤。4.如圖為豌豆種子萌發時水分含量和呼吸的變化(呼吸熵RQ:生物體在同一時間內,釋放CO2與吸收O2的體積之比或摩爾數之比)。下列相關分析正確的是( )A.0~12 h,種子通過胚根的吸脹作用迅速吸水B.0~24 h,種子主要進行有氧呼吸,RQ=1C.A點時,種子無氧呼吸速率和有氧呼吸速率相等,RQ=1D.48 h時,種子呼吸作用消耗的底物只有糖類解析:選A 干種子的細胞中沒有大的液泡,所以0~12 h,種子通過胚根的吸脹作用迅速吸水,A正確;0~24 h,種子主要進行無氧呼吸,釋放的CO2量多于吸收的O2量,所以RQ>1,B錯誤;A點時,釋放的CO2量等于吸收的O2量,所以種子不進行無氧呼吸,只進行有氧呼吸,C錯誤;48 h時,釋放的CO2量少于吸收的O2量,所以種子呼吸作用消耗的底物不僅僅是糖類,D錯誤。知識點(二) 模型建構法分析影響細胞呼吸的環境因素(強化點)常見圖示模型圖1解讀 (1)圖中各點表示的生物學意義 Q點:不耗O2,產生CO2 只進行無氧呼吸;P點:O2吸收量=CO2生成量 只進行有氧呼吸; QP段(不包含Q、P點):CO2生成量>O2吸收量 同時進行有氧呼吸和無氧呼吸; R點:產生CO2量最少 組織細胞呼吸作用最弱。 (2)在保存蔬菜、水果時,應選擇R點對應的O2濃度。 (3)AB段長度=BC段長度,說明此時有氧呼吸與無氧呼吸CO2釋放量相等,則此時有氧呼吸消耗的葡萄糖量為無氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。圖2解讀 溫度對細胞呼吸的影響是通過影響與細胞呼吸有關酶的活性實現的,因此在貯藏種子、水果、蔬菜時應選取零上低溫。圖3解讀 細胞呼吸速率與自由水含量有關,在儲存作物種子時應將種子風干,以減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗。[典例] 如圖是外界條件對植物細胞呼吸速率的影響曲線圖,以下分析錯誤的是( )A.從甲圖可知細胞呼吸最旺盛時的溫度是B點對應的溫度B.乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸,曲線Ⅱ表示無氧呼吸C.乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機物主要是葡萄糖D.乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡,可能是受到溫度或呼吸酶數量的限制[解析] 甲圖中B點溫度下植物細胞呼吸相對速率最大,說明該溫度下細胞呼吸最旺盛,A正確;隨著O2濃度增大有氧呼吸增強,無氧呼吸減弱,故乙圖中曲線Ⅰ表示無氧呼吸,曲線Ⅱ表示有氧呼吸,B錯誤;細胞呼吸利用的有機物主要是葡萄糖,C正確;有氧呼吸需要酶的參與,溫度會影響酶的活性,故有氧呼吸還可能受溫度或呼吸酶數量限制,D正確。[答案] B(1)完全無氧條件下,細胞呼吸強度并不為零,因為此時細胞可以進行無氧呼吸。(2)影響細胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強相關植物或器官的細胞呼吸強度,可采取供水、升溫、增氧等措施;若需要降低細胞呼吸強度,可以采取干燥、低溫、低氧等措施。(3)儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環境。蔬菜、水果應在低溫、低氧條件下儲存,低溫以不破壞植物組織為標準,一般為零上低溫;種子儲存時應保持干燥,而蔬菜、水果儲存時還應保持一定的濕度。(4)內部因素也會影響細胞呼吸強度,如生物的遺傳特性、器官種類、生長發育時期等。 [針對訓練]1.(2022·蘇北四市聯考)如圖是在密閉容器中不同質量濃度的戊二醛(不影響溶液pH)對大水榕和香蕉草兩種沉水植物呼吸作用影響的實驗結果圖(不考慮無氧呼吸),下列有關分析正確的是( )A.該實驗中各組應在溫度相同且有光的條件下進行B.隨著戊二醛質量濃度升高,兩種沉水植物的呼吸速率在不斷上升C.有氧呼吸前兩個階段產生的NADPH與氧氣結合生成水D.實驗過程中每一組密閉容器內水體pH逐漸減小解析:選D 為避免光合作用和其他無關因素對實驗結果的干擾,該實驗中各組應在溫度相同且無光的條件下進行,A錯誤;隨著戊二醛質量濃度的增大,溶解氧減少速率逐漸降低,說明兩種沉水植物有氧呼吸的強度在不斷減弱,B錯誤;在有氧呼吸過程中,氧氣與有氧呼吸前兩個階段產生的NADH結合生成水,C錯誤;兩種植物的細胞呼吸均產生CO2,CO2溶于水會使水體pH減小,D正確。2.如圖表示O2濃度和溫度對洋蔥根尖細胞有氧呼吸速率的影響,下列敘述錯誤的是( )A.與a點相比,b點時與有氧呼吸相關酶的活性較低B.與b點相比,限制c點有氧呼吸速率的因素有O2濃度和溫度C.由圖可知,細胞有氧呼吸的最適溫度位于30 ℃和35 ℃之間D.O2濃度不變,a點時適當提高溫度,細胞有氧呼吸速率可能增大解析:選C 當O2濃度為60%時,有氧呼吸的速率在30 ℃時比20 ℃時的大,說明與a點相比,b點時與有氧呼吸相關酶的活性較低,A正確。當O2濃度為20%時,c點升高溫度,有氧呼吸速率會增大,所以溫度影響有氧呼吸速率;當溫度為15 ℃時增加O2濃度,有氧呼吸速率也會增大,所以O2濃度也會影響有氧呼吸速率,B正確。在20 ℃、30 ℃、35 ℃三個溫度條件下,30 ℃O2充足時有氧呼吸速率最高,說明有氧呼吸的最適溫度在20~35 ℃之間,C錯誤。從圖中可以看出,30 ℃時可能最接近酶的最適溫度,如果酶的最適溫度是31 ℃,則適當升高溫度會提高有氧呼吸速率,D正確。知識點(三) 探究酵母菌細胞呼吸的方式及相關實驗拓展(實驗探究)[基礎實驗]1.實驗原理2.實驗步驟(1)配制酵母菌培養液:酵母菌+葡萄糖溶液。(2)檢測CO2的產生,裝置如圖所示。注:澄清石灰水也可以換為溴麝香草酚藍溶液。(3)檢測酒精的產生。3.實驗結論(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。(2)在有氧條件下產生CO2多而快,在無氧條件下進行細胞呼吸產生酒精和CO2。[拓展實驗](一)根據液滴移動方向探究細胞的呼吸方式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乳酸的無氧呼吸(二)種子萌發時呼吸速率的測定1.實驗裝置2.指標及原理指標 細胞呼吸速率常用單位時間內CO2釋放量或O2吸收量來表示原理 組織細胞呼吸作用吸收O2,釋放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器內氣體壓強減小,刻度管內的著色液左移。單位時間內著色液左移的距離即表示呼吸速率3.物理誤差的校正(1)如果實驗材料是綠色植物,整個裝置應遮光處理,否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。(2)如果實驗材料是種子,為防止微生物的細胞呼吸對實驗結果的干擾,應對裝置及所測種子進行消毒處理。(3)為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差,應設置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如將發芽的種子煮熟),其他條件均不變。4.實驗拓展(呼吸底物與著色液移動的關系)脂肪含氫量高,含氧量低,等質量的脂肪與葡萄糖相比,脂肪氧化分解時耗氧量高,產生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時,產生的CO2量小于消耗的O2量,著色液移動更明顯。[針對訓練]1.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1僅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2,通過裝置2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2,如果裝置1中液滴左移,裝置2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2,裝置2中液滴可能向左移解析:選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1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸,A正確。用水代替NaOH溶液設置裝置2,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;如果裝置1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2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;以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2中液滴不可能向左移,B、C正確,D錯誤。2.某研究小組想測量萌發的小麥種子、蚯蚓呼吸速率的差異,設計了以下實驗裝置。實驗中分別以20粒萌發的種子和4條蚯蚓為材料,每隔5 min記錄一次有色液滴在刻度玻璃管上的讀數,結果如下表所示。請分析回答下列問題:有色液滴移動的距離/mm生物 時間/min0 5 10 15 20 25萌發的種子 0 8 16 23 9 34蚯蚓 0 4.5 9 11.5 13.5 15.5(1)裝置圖中的Y溶液是________,其作用是__________________。設置乙裝置的目的是______________________________________________。(2)實驗開始后保持注射器的活塞不移動,有色液滴將向________(填“左”或“右”)移動,以蚯蚓為材料時有色液滴移動的最大速率是________________。(3)另一組該實驗裝置每隔5 min測量時,將注射器活塞往________(填“上”或“下”)移動,待有色液滴回到實驗開始時的位置停止,根據活塞移動距離可測出氣體的變化量,其中以小麥為材料的結果如下表所示:時間/min 0 5 10 15 20 25注射器量取的氣體變化容積/mL 0 1.5 3.0 4.2 5.0 5.5分析數據可知該段時間小麥種子的有氧呼吸速率為______,在此過程中,有氧呼吸的強度越來越________。解析: (1)裝置圖中的Y溶液是NaOH溶液,其作用是吸收實驗過程中細胞呼吸產生的CO2;設置乙裝置的目的是排除微生物及環境因素對實驗的干擾(或對照作用)。(2)甲中是活的生物,呼吸旺盛,有氧呼吸過程消耗O2,產生CO2,CO2又被NaOH溶液吸收,導致裝置甲內氣壓下降,所以實驗開始后保持注射器的活塞不移動,連接甲、乙裝置玻璃管中的有色液滴將向左移動,以蚯蚓為材料時有色液滴移動的最大速率是9 mm/10 min=0.9 mm/min。(3)小麥種子在有氧條件下進行有氧呼吸,吸收O2,放出CO2,但CO2被NaOH溶液吸收,導致裝置甲內氣壓下降,無氧時進行無氧呼吸,不消耗O2,但能放出CO2,而放出的CO2又被NaOH溶液吸收,裝置內氣壓不變。綜上所述,無論在有氧還是無氧的情況下,裝置甲內的氣壓不會上升,所以注射器活塞應往下移動,才能使有色液滴回到實驗開始時的位置。25 min內小麥種子的有氧呼吸速率為5.5 mL/25 min=0.22 mL/min ;分析數據可知該段時間小麥種子消耗的O2越來越少,說明其有氧呼吸速率越來越弱。答案:(1)NaOH溶液 吸收實驗過程中細胞呼吸產生的CO2 排除微生物及環境因素對實驗的干擾(或對照作用) (2)左 0.9 mm/min (3)下 0.22 mL/min 弱由特殊到一般——實驗通法歸納 對照實驗與對比實驗分析1.對照實驗的類型及實驗組、對照組的確認空白對照 對照組為自然狀態下不作處理的對象組,實驗組為施加實驗變量處理的對象組自身對照 實驗處理前的對象組為對照組,實驗處理后的對象組為實驗組相互對照 不單設對照組,而是幾個實驗組相互對照。如探究溫度對酶活性的影響時,要用熱水、正常溫度的水、冰水三個實驗組來探究溫度對酶活性的影響,進行相互對照,以得出相應的實驗結論條件對照 即給對象施加某種實驗處理,雖不是檢驗假設需要的,但更能充分說明實驗變量的對照。例如,在動物激素飼喂小動物的實驗方案中,飼喂甲狀腺激素的為實驗組;飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組;不飼喂藥劑的是空白對照組2.對比實驗及其特點(1)含義:設置兩個或兩個以上的實驗組,通過對結果的比較分析,來探究某種因素與實驗對象的關系,這樣的實驗叫作對比實驗(也叫相互對照實驗)。(2)舉例:①探究酵母菌細胞呼吸類型;②噬菌體侵染細菌實驗;③魯賓和卡門利用同位素示蹤法證明光合作用釋放的O2來自水的實驗。[典例] 在探究實驗的設計過程中,往往要進行對照實驗,下列有關敘述中正確的是( )A.只能設置兩個實驗組,互為對照實驗B.在“探究酵母菌細胞呼吸方式”實驗中,產物不同,即酒精和CO2構成對照實驗C.進行對照實驗是為了探究某種因素與實驗對象的關系D.只要實驗現象明顯,有無對照實驗對實驗結論沒有影響[解析] 可以設置兩個或兩個以上的實驗組,形成相互對照,A錯誤;酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸都會產生CO2,B錯誤;有無對照實驗,對實驗結論是有影響的,D錯誤。[答案] C明晰對照實驗一般可包括實驗組和對照組,實驗組是接受實驗變量處理的對象組,所處理的變量就是我們要研究的內容;對照組也稱控制組,是不接受實驗變量處理的對象組。 [針對訓練]1.下列屬于對比實驗的正確組合是( )①探究酵母菌細胞呼吸的方式 ②魯賓和卡門的同位素示蹤法證明光合作用釋放的O2來自水的實驗 ③觀察植物細胞的質壁分離和復原 ④比較過氧化氫在不同條件下的分解A.①② B.①②③ C.①③ D.①③④解析:選A 在探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗中,需要設置有氧和無氧兩種條件,這兩個實驗組的結果都是事先未知的,通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響,①正確;通過用18O分別標記H2O和CO2進行二組實驗,對比釋放的O2是否被18O標記,②正確;植物細胞的質壁分離和復原實驗屬于自身對照實驗,不屬于對比實驗,③錯誤;比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗屬于對照實驗,④錯誤。2.(2022·襄陽月考)生物實驗中常用到對照實驗,以下實驗的對照設置正確的是( )A.探究酵母菌種群數量變化時,設置有氧條件和無氧條件兩組B.驗證過氧化氫酶具有高效性時,設置加酶處理和加熱處理兩組C.研究細胞核的功能時,將蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分D.驗證胚芽鞘的感光部位在尖端時,設置保留尖端和去除尖端兩組解析:選C 在探究酵母菌種群數量變化的實驗中存在自身前后對照,不需要設置有氧條件和無氧條件兩組實驗,A錯誤;驗證過氧化氫酶具有高效性的實驗中,自變量為催化劑的種類(酶或無機催化劑),加熱處理改變了無關變量,無法得到正確的結論,B錯誤;驗證胚芽鞘的感光部位在尖端實驗中,自變量為胚芽鞘尖端感光的情況,因變量為胚芽鞘的生長狀態,正確的對照設置應為遮擋胚芽鞘尖端而非去除尖端,D錯誤。[課時驗收評價]1.骨骼肌線粒體Ca2+ATP酶能催化ATP水解,并將細胞質基質中的Ca2+轉運到線粒體基質中。中等強度運動后,Ca2+ATP酶活性顯著下降。以下推測正確的是( )A.Ca2+ATP酶催化ATP水解可以為Ca2+主動運輸提供能量B.線粒體基質中Ca2+的含量在中等強度運動后保持不變C.骨骼肌細胞生命活動所需要的能量全部來自線粒體D.骨骼肌的酸痛是細胞無氧呼吸導致丙酮酸積累的結果解析:選A 線粒體基質中Ca2+的含量在中等強度運動后下降,B錯誤;骨骼肌細胞生命活動所需要的能量主要來自線粒體,還可以來自細胞質基質,C錯誤;骨骼肌的酸痛是細胞無氧呼吸導致乳酸積累的結果,D錯誤。2.如圖表示人體內細胞呼吸的過程,下列敘述正確的是( )A.②過程既需要水參與,又需要氧氣參與B.①→③過程將導致細胞內[H]的積累C.①②過程都有能量釋放,③過程有ATP生成D.劇烈運動時人體細胞主要通過①→③過程獲得能量解析:選A ②過程表示有氧呼吸的第二、三階段,在第二階段需要水參與,在第三階段需要氧氣參與,A正確;①過程產生的[H]可在③過程中被利用,不會導致細胞內[H]的積累,B錯誤;①②過程都有能量釋放,③過程沒有ATP生成,C錯誤;人在劇烈運動時,機體細胞仍主要通過有氧呼吸(即①→②過程)獲得能量,D錯誤。3.研究發現,低溫儲存、適當劑量的短時輻射處理、調整儲藏環境中的氣體成分、對果實表面進行涂膜處理等方式均可有效延長藍莓的儲藏時間。下列分析錯誤的是( )A.低溫能夠降低藍莓及其附著微生物的酶的活性B.調整儲藏環境中的氣體成分主要是降低氧氣的濃度C.輻射處理是為了使微生物發生基因突變,以殺死微生物D.藍莓果實表面涂膜處理可減少水分的散失和氧氣的進入解析:選C 輻射處理是為了使微生物發生基因突變,以降低微生物的活性,C錯誤。4.某同學將活酵母菌和淀粉溶液裝進飲料瓶,預留1/3的空間后密封,觀察酵母菌發酵的變化并用表格進行記錄。下列分析錯誤的是( )條件 原料 變化 產物 呼吸作用場所酵母菌10 g(25 ℃) 淀粉溶液 瓶子膨脹,溶液出現氣泡,溶液變暖 甲 乙A.甲包括水、酒精和CO2,乙為細胞質基質和線粒體B.酵母菌一般以葡萄糖作為呼吸作用的底物C.溶液出現氣泡和瓶子膨脹是產生大量CO2的結果D.有機物經酵母菌無氧呼吸分解后只轉化為ATP和熱能解析:選D 由于瓶子密封并預留1/3的空間,酵母菌可同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,產物(甲)有水、酒精和CO2,呼吸作用場所(乙)為細胞質基質和線粒體,A正確;有機物經酵母菌發酵后,其釋放的能量,一部分用于合成ATP,一部分轉化為熱能,其物質的變化是轉化成了酒精和CO2,D錯誤。5.下列關于①~④代表的細胞呼吸過程中物質的變化的說法,錯誤的是( )①葡萄糖→丙酮酸 ②丙酮酸→二氧化碳和水③丙酮酸→乳酸 ④丙酮酸→酒精和二氧化碳A.人體中①和②過程都必須在有氧條件下才能進行B.③過程可發生在正常人體細胞中,產物不會導致內環境pH劇烈變化C.蘋果和玉米種子的胚在無氧條件下可以分別進行①④和①③過程D.在黑暗條件下,小麥②過程發生在線粒體中,產生大量ATP解析:選A 人體細胞必須在有氧條件下進行的是②過程,①過程表示細胞呼吸的第一階段,有氧條件下和無氧條件下均可進行,A錯誤;③過程只產生乳酸,可發生在人體細胞無氧呼吸過程中,由于內環境中存在緩沖物質,故產生的乳酸不會導致內環境pH劇烈變化,B正確;蘋果無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳,對應①④過程,玉米種子的胚無氧呼吸的產物是乳酸,對應①③過程,C正確;小麥在黑暗條件下仍可以進行有氧呼吸,②過程表示有氧呼吸第二和第三階段,發生在線粒體中,第三階段產生大量ATP,D正確。6.下圖是探究氧氣濃度對酵母菌細胞呼吸方式影響的實驗結果。下列有關敘述錯誤的是( )A.實驗自變量是氧氣濃度,因變量是CO2和酒精生成量B.在氧氣濃度為a或d時,酵母菌的細胞呼吸方式都只有一種C.在氧氣濃度為c時,酵母菌有氧呼吸消耗的有機物是無氧呼吸消耗有機物的3倍D.實驗結果表明,有氧時酵母菌的無氧呼吸會受到抑制解析:選C 氧氣濃度為a時,酵母菌產生的CO2量和酒精量相等,說明此時酵母菌只進行無氧呼吸;在氧氣濃度為d時,呼吸作用的產物只有CO2,沒有酒精產生,說明此時酵母菌只進行有氧呼吸,B正確。在氧氣濃度為c時,酵母菌無氧呼吸產生酒精10 mol(產生CO2也是10 mol),酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖10÷2=5 mol。此時酵母菌細胞呼吸產生的CO2總量是20 mol,則有氧呼吸產生CO2為20-10=10 mol,此時酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6=5/3 mol,酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗葡萄糖的5/3÷5=1/3倍,C錯誤。7.丙酮酸進入線粒體被徹底氧化分解需要經過系列脫氫過程,其中間產物琥珀酸在琥珀酸脫氫酶催化下脫下的氫可將藍色的甲烯藍(一種指示劑)還原成無色的甲烯白。丙二酸和琥珀酸分子結構相似,可以競爭性與琥珀酸脫氫酶結合,但不會脫氫。試設計實驗方案探究丙二酸對琥珀酸脫氫反應是否有抑制作用。下列敘述不合理的是( )A.實驗假設:丙二酸對琥珀酸脫氫反應有抑制作用B.實驗取材:大白鼠心肌細胞含有較多的線粒體,可從其研磨液中提取琥珀酸脫氫酶C.實驗分組:對照組加琥珀酸、實驗組加丙二酸,兩組都加入甲烯藍和琥珀酸脫氫酶D.觀察指標:藍色的甲烯藍還原成無色的甲烯白時間的長短解析:選C 實驗的自變量是有無丙二酸,對照組加琥珀酸、甲烯藍和琥珀酸脫氫酶;實驗組加琥珀酸、丙二酸,甲烯藍和琥珀酸脫氫酶,C錯誤。8.細胞呼吸過程中葡萄糖和水分子脫去的氫可與氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)結合形成還原型輔酶Ⅰ(NADH)。細胞外煙酰胺磷酸核糖轉移酶(eNAMPT)的催化產物NMN是合成NAD+的原料。研究發現,人和哺乳動物衰老過程與組織中NAD+水平的下降直接相關。下列說法正確的是( )A.高溫變性的eNAMPT能與雙縮脲試劑產生紫色反應B.哺乳動物細胞呼吸產生NADH的場所有細胞質基質和線粒體內膜C.體內的NMN合成量增多可能導致哺乳動物早衰D.促進小鼠體內eNAMPT的產生不能延長其壽命解析:選A 絕大多數酶是蛋白質,高溫變性的蛋白質依然可以與雙縮脲試劑發生紫色反應,據此推測高溫變性的eNAMPT能與雙縮脲試劑產生紫色反應,A正確;哺乳動物細胞呼吸產生NADH的場所有細胞質基質、線粒體基質,線粒體內膜是消耗還原氫的場所,B錯誤;由分析可知,人和哺乳動物衰老過程與組織中NAD+水平的下降直接相關,而體內的NMN是合成NAD+的原料,因此,NMN合成量增多可能抑制哺乳動物早衰,C錯誤;促進小鼠體內eNAMPT的產生,會使NMN的合成量增多,增加了NAD+的合成,進而可能延長其壽命,D錯誤。9.人體運動強度與O2消耗量、血液中乳酸含量的關系如圖所示。下列有關說法不正確的是( )A.不同運動狀態下,肌肉細胞中CO2的產生量等于O2的消耗量B.無氧呼吸時,葡萄糖中的能量大部分以熱能的形式散失,其余儲存在ATP中C.運動強度為c時,無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍D.若運動強度長時間超過c,肌細胞會積累大量乳酸使肌肉酸脹乏力解析:選B 人體細胞有氧呼吸消耗O2的量與產生CO2的量相同,而無氧呼吸既不消耗O2,也不產生CO2,因此不同運動狀態下,肌肉細胞中CO2的產生量等于O2的消耗量,A正確。無氧呼吸是有機物不徹底的氧化分解過程,大部分能量儲存在有機物中;無氧呼吸釋放的能量,大部分以熱能形式散失,其余的轉移到ATP中,B錯誤。有氧呼吸過程中,消耗1分子葡萄糖需要6分子O2,無氧呼吸過程中,消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸,運動強度為c時,O2的消耗量等于乳酸生成量,無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,C正確。10.圖1為酵母菌細胞呼吸過程圖解,圖2為研究酵母菌細胞呼吸的實驗裝置(排盡注射器中的空氣后吸入酵母菌和經煮沸冷卻的葡萄糖溶液,并置于適宜溫度的環境中)。請回答下列問題:(1)細胞呼吸過程中,實現的能量轉換是有機物中穩定的化學能轉換成____________________________________________。(2)圖1中能產生ATP的階段是________(用圖中的數字表示)。圖2實驗裝置中的氣體對應于圖1中的物質________(填圖1中字母),產生于酵母菌細胞的__________________________(具體部位)。(3)若取圖2裝置注射器中反應后的溶液,加入橙色的酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色,則可證明其呼吸產物中還存在______。圖2實驗裝置燒杯中加水的主要目的是________________________。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)細胞呼吸的實質是有機物氧化分解,釋放能量。釋放的能量一部分以熱能的形式散失,一部分轉移到ATP中。(2)酵母菌有氧呼吸的三個階段和無氧呼吸的第一個階段都能產生ATP。據分析可知,圖1中能產生ATP的階段是①②③。圖1中X表示O2,Y表示CO2。圖2裝置中酵母菌細胞呼吸產生的氣體是CO2,對應于圖1中的物質Y,由圖2裝置可知,此時酵母菌進行無氧呼吸,故CO2的產生場所是細胞質基質。(3)酒精與酸性重鉻酸鉀反應呈灰綠色。若取圖2裝置注射器中反應后的溶液,加入橙色的酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色,則可證明其呼吸產物中還存在酒精。圖2中加水的目的是營造適宜的溫度環境。為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的實驗誤差,應該排除生物因素的影響,還應該遵循單一變量原則,因此應該加入已死亡的酵母菌,其他條件同圖2。答案:(1)熱能和ATP中活躍的化學能 (2)①②③ Y 細胞質基質 (3)酒精 營造適宜的溫度環境 加入滅活的酵母菌,其他條件同圖2 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫